Qual ​​é a diferença entre furação, alargamento e mandrilamento na usinagem CNC?

Em comparação com o processamento de superfície externa, as condições de usinagem CNC são muito piores, e é mais difícil processar buracos do que processar círculos externos. Isto é porque:

• O tamanho da ferramenta usada para usinagem do furo é limitado pelo tamanho do furo a ser usinado e a rigidez é baixa, o que é propenso a deformações e vibrações;
• Ao usinar um furo com uma ferramenta de tamanho fixo, o tamanho do furo geralmente é determinado diretamente pelo tamanho correspondente da ferramenta, e o erro de fabricação e o desgaste da ferramenta afetarão diretamente a precisão da usinagem do furo;
• Ao usinar furos, a área de corte fica dentro da peça de trabalho, as condições de remoção de cavacos e dissipação de calor são ruins e a precisão da usinagem e a qualidade da superfície não são fáceis de controlar.

1. Perfuração

Perfuração é o primeiro processo de usinagem de furos em materiais sólidos, e o diâmetro dos furos é geralmente inferior a 80mm. Existem duas formas de perfuração:uma é a rotação da broca; a outra é a rotação da peça. Os erros gerados pelos dois métodos de perfuração acima são diferentes. No método de perfuração com a broca girando, quando a broca é desviada devido à assimetria da aresta de corte e à rigidez insuficiente da broca, a linha central do furo usinado ficará distorcida ou enviesada. Não é reto, mas o diâmetro do furo permanece inalterado; pelo contrário, no método de perfuração em que a peça é girada, o desvio da broca fará com que o diâmetro do furo mude, enquanto a linha central do furo ainda estiver reta.



As ferramentas de perfuração comumente usadas incluem broca helicoidal, broca central, furadeira profunda, etc., dentre as quais a mais utilizada é a broca helicoidal, e sua especificação de diâmetro é mostrada na figura.

Devido a limitações estruturais, a rigidez de flexão e a rigidez de torção da broca são baixas, juntamente com uma centralização ruim, a precisão da perfuração é baixa, geralmente atingindo apenas IT13 ~ IT11; a rugosidade da superfície também é grande, e Ra geralmente é de 50 ~ 12,5 μm, mas a taxa de remoção de metal da perfuração é grande e a eficiência de corte é alta. A perfuração é usada principalmente para processar furos com requisitos de baixa qualidade, como furos para parafusos, furos inferiores rosqueados, furos para óleo etc. Para furos com alta precisão de usinagem e requisitos de qualidade de superfície, eles devem ser alcançados por alargamento, alargamento, mandrilamento ou retificação na usinagem subsequente.

2. Alargamento

Alargamento é um dos métodos de acabamento de furos, amplamente utilizado na produção. Para furos menores, o alargamento é um método mais econômico e prático do que a retificação interna e o mandrilamento fino.

Alargador

Os alargadores são geralmente divididos em dois tipos:alargadores manuais e alargadores mecânicos. A alça do alargador manual é reta, a parte de trabalho é mais longa e a função de guiamento é melhor. O alargador manual possui duas estruturas do tipo integral e diâmetro externo ajustável. Existem dois tipos de alargadores de máquina, tipo haste e tipo manga. Os alargadores podem não apenas processar furos circulares, mas também furos cônicos podem ser processados ​​com alargadores cônicos.

Tecnologia de alargamento e sua aplicação

A tolerância de alargamento tem uma grande influência na qualidade do alargamento. Se a tolerância for muito grande, a carga do alargador é grande, a aresta de corte é rapidamente embotada, não é fácil obter uma superfície usinada lisa e a tolerância dimensional não é fácil de garantir; se a tolerância for muito pequena, se as marcas de ferramenta deixadas pelo processo anterior não puderem ser removidas, naturalmente não melhorará a qualidade do processamento do furo. Geralmente, a folga da dobradiça áspera é de 0,35~0,15mm, e a dobradiça fina é de 01,5~0,05mm.

Para evitar a formação de arestas postiças, o escareamento geralmente é realizado em velocidades de corte mais baixas (v <8m/min para alargadores de aço rápido para aço e ferro fundido). O valor do feed está relacionado com a abertura a ser processada. Quanto maior a abertura, maior o valor do feed. Quando o alargador de aço de alta velocidade processa aço e ferro fundido, a alimentação é geralmente de 0,3 ~ 1 mm/r.

Ao escarear furos, eles devem ser resfriados, lubrificados e limpos com fluido de corte apropriado para evitar aresta postiça e remover cavacos a tempo. Comparado com retificação e mandrilamento, o alargamento tem alta produtividade e é fácil garantir a precisão do furo; no entanto, o alargamento não pode corrigir o erro de posição do eixo do furo, e a precisão da posição do furo deve ser garantida pelo processo anterior. Furos escalonados e furos cegos não são adequados para alargamento.

A precisão dimensional do furo de alargamento é geralmente IT9~IT7, e a rugosidade da superfície Ra é geralmente 3,2~0,8. Para furos de tamanho médio com requisitos de alta precisão (como furos de precisão de nível IT7), o processo de perfuração, expansão e alargamento é um esquema de processamento típico comumente usado na produção.

3. Chato

Mandrilamento é um método de usinagem que utiliza uma ferramenta de corte para ampliar um furo pré-fabricado. O trabalho de mandrilamento pode ser realizado em uma mandriladora ou em um torno.

Método chato

Existem 3 métodos de usinagem diferentes para mandrilamento.

(1) A peça gira e a ferramenta avança. A maior parte do mandrilamento no torno pertence a este método de mandrilamento. As características do processo são:a linha do eixo do furo após a usinagem é consistente com o eixo de rotação da peça de trabalho, a circularidade do furo depende principalmente da precisão de rotação do fuso da máquina-ferramenta e o erro de geometria axial do furo depende principalmente na direção de avanço da ferramenta em relação ao eixo de rotação da peça de trabalho. precisão de posição. Este método de mandrilamento é adequado para o processamento de furos que possuem requisitos de coaxialidade com a superfície externa.



(2) A ferramenta gira e a peça de trabalho faz um movimento de alimentação. O fuso da máquina de mandrilar aciona a ferramenta de mandrilar para girar e a mesa de trabalho aciona a peça de trabalho para fazer um movimento de alimentação.

(3) Quando a ferramenta gira e faz um movimento de avanço, este tipo de método de mandrilamento é usado para mandrilamento. O comprimento da saliência da barra de mandrilar é alterado e a força e a deformação da barra de mandrilar também são alteradas. O diâmetro do furo é pequeno, formando um furo cônico. Além disso, o comprimento da saliência da barra de mandrilar aumenta e a deformação de flexão do eixo principal devido ao seu peso também aumenta, e o eixo do furo usinado será dobrado de acordo. Este método de mandrilamento é adequado apenas para furos curtos.

Diamante chato

Comparado com o mandrilamento comum, o mandrilamento diamantado é caracterizado por uma pequena quantidade de corte reverso, pequeno avanço e alta velocidade de corte. Pode obter alta precisão de usinagem (IT7~IT6) e uma superfície muito lisa (Ra é 0,4~0,05). O mandrilamento de diamante foi originalmente processado com ferramentas de mandrilamento de diamante e agora é geralmente processado com ferramentas de metal duro, CBN e diamante sintético. Usado principalmente para o processamento de peças de metal não ferroso, mas também para o processamento de ferro fundido e aço.

As quantidades de corte comumente usadas para mandrilamento de diamante são:a quantidade de corte traseiro do pré-mandrilamento é de 0,2~0,6mm, e o mandrilamento final é de 0,1mm; a taxa de alimentação é 0,01~0,14mm/r; a velocidade de corte é 100~250m/min ao usinar ferro fundido. 150~300m/min para aço, 300~2000m/min para processamento de metais não ferrosos.

Para garantir que o mandrilamento de diamante possa alcançar alta precisão de usinagem e qualidade de superfície, a máquina-ferramenta (mandrilhadora de diamante) usada deve ter alta precisão geométrica e rigidez. O eixo principal da máquina-ferramenta é geralmente suportado por rolamentos de esferas de contato angular de precisão ou rolamentos deslizantes hidrostáticos e peças rotativas de alta velocidade. Deve ser precisamente equilibrado; além disso, o movimento do mecanismo de alimentação deve ser muito estável para garantir que a mesa de trabalho possa realizar um movimento de alimentação estável e de baixa velocidade.

O mandrilamento de diamante tem boa qualidade de processamento e alta eficiência de produção e é amplamente utilizado no processamento final de furos de precisão na produção em massa, como furos de cilindro de motor, furos de pino de pistão e furos de eixo em caixas de eixo de máquina-ferramenta. No entanto, deve-se notar que na usinagem de produtos de metal ferroso com mandrilamento de diamante, apenas ferramentas de mandrilamento feitas de metal duro e CBN podem ser usadas, e ferramentas de mandrilamento feitas de diamante não podem ser usadas, porque os átomos de carbono no diamante têm uma grande afinidade com elementos do grupo ferro. , a vida útil da ferramenta é baixa.

Ferramenta chata

As ferramentas de mandrilamento podem ser divididas em ferramentas de mandrilamento de aresta única e ferramentas de mandrilamento de aresta dupla.

Características tecnológicas e escopo de aplicação de mandrilamento

Comparado com o processo de furação, expansão e alargamento, o diâmetro do furo não é limitado pelo tamanho da ferramenta, e o mandrilamento tem uma forte capacidade de correção de erros. As superfícies de mandrilamento e posicionamento mantêm alta precisão de posicionamento.

Comparado com o círculo externo do furo de mandrilamento, devido à baixa rigidez e grande deformação do sistema porta-ferramentas, as condições de dissipação de calor e remoção de cavacos não são boas, e a deformação térmica da peça e da ferramenta é relativamente grande. A qualidade da usinagem e a eficiência de produção do furo não são tão altas quanto as do círculo externo.

Com base na análise acima, pode-se observar que o mandrilamento possui uma ampla faixa de processamento, podendo processar furos de diversos tamanhos e diferentes níveis de precisão. Para furos e sistemas de furos com grandes diâmetros e requisitos de alta precisão dimensional e posicional, o mandrilamento é quase o único processamento. método. A precisão de usinagem do mandrilamento é IT9~IT7, e a rugosidade da superfície Ra é. O mandrilamento pode ser realizado em máquinas-ferramentas, como mandriladoras, tornos e fresadoras. Tem a vantagem da flexibilidade e é amplamente utilizado na produção. Na produção em massa, para melhorar a eficiência do mandrilamento, as matrizes de mandrilamento são frequentemente usadas.