A diferença entre furar, escarear, mandrilar e puxar furos

Comparado com o processamento da superfície externa, as condições de processamento do furo são muito piores e o processamento do furo é mais difícil do que o processamento do círculo externo. Isto é porque:

1) O tamanho da ferramenta usada para o processamento do furo é limitado pelo tamanho do furo a ser processado, e a rigidez é baixa e é propensa a deformações e vibrações.

2) Ao usinar furos com ferramentas de tamanho fixo, o tamanho do furo geralmente depende diretamente do tamanho correspondente da ferramenta, e o erro de fabricação e o desgaste da ferramenta afetarão diretamente a precisão da usinagem do furo.

3) 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.

Perfuração e Brochamento

1. Perfuração

A furação é o primeiro processo de usinagem de furos em materiais sólidos, e o diâmetro do furo é geralmente inferior a 80 mm. Existem duas maneiras de fazer furos:uma é a rotação da broca; a outra é a rotação da peça. Os erros causados ​​pelos dois métodos de perfuração acima não são os mesmos. No método de perfuração com a broca girando, quando a broca é desviada devido à assimetria da aresta de corte e rigidez insuficiente da broca, a linha central do furo processado será desviada ou não é reta, mas o diâmetro do furo é basicamente o mesmo; enquanto no método de furação onde a peça gira, o oposto é verdadeiro. O desvio da broca fará com que o diâmetro do furo mude e a linha central do furo ainda seja reta.



As ferramentas de perfuração comumente usadas incluem brocas helicoidais, brocas centrais, brocas de furos profundos, etc. As mais usadas são as brocas helicoidais com um diâmetro de Φ0,1-80mm.

Devido a limitações estruturais, a rigidez de flexão e a rigidez de torção da broca são baixas e a centralização não é boa, a precisão da perfuração é baixa, geralmente apenas IT13 ~ IT11; a rugosidade da superfície também é relativamente grande, Ra é geralmente 50 ~ 12,5μm; mas a taxa de remoção de metal da perfuração é grande e a eficiência de corte é alta. A furação é usada principalmente para processar furos com requisitos de baixa qualidade, como furos para parafusos, furos inferiores rosqueados e furos para óleo. Para furos que exigem alta precisão de usinagem e qualidade de superfície, eles devem ser alcançados por alargamento, alargamento, mandrilamento ou retificação no processamento subsequente.

2. Brochando

Brochar é usar uma broca de alargamento para processar um furo que foi perfurado, fundido ou forjado para aumentar a abertura e melhorar a qualidade de processamento do furo. O processo de brochamento pode ser utilizado como pré-processamento antes do acabamento do furo, ou como usinagem final de furos menos exigentes. Os alargadores são semelhantes às brocas helicoidais, mas têm mais dentes e nenhum cinzel.

Comparado com a perfuração, o brochamento tem as seguintes características:

(1) A broca de brochamento tem um grande número de dentes (3-8 dentes), boa orientação e o corte é relativamente estável.

(2) A broca de brochamento não possui aresta cinzelada e possui boas condições de corte.

(3) A tolerância de usinagem é pequena, o bolso de cavacos pode ser mais raso, o núcleo da broca pode ser mais espesso e a resistência e rigidez do corpo da fresa são melhores. A precisão do alargamento é geralmente IT11~IT10, e a rugosidade da superfície Ra é 12,5~6,3μm. O alargamento de furos é frequentemente usado para usinar furos com diâmetro menor que. Ao perfurar um furo com um diâmetro maior (D ≥30mm), uma broca pequena (0,5~0,7 vezes o diâmetro do diâmetro do furo) é frequentemente usada para pré-perfurar o furo e, em seguida, usar a broca de alargamento de tamanho correspondente para alargar o furo, o que pode melhorar a qualidade de processamento e a eficiência de produção do furo.

O escareamento pode não apenas processar furos cilíndricos, mas também várias brocas de escareamento de formato especial (também conhecidas como brocas escareadas) para processar vários furos de sede escareados e escareamento. A extremidade frontal do escareador geralmente possui um poste guia, que é guiado por um furo usinado.

Alargamento

O alargamento é um dos métodos de acabamento de furos, que é amplamente utilizado na produção. Para furos menores, o alargamento é um método de processamento mais econômico e prático em comparação com retificação interna e mandrilamento fino.

1. Alargador

Os alargadores são geralmente divididos em dois tipos:alargador manual e alargador de máquina. A alça do alargador manual é uma alça reta, a parte de trabalho é mais longa e o efeito de guia é melhor. O alargador manual possui duas estruturas:um tipo integral e um diâmetro externo ajustável. O alargador de máquina possui dois tipos de estruturas:uma haste e uma manga. O alargador pode não apenas processar furos circulares, mas também furos cônicos podem ser processados ​​por alargador cônico.

2. Processo 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 romba, não é fácil obter uma superfície de processamento lisa e a tolerância dimensional não é fácil de garantir; a tolerância é muito pequena, as marcas de faca deixadas pelo processo anterior não podem ser removidas e, naturalmente, não há efeito de melhorar a qualidade do processamento do furo. Geralmente, a margem da dobradiça áspera é de 0,35 ~ 0,15 mm, e a margem da dobradiça fina é de 01,5 ~ 0,05 mm.

A fim de evitar a formação de arestas, o alargador é normalmente processado a uma velocidade de corte mais baixa (v ＜8m/min ao processar aço e ferro fundido com alargador de aço rápido). O valor do avanço está relacionado com a abertura a ser usinada. Quanto maior a abertura, maior o valor do feed. A alimentação é geralmente de 0,3 ~ 1 mm/r quando o alargador de aço de alta velocidade é usado para processar aço e ferro fundido.

Ao escarear, é necessário utilizar fluido de corte adequado para resfriamento, lubrificação e limpeza, a fim de evitar a geração de aresta postiça e remover os cavacos a tempo. Comparado com a retificação e mandrilamento de furos, o alargamento tem alta produtividade e fácil de garantir a precisão do furo; mas 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. O alargamento não é adequado para usinagem de furos escalonados e furos cegos.

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

Chato

Mandrilamento é um método de processamento que utiliza ferramentas de corte para ampliar o furo pré-fabricado. O trabalho de perfuração pode ser feito em uma máquina de perfuração ou torno.

1. Método chato

Existem três métodos diferentes de processamento para mandrilamento.

(1) A peça de trabalho gira e a ferramenta faz movimento de avanço. A maioria das mandrilamentos em tornos pertence a este método de mandrilamento. A característica do processo é: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 geométrico axial do furo depende principalmente na direção de avanço da ferramenta em relação ao eixo de rotação da peça de trabalho A precisão de localização. Este método de mandrilamento é adequado para o processamento de furos com requisitos de coaxialidade com a superfície circular externa.

(2) A ferramenta gira e a peça se move em movimento de avanço. O fuso da máquina de mandrilar aciona a ferramenta de mandrilar para girar e a mesa de trabalho aciona a peça de trabalho em movimento de avanço.



(3) A ferramenta gira e executa o movimento de avanço. Este método de mandrilamento é usado para mandrilar. O comprimento da saliência da barra de mandrilar é alterado e a deformação da barra de mandrilar também é alterada. O orifício próximo ao cabeçote é grande e o orifício está longe do cabeçote. O diâmetro do furo é pequeno, formando um furo cônico. Além disso, a saliência da barra de mandrilar aumenta e a deformação de flexão do fuso devido ao seu próprio peso também aumenta, e o eixo do furo usinado será dobrado de acordo. Este método de mandrilamento é adequado apenas para o processamento de furos mais curtos.

2. Diamante chato

Comparado com o mandrilamento geral, o mandrilamento diamantado é caracterizado por uma pequena quantidade de ferramental traseiro, uma pequena taxa de avanço e uma alta velocidade de corte. Pode obter alta precisão de usinagem (IT7～IT6) e uma superfície muito lisa (Ra é 0,4~0,05 μm). 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 peças de ferro fundido e aço.

Os parâmetros de corte comumente usados ​​para mandrilamento de diamante são:a quantidade de retrocorte é 0,2~0,6mm para pré-mandrilamento e 0,1mm para mandrilamento final; a taxa de alimentação é 0,01~0,14mm/r; a velocidade de corte é 100~250m/min ao usinar ferro fundido. É 150~300m/min para aço e 300~2000m/min para metais não ferrosos.

Para garantir que o mandrilamento diamantado possa alcançar alta precisão de usinagem e qualidade de superfície, a máquina-ferramenta utilizada (mandrilhadora diamantada) deve ter alta precisão geométrica e rigidez. O fuso da máquina-ferramenta suporta rolamentos de esferas de contato angular de precisão comumente usados ​​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 possa fazer um movimento de alimentação suave em baixa velocidade.

Mandrilamento de diamante tem boa qualidade de processamento e alta eficiência de produção. 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 ao usar mandrilamento de diamante para processar produtos de metal ferroso, 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.

3. Ferramenta chata

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

4. Características do processo e escopo de aplicação de mandrilamento

Comparado com o processo de perfuração, expansão e alargamento, o tamanho da abertura não é limitado pelo tamanho da ferramenta e o mandrilamento tem uma forte capacidade de correção de erros. O desvio do eixo original do furo pode ser corrigido através de várias passagens e pode fazer com que a superfície de perfuração e posicionamento mantenha alta precisão de posição.

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

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 diâmetros maiores, requisitos de tamanho e precisão de posição elevados, o mandrilamento é quase o único método de processamento. A precisão de usinagem do mandrilamento é IT9~IT7. A mandrilagem pode ser realizada em máquinas-ferramentas como mandriladoras, tornos, fresadoras, etc. Tem as vantagens de mobilidade e flexibilidade, e é amplamente utilizada na produção. Na produção em massa, a fim de melhorar a eficiência do mandrilamento, as matrizes de mandrilamento são frequentemente usadas.

Afiação de furos

1. Princípio de afiação e cabeça de afiação

O brunimento é um método que usa uma cabeça de brunimento com uma vareta de moagem (pedra de amolar) para alisar o furo. Durante o brunimento, a peça de trabalho é fixa e a cabeça de brunimento é acionada pelo fuso da máquina-ferramenta para girar e fazer um movimento linear alternativo. No processo de brunimento, a vareta de retificação atua na superfície da peça de trabalho com uma certa pressão para cortar uma camada muito fina de material da superfície da peça de trabalho, e a pista de corte é uma rede cruzada. A fim de tornar a trajetória dos grãos abrasivos não repetíveis, o número de revoluções por minuto do movimento rotativo da cabeça de afiação e o número de golpes alternativos por minuto da cabeça de afiação devem ser mutuamente primos.

O ângulo de interseção da trajetória de brunimento está relacionado com a velocidade recíproca da cabeça de brunimento e a imagem da velocidade circunferencial. O tamanho do ângulo afeta a qualidade e a eficiência do processo de brunimento. Para facilitar a descarga de partículas e cavacos abrasivos quebrados, reduzir a temperatura de corte e melhorar a qualidade do processamento, fluido de corte suficiente deve ser usado durante o brunimento.

Para que a parede do furo a ser processado seja processada uniformemente, o curso da barra de areia deve exceder uma quantidade de sobrecurso em ambas as extremidades do furo. Para garantir uma tolerância de brunimento uniforme e reduzir a influência do erro de rotação do fuso da máquina-ferramenta na precisão da usinagem, o cabeçote de brunimento e o fuso da máquina-ferramenta são conectados principalmente por conexões flutuantes.

O ajuste de expansão e contração radial da haste de moagem do cabeçote de brunimento possui diversas estruturas como manual, pneumática e hidráulica.

2. Características do processo e escopo de aplicação do aperfeiçoamento

1) A afiação pode obter alta precisão dimensional e precisão de forma, e a precisão de usinagem é IT7~IT6. Os erros de circularidade e cilindricidade do furo podem ser controlados dentro da faixa, mas o brunimento não pode melhorar a precisão da posição do furo processado.

2) Afiação pode obter alta qualidade de superfície, a rugosidade da superfície Ra é 0,2 ~ 0,25 μm, e a profundidade da camada de defeito metamórfico do metal de superfície é extremamente pequena 2,5 ~ 25 μm.

3) Em comparação com a velocidade de retificação, a velocidade circunferencial da cabeça de afiação não é alta (vc=16~60m/min), mas devido à grande área de contato entre a barra de areia e a peça de trabalho, a velocidade alternativa é relativamente alta ( va=8~20m/min), então o brunimento ainda tem maior produtividade.

O brunimento é amplamente utilizado na usinagem de furos de precisão em furos de cilindro de motor e vários dispositivos hidráulicos na produção em massa em larga escala. A faixa de diâmetro é geralmente ou maior, e furos profundos com uma proporção maior que 10 podem ser processados. Mas o brunimento não é adequado para o processamento de furos em peças de metal não ferroso com maior plasticidade, nem pode usinar furos com rasgos de chaveta, ranhuras, etc.

Lacon

1. Ferramenta de Brochar e Brochar

A brochagem é um método de acabamento de alta produtividade, que é realizado em uma brochadeira com uma brocha especial. As brochadeiras são divididas em brochadeiras horizontais e brochadeiras verticais, sendo as brochadeiras horizontais as mais comuns.

Ao brochar, a brocha faz apenas um movimento linear de baixa velocidade (movimento principal). O número de dentes do mandril trabalhando ao mesmo tempo geralmente não deve ser inferior a 3, caso contrário, o mandril não funcionará suavemente e é fácil produzir ondas de anel na superfície da peça de trabalho. Para evitar que a brocha seja quebrada devido à força excessiva de brochamento, quando a brocha estiver funcionando, o número de dentes de trabalho ao mesmo tempo geralmente não deve exceder 6-8.

Existem três métodos diferentes de brochamento, descritos a seguir:

1) Brochamento em camadas A característica deste método de brochamento é que o brochamento corta o sobremetal de usinagem da peça camada por camada. Para facilitar a quebra de cavacos, os dentes da fresa são retificados com ranhuras de divisão de cavacos entrelaçadas. Broches projetados de acordo com o método de brochamento em camadas são chamados de broches comuns.

2) Brochamento de blocos. A característica deste método de brochamento é que cada camada de metal na superfície usinada é composta por um conjunto de dentes com basicamente o mesmo tamanho, mas com dentes entrelaçados (geralmente cada grupo é composto por 2-3 dentes). Cada dente corta apenas parte de uma camada de metal. Broches projetados de acordo com o método de brochamento de blocos são chamados de broches de corte de roda.

3) Brochamento abrangente Este método concentra as vantagens do brochamento em camadas e em bloco. A parte do dente áspero adota o brochamento em bloco e a parte do dente fino adota o brochamento em camadas. Isso pode encurtar o comprimento da brocha, aumentar a produtividade e obter uma melhor qualidade de superfície. Broches projetados de acordo com o método de brochamento abrangente são chamados de broches abrangentes.

2. Características do processo e faixa de aplicação do brochamento

1) A brocha é uma ferramenta de múltiplos gumes, que pode completar o desbaste, acabamento e alisamento do furo sequencialmente em um só golpe de brochamento, com alta eficiência de produção.

2) A precisão da brocha depende principalmente da precisão da brocha. Em condições normais, a precisão do brochamento pode chegar a IT9~IT7, e a rugosidade da superfície Ra pode chegar a 6,3~1,6 μm.

3) Quando o furo é desenhado, a peça de trabalho é posicionada pelo próprio furo usinado (a parte principal da brocha é o elemento de posicionamento da peça de trabalho), e o furo não é fácil de garantir a precisão da posição mútua do furo e outros superfícies; para aquelas rotações que requerem coaxialidade nas superfícies interna e externa No processamento de partes do corpo, os furos são geralmente desenhados primeiro e, em seguida, outras superfícies são processadas usando o furo como referência de posicionamento.

4) A brocha pode não apenas processar furos redondos, mas também furos em forma de furos e ranhuras.

5) A brocha é uma ferramenta de tamanho fixo com formato complexo e preço caro, que não é adequada para o processamento de furos grandes.

Furos de tração são comumente usados ​​na produção em massa para processar furos passantes em peças pequenas e médias com um diâmetro de Ф10~80mm e uma profundidade de furo não superior a 5 vezes o diâmetro.