A furação é um método de processamento que utiliza uma ferramenta de corte para ampliar um furo pré-fabricado. O trabalho de mandrilamento pode ser feito em uma mandriladora ou torno.
O mandrilamento pode ser dividido em mandrilamento de desbaste, mandrilamento de semiacabamento e mandrilamento de precisão. A precisão dimensional do mandrilamento de precisão pode atingir IT8 ~ IT7, e o valor Ra da rugosidade da superfície é de 1,6 ~ 0 0,8 μm.
Então, o que há de tão difícil no tédio? Vamos descobrir hoje.
Etapas e precauções chatas
Instalação de ferramenta chata
É muito importante instalar a ferramenta de mandrilar, principalmente para ajustar a barra de mandrilar com base no princípio excêntrico. Depois de instalar a ferramenta de mandrilar, você deve prestar atenção se o plano superior da aresta de corte principal da ferramenta de mandrilar está no mesmo plano horizontal que a direção de alimentação da cabeça da ferramenta de mandrilar. ? A instalação no mesmo plano horizontal pode garantir que várias arestas de corte estejam em ângulos de corte normais de usinagem.
Ferramenta de perfuração para teste de perfuração
A ferramenta de mandrilamento é ajustada para reservar uma margem de {{0}},3~0,5 mm de acordo com os requisitos de fabricação do processo. A tolerância de mandrilamento de desbaste para furos de expansão e mandrilamento é ajustada para menor ou igual a 0,5 mm de acordo com a tolerância de furo inicial. Deve ser assegurado que a tolerância subsequente para mandrilamento de precisão seja atendida.
Após a instalação da ferramenta de mandrilamento, é necessário testar o mandrilamento para verificar se a depuração da ferramenta de mandrilamento atende aos requisitos de mandrilamento em desbaste.
Requisito chato
- Antes de mandrilar, verifique cuidadosamente se as ferramentas, a referência de posicionamento da peça e cada componente de posicionamento são estáveis e confiáveis.
- Use um paquímetro para verificar o diâmetro do furo inicial a ser usinado. Calcular quanto subsídio de usinagem está reservado atualmente?
- Antes de mandrilar, verifique se a precisão do posicionamento repetido e a precisão do balanceamento dinâmico do equipamento (fuso) atendem aos requisitos de usinagem e fabricação do processo.
- Durante o processo de teste de mandrilamento horizontal, o valor de batimento dinâmico do balanço de gravidade da barra de mandrilamento deve ser verificado e os parâmetros de corte devem ser razoavelmente corrigidos para reduzir a influência da vibração de cisalhamento centrífuga durante a usinagem.
- Aloque razoavelmente a margem de mandrilamento de acordo com as etapas de mandrilamento em desbaste, mandrilamento de semiacabamento e mandrilamento de precisão. A tolerância para mandrilamento em desbaste é de cerca de 0,5 mm; a tolerância para mandrilamento de semiacabamento e mandrilamento de precisão é de cerca de 00,15mm para evitar tolerância excessiva para mandrilamento de semiacabamento. O fenômeno da deflexão da ferramenta deve afetar a precisão do ajuste da tolerância para mandrilamento de precisão.
- Para materiais difíceis de usinar e mandrilamento de alta precisão (tolerância menor ou igual a 0.02 mm), etapas de usinagem de mandrilamento fino podem ser adicionadas e a tolerância de mandrilamento não deve ser inferior a 0,05 mm para evitar deflexão elástica da ferramenta na superfície de processamento.
- Durante o processo de ajuste da ferramenta de mandrilamento, deve-se tomar cuidado para evitar impacto entre a parte de trabalho da ferramenta de mandrilamento (lâmina e porta-ferramenta) e o bloco de ajuste da ferramenta, o que pode danificar a lâmina e a ranhura guia do porta-ferramenta, causando o valor de ajuste da ferramenta de mandrilamento para alterar e afetar a precisão da usinagem de abertura.
- Durante o processo de mandrilamento, preste atenção em manter o resfriamento adequado e aumentar o efeito de lubrificação das peças usinadas para reduzir as forças de corte.
- Remova estritamente os cavacos em cada etapa de usinagem para evitar que os cavacos participem do corte secundário e afetem a precisão da usinagem de abertura e a qualidade da superfície.
- Durante o processo de mandrilamento, verifique o grau de desgaste da ferramenta de corte (lâmina) a qualquer momento e substitua-a a tempo para garantir a qualidade do processamento da abertura. É estritamente proibido substituir a lâmina na etapa de mandrilamento de precisão para evitar, os requisitos de controle de qualidade do processo devem ser rigorosamente implementados após cada etapa de processamento, e o diâmetro do furo que após a usinagem deve ser cuidadosamente detectado e registrado. Bons registros, fáceis de analisar, ajustar e melhorar o processamento chato.
Principais problemas no processamento chato
Desgaste da ferramenta
No processamento de mandrilamento, a ferramenta é cortada continuamente, o que está sujeito a desgaste e danos, reduzindo a precisão dimensional da usinagem do furo e aumentando a rugosidade da superfície. Ao mesmo tempo, a calibração da unidade de alimentação de ajuste fino é anormal, resultando em erros de ajuste e desvios no diâmetro do furo usinado. Pode até causar falhas na qualidade do produto.
Mudanças no desgaste da borda da lâmina
Erro de usinagem
O erro de usinagem no processamento do mandrilamento se reflete nas mudanças no tamanho, forma e qualidade da superfície após o processamento do furo. Os principais fatores de influência são:
1. A relação comprimento/diâmetro do porta-ferramenta é muito grande ou o balanço é muito longo;
2. O material do cortador não corresponde ao material da peça;
3. A quantia enfadonha não é razoável;
4. Ajuste e distribuição de saldo injustificados;
5. O desvio da posição inicial do furo provoca alterações periódicas na tolerância;
6. O material da peça tem alta rigidez ou baixa plasticidade e a ferramenta de corte tende a ceder.
Qualidade da superfície
Cortes semelhantes a escamas ou roscas em superfícies mandriladas são um fenômeno comum de qualidade de superfície:
Superfície semelhante a escamas: causada principalmente por vibrações rígidas e desgaste da ferramenta durante o processamento de mandrilamento
Superfície semelhante a rosca: causada principalmente pela incompatibilidade entre o avanço e a velocidade da ferramenta.
Erro de ajuste
Durante o mandrilamento, o operador é obrigado a ajustar a quantidade de corte da camada de distribuição. A operação inadequada durante o ajuste da margem de alimentação de distribuição pode facilmente levar a desvios na precisão dimensional do processamento.
Erro de medição
O uso inadequado de ferramentas de medição e métodos de medição incorretos durante e após o processamento de mandrilamento são riscos comuns de qualidade no processamento de mandrilamento.
1. Erro nas ferramentas de medição;
2. O método de medição está incorreto.
Análise de problemas típicos de qualidade de processamento de mandrilamento
| Problema de qualidade | Causa | Solução |
| Fora da faixa de tolerância de precisão |
A margem de avanço para mandrilamento de desbaste é muito grande, o que afeta a precisão da margem de avanço para mandrilamento de precisão. |
Ajuste a margem de mandrilamento do mandrilamento de semiacabamento e mandrilamento de precisão para tornar o estado do mandrilamento estável |
| A profundidade do mandrilamento fino não é suficiente | Revise a configuração da ferramenta e ajuste a profundidade de corte | |
| Mudanças no tamanho de corte causadas pelo desgaste da lâmina ou da pastilha | Substitua a inserção | |
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A barra de mandrilar não é suficientemente rígida, fazendo com que a ferramenta ceda |
Mude para uma barra de mandrilar mais rígida ou reduza a quantidade de mandrilamento | |
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O desvio circular radial do fuso da máquina-ferramenta é muito grande |
Determine a diferença de desvio antes do mandrilamento de precisão, realize a compensação de ajuste fino ou retorne à fábrica para reparos | |
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A relação comprimento/diâmetro da ferramenta de mandrilamento é muito grande, resultando em rigidez insuficiente |
Reduza a relação comprimento/diâmetro ou ajuste os parâmetros de corte | |
| Quantidade de alimentação incorreta para ajuste fino | A quantidade de alimentação de cada corte deve ser verificada e registrada por uma pessoa dedicada | |
| Método de medição incorreto ou revisão deficiente | Fortalecer os processos de aprendizagem e medição padrão |
Regras gerais para usinagem de furos internos
1. Minimize o balanço da ferramenta e selecione o maior tamanho de ferramenta possível para obter a mais alta precisão e estabilidade de usinagem.
2. Devido à limitação de espaço do furo das peças usinadas, a escolha do tamanho da ferramenta também será limitada, e a remoção de cavacos e o movimento radial também devem ser considerados durante o processamento.
3. Para garantir a estabilidade da usinagem do furo interno, é necessário selecionar a ferramenta correta de torneamento do furo interno durante a usinagem e aplicá-la e fixá-la corretamente para reduzir a deformação da ferramenta e minimizar a vibração para garantir a qualidade de usinagem do furo interno.
A força de corte no torneamento de furos também é um fator importante que não pode ser ignorado. Para determinadas condições de torneamento do furo (formato da peça, tamanho, método de fixação, etc.), o tamanho e a direção da força de corte devem suprimir a vibração do torneamento do furo e melhorar um fator importante na qualidade da usinagem. Quando a ferramenta está cortando, a força de corte tangencial e a força de corte radial fazem com que a ferramenta se desvie, movendo lentamente a ferramenta para longe da peça de trabalho, fazendo com que a força de corte se desvie, e a força tangencial tenderá a forçá-la para baixo no cortador e afaste a fresa da linha central para reduzir o ângulo de alívio da ferramenta. Quando o diâmetro do furo de torneamento é pequeno, o ângulo de folga deve ser mantido grande o suficiente para evitar interferência entre a ferramenta e a parede do furo.
Durante a usinagem, as forças de corte radiais e tangenciais fazem com que as ferramentas de torneamento internas se desviem, muitas vezes exigindo compensação forçada da aresta e isolamento da vibração da ferramenta. Quando ocorre desvio radial, a profundidade de corte deve ser reduzida e a espessura do cavaco deve ser reduzida.
Do ponto de vista da aplicação da ferramenta
1. Seleção do tipo de canal da pastilha
O tipo de canal da pastilha tem influência decisiva no processo de corte. Para usinagem de furos internos, geralmente é usada uma pastilha com ângulo de saída positivo, aresta de corte viva e alta resistência da aresta.
2. Seleção do ângulo da aresta de corte da ferramenta
O ângulo da aresta de corte da ferramenta de torneamento interno afeta a direção e a magnitude da força radial, da força axial e da força resultante. Um ângulo de aresta de corte maior resulta em forças de corte axiais maiores, enquanto um ângulo de aresta de corte menor resulta em forças de corte radiais maiores. Em circunstâncias normais, a força de corte axial em direção ao porta-ferramenta geralmente não tem um grande impacto na usinagem, por isso é vantajoso escolher um ângulo de aresta de corte da ferramenta maior. Ao selecionar o ângulo da aresta de corte da ferramenta, é recomendado escolher um ângulo da aresta de corte da ferramenta o mais próximo possível de 90 graus e não inferior a 75 graus. Caso contrário, a força de corte radial aumentará dramaticamente.
3. Seleção do raio da ponta da ferramenta
Em operações de mandrilamento de linha de furo interno, raios de ponta de ferramenta pequenos devem ser preferidos. Aumentar o raio da ponta da ferramenta aumentará as forças de corte radiais e tangenciais e também aumentará o risco de tendências de vibração. Por outro lado, a deflexão da ferramenta na direção radial é afetada pela relação relativa entre a profundidade de corte e o raio da ponta da ferramenta.
Quando a profundidade de corte é menor que o raio da ponta da ferramenta, a força de corte radial aumenta à medida que a profundidade de corte se aprofunda. Quando a profundidade de corte for igual ou maior que o raio da ponta da ferramenta, a deflexão radial será determinada pelo ângulo da aresta de corte da ferramenta. A regra geral para selecionar o raio da ponta da ferramenta é que o raio da ponta da ferramenta deve ser ligeiramente menor que a profundidade de corte. Desta forma, as forças de corte radiais podem ser minimizadas. Ao mesmo tempo, usar o raio máximo da ponta resulta em uma aresta de corte mais forte, melhor textura de superfície e distribuição de pressão mais uniforme na aresta de corte, garantindo ao mesmo tempo uma fresa radial mínima.
4. Seleção do processo de borda da ferramenta
O raio da aresta de corte (ER) da pastilha também afeta as forças de corte. De modo geral, o arredondamento da aresta de corte das pastilhas não revestidas é menor que o das pastilhas revestidas (GC), e isso deve ser levado em consideração, principalmente ao trabalhar com longos balanços de ferramenta e ao usinar furos pequenos. O desgaste de flanco da pastilha (VB) alterará o ângulo de folga da ferramenta em relação à parede do furo, e isso também pode afetar a ação de corte do processo de usinagem.
5. Remoção eficaz de cavacos
No mandrilamento de linha de furo interno, a remoção de cavacos também é muito importante para o efeito de usinagem e desempenho de segurança, especialmente ao mandrilar furos profundos e furos cegos. Lascas espirais mais curtas são ideais para mandrilamento de linhas de furos internos. Esse tipo de cavaco é mais fácil de remover e não exerce muita pressão na aresta de corte quando os cavacos quebram.
Se os cavacos forem muito curtos durante a usinagem e o efeito de quebra de cavacos for muito forte, maior potência da máquina-ferramenta será consumida e haverá uma tendência a aumentar a vibração. Se os cavacos forem muito longos, será mais difícil removê-los. A força centrífuga pressionará os cavacos em direção à parede do furo, e os cavacos restantes serão espremidos na superfície da peça processada, o que causará o risco de entupimento dos cavacos e danos à ferramenta. Portanto, ao realizar mandrilamento linear de furos internos, é recomendado o uso de ferramentas com refrigeração interna. Desta forma, o fluido de corte expulsará efetivamente os cavacos para fora do furo. Ao usinar furos passantes, ar comprimido também pode ser usado em vez de fluido de corte para soprar cavacos através do fuso. Além disso, a escolha do tipo de pastilha e dos parâmetros de corte apropriados também ajudará a controlar e remover cavacos.
6. Seleção do método de fixação da ferramenta
A estabilidade de fixação da ferramenta e a estabilidade da peça também são muito importantes na usinagem de furo interno. Ele determina a magnitude da vibração durante a usinagem e determina se essa vibração aumentará. É muito importante que a unidade de fixação do porta-ferramenta atenda ao comprimento, rugosidade e dureza da superfície recomendados.
A fixação do porta-ferramenta é um fator chave de estabilização. Na usinagem real, o porta-ferramenta irá desviar. A deflexão do porta-ferramenta depende de muitos fatores, incluindo o material, diâmetro, balanço, forças de corte radiais e tangenciais do porta-ferramenta, a posição do porta-ferramenta e a condição de fixação nas máquinas-ferramentas.
Qualquer movimento na extremidade fixada do porta-ferramenta fará com que a ferramenta desvie. Os porta-ferramentas de alto desempenho devem ter alta estabilidade quando fixados para garantir que não haja elos fracos durante a usinagem. Para conseguir isso, a superfície interna da fixação da ferramenta deve ter um alto acabamento superficial e dureza suficiente.
Para porta-ferramentas comuns, a maior estabilidade é alcançada por um sistema de fixação que fixa o porta-ferramenta completamente ao redor da circunferência. O suporte geral é melhor do que o porta-ferramentas fixado diretamente por parafusos. É mais adequado fixar o porta-ferramentas no bloco em forma de V com parafusos. Porém, não é recomendado o uso de parafusos para fixar diretamente o porta-ferramenta com cabo cilíndrico, pois o parafuso será danificado se atuar diretamente no porta-ferramenta.
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