As principais razões pelas quais você precisa de usinagem de mandrilamento

Especificações das Mandriladoras

As dimensões entre o elemento e a ponta da ferramenta podem ser alteradas em torno de dois eixos para cortar verticalmente e horizontalmente na superfície interna. A ferramenta de corte geralmente é de ponta única, feita de aço rápido M2 e M3 ou metal duro P10 e P01. Um furo cônico também pode ser feito girando a cabeça.

As mandriladoras estão disponíveis em diversos tamanhos e estilos. A perfuração de pequenos objetos pode ser feita em um torno, enquanto os objetos maiores são usinados em uma máquina de perfuração. As peças de trabalho normalmente têm um diâmetro de 1 a 4 metros (3 pés 3 a 13 pés 1 polegada), mas podem ter até 20 metros (66 pés). A demanda de energia pode ser de até 200 cavalos de potência (150 kW).

O resfriamento dos furos ocorre através de uma passagem oca através da barra de mandrilar, na qual o refrigerante pode fluir livremente. Os discos de liga de tungstênio são selados na cinta para neutralizar a vibração e a vibração durante a perfuração. Os sistemas de controle podem ser baseados em computador, permitindo automação e maior consistência.

Por que a usinagem de mandrilamento é necessária?

Uma vez que a furação destina-se a reduzir a tolerância do produto a furos pré-existentes, há algumas considerações de projeto a serem consideradas. Primeiro, comprimentos de diâmetro grande para o furo não são preferidos devido à deflexão da ferramenta de corte. Então, os furos passantes são preferidos aos furos cegos (furos que não atravessam a espessura da peça).

Devido a esses fatores, a furação e a furação profunda são, por natureza, áreas de prática difíceis que exigem ferramentas e técnicas especiais. No entanto, foram desenvolvidas tecnologias que produzem furos profundos com precisão impressionante. Na maioria dos casos, eles se referem a muitos pontos de corte, diametralmente opostos, cujas forças de deflexão se anulam.

Normalmente, eles também incluem o fornecimento de fluido de corte bombeado sob pressão através da ferramenta em orifícios próximos às arestas de corte. Pistolas de perfuração e canhões de perfuração são exemplos clássicos. Essas técnicas de usinagem, desenvolvidas pela primeira vez para a produção de armas de fogo e canos de artilharia, agora são amplamente utilizadas na produção em muitas indústrias.

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Como funciona a usinagem de mandrilamento? Vários ciclos de mandrilamento constantes estão disponíveis em controladores CNC. São subprogramas programados que movimentam a ferramenta através de sucessivos cortes de corte, retração, avanço, corte, retração, retorno à posição inicial e assim por diante.

A maioria das operações de torneamento que ocorrem com torneamento externo também podem ser encontrados em chatos. Para torneamento externo, o comprimento da peça de trabalho não afeta o balanço da ferramenta e o tamanho do porta-ferramenta pode ser selecionado para suportar as forças e tensões que surgem durante a operação. No entanto, para torneamento interno ou mandrilamento, a escolha da ferramenta é muito limitada pelo diâmetro e comprimento do furo da peça.

A regra geral que se aplica a toda usinagem é minimizar o balanço da ferramenta para obter a melhor estabilidade possível e, portanto, precisão. Ao perfurar, a profundidade do furo é determinada pela saliência. A estabilidade aumenta quando se utiliza um diâmetro de ferramenta maior, mas mesmo assim as possibilidades são limitadas, pois o espaço requerido pelo diâmetro do furo na peça deve ser levado em consideração na remoção de cavacos e movimentos radiais.

As restrições na estabilidade do mandrilamento são estabelecidas porque um cuidado especial deve ser tomado ao planejar e preparar a produção. Compreender o impacto da geometria da ferramenta e dados de corte selecionados nas forças de corte, bem como entender como os diferentes tipos de barras de mandrilar e fixação da ferramenta afetarão a estabilidade, e a vibração pode ser reduzida ao mínimo.

Qual ​​é a importância das forças de corte?

Durante o acoplamento, a força tangencial e a força de corte radial tentarão empurrar a ferramenta para longe da peça de trabalho, o que causará deflexões.

A força tangencial tentará empurrar a ferramenta para baixo e para longe da linha central . Devido à curvatura do diâmetro interno do furo, o ângulo de incidência também será reduzido. Portanto, para furos de pequeno diâmetro, é especialmente importante que o ângulo de folga da pastilha seja suficiente para evitar o contato entre a ferramenta e a parede do furo.

A deflexão radial reduzirá a profundidade de corte. Além de afetar a precisão do diâmetro, a espessura do cavaco muda conforme as forças de corte mudam. Isso causa vibração transmitida da lâmina para o porta-ferramentas. A estabilidade e a fixação da ferramenta determinarão a quantidade de vibração e se ela é reforçada ou suprimida.

Quais são os fatores que influenciam as forças de corte?

● Inserir geometria:

A geometria da pastilha tem uma influência decisiva no processo de corte. A pastilha positiva tem um ângulo de saída positivo. O ângulo da borda da placa e o ângulo de folga juntos serão menores que 90 graus. Um ângulo de saída positivo significa uma força de corte tangencial mais baixa. No entanto, um ângulo de inclinação positivo é obtido às custas de um ângulo de incidência ou ângulo de aresta.

Se o ângulo de incidência for pequeno, existe o risco de abrasão da ferramenta e da peça, e o atrito pode causar vibrações. Nos casos em que o ângulo de saída é grande e o ângulo da aresta é pequeno, obtém-se uma aresta de corte mais afiada. Uma aresta de corte viva penetra mais facilmente no material, mas também pode ser alterada ou danificada mais facilmente por uma aresta ou outro desgaste irregular.

Desgaste de aresta significa uma mudança na geometria da pastilha, o que reduz a folga ângulo. Portanto, para o acabamento, o acabamento superficial necessário da peça determina quando substituir a pastilha. Em geral, o desgaste da aresta deve estar entre 0,004 e 0,012 polegadas para acabamento e 0,012 a 0,040 polegadas para desbaste.

● Ângulo de inclinação:

O ângulo de saída afeta as direções axial e radial das forças de corte. Um pequeno ângulo de saída produz uma grande componente da força de corte axial, enquanto um grande ângulo de saída resulta em maior força de corte radial.

A força de corte axial tem um efeito negativo mínimo na operação porque a força é direcionada ao longo da barra de mandrilar. Para evitar a vibração, é preferível escolher um ângulo de ataque pequeno, mas como o ângulo de ataque também afeta outros fatores, como espessura do cavaco e direção do fluxo do cavaco, muitas vezes você precisa se comprometer.

A principal desvantagem de um pequeno ângulo de ataque é que as forças de corte são distribuídas em uma seção mais curta da aresta de corte do que em um grande ângulo de ataque. Além disso, a aresta de corte é submetida a carregamento e descarregamento rápidos à medida que a aresta entra e sai da peça de trabalho.

Como o mandrilamento geralmente é realizado em um furo pré-usinado e é marcado como usinagem leve, pequenos ângulos de saída geralmente não causam problemas. Ângulos de ataque de 15 graus ou menos são geralmente recomendados. No entanto, com um ângulo de ataque de 15 graus, a força de corte radial será quase duas vezes maior que a força de corte com um ângulo de ataque de 0 graus. Uma barra de mandrilar típica com uma pastilha intercambiável com um ângulo de saída de 0 graus é mostrada na página anterior.

● Raio do nariz:

O raio da ponta da pastilha também afeta a distribuição das forças de corte. Quanto maior o raio de canto, maiores são as forças de corte radial e tangencial e o início da vibração. No entanto, isso não se aplica a forças de corte radiais. A deflexão da ferramenta na direção radial é influenciada pela relação entre a profundidade de corte e o tamanho do raio da ponta.

Se a profundidade de corte for menor que o raio da lâmina, as forças radiais de corte aumentarão à medida que a profundidade de corte aumentar. Se a profundidade de corte for igual ou maior que o raio do ápice, a deflexão radial será determinada pelo ângulo de ataque.

Portanto, é uma boa idéia escolher um raio de vértice um pouco menor que a profundidade de corte. Desta forma, as forças de corte radiais podem ser reduzidas ao mínimo, utilizando os benefícios do maior raio de canto possível, o que leva a uma aresta de corte mais forte, melhor acabamento superficial e pressão mais uniforme na aresta de corte.