¿Cuál es la diferencia entre taladrado, escariado y mandrinado en el mecanizado CNC?

En comparación con el procesamiento de superficies externas, las condiciones del mecanizado CNC son mucho peores, y es más difícil procesar agujeros que procesar círculos externos. Esto se debe a que:

• El tamaño de la herramienta utilizada para el mecanizado de orificios está limitado por el tamaño del orificio que se va a mecanizar, y la rigidez es deficiente, lo que es propenso a la deformación por flexión y la vibración;
• Al mecanizar un orificio con una herramienta de tamaño fijo, el tamaño del orificio a menudo se determina directamente por el tamaño correspondiente de la herramienta, y el error de fabricación y el desgaste de la herramienta afectarán directamente la precisión del mecanizado del orificio;
• Al mecanizar agujeros, el área de corte está dentro de la pieza de trabajo, las condiciones de eliminación de virutas y disipación de calor son malas, y la precisión del mecanizado y la calidad de la superficie no son fáciles de controlar.

1. Perforación

Perforación es el primer proceso de mecanizado de agujeros en materiales sólidos, y el diámetro de los agujeros es generalmente inferior a 80 mm. Hay dos formas de perforar:una es la rotación del taladro; el otro es la rotación de la pieza de trabajo. Los errores generados por los dos métodos de perforación anteriores son diferentes. En el método de taladrado con la broca girando, cuando la broca se desvía debido a la asimetría del borde de corte y la rigidez insuficiente de la broca, la línea central del orificio mecanizado se inclinará o distorsionará. No es recto, pero el diámetro del orificio no cambia; por el contrario, en el método de perforación en el que se gira la pieza de trabajo, la desviación de la broca hará que cambie el diámetro del orificio, mientras que la línea central del orificio sigue siendo recta.

Las herramientas de perforación comúnmente utilizadas incluyen broca helicoidal, broca central, broca para orificios profundos, etc., entre las cuales la más utilizada es la broca helicoidal, y su especificación de diámetro se muestra en la imagen.

Debido a limitaciones estructurales, la rigidez a la flexión y la rigidez a la torsión de la broca son bajas, junto con un centrado deficiente, la precisión de perforación es baja, generalmente solo alcanza IT13 ~ IT11; la rugosidad de la superficie también es grande y Ra es generalmente de 50 ~ 12,5 μm, pero la tasa de eliminación de metal de la perforación es grande y la eficiencia de corte es alta. La perforación se utiliza principalmente para procesar orificios con requisitos de baja calidad, como orificios para pernos, orificios con fondo roscado, orificios para aceite, etc. Para orificios con alta precisión de mecanizado y requisitos de calidad de la superficie, deben lograrse mediante escariado, escariado, mandrinado o rectificado en el mecanizado posterior.

2. Escariado

El escariado es uno de los métodos de acabado de agujeros, que se usa ampliamente en la producción. Para orificios más pequeños, el escariado es un método más económico y práctico que el rectificado interno y el mandrinado de precisión.

Escariador

Los escariadores generalmente se dividen en dos tipos:escariadores manuales y escariadores mecánicos. El mango del escariador manual es recto, la parte de trabajo es más larga y la función de guía es mejor. El escariador manual tiene dos estructuras de tipo integral y diámetro exterior ajustable. Hay dos tipos de escariadores de máquina, tipo vástago y tipo manguito. Los escariadores no solo pueden procesar orificios circulares, sino que también se pueden procesar orificios cónicos con escariadores cónicos.

Tecnología de escariado y su aplicación

La tolerancia de escariado tiene una gran influencia en la calidad del escariado. Si el margen es demasiado grande, la carga del escariador es grande, el borde de corte se desafila rápidamente, no es fácil obtener una superficie mecanizada uniforme y la tolerancia dimensional no es fácil de garantizar; si el margen es demasiado pequeño, si las marcas de herramientas dejadas por el proceso anterior no se pueden eliminar, naturalmente no mejorará la calidad del procesamiento del orificio. Por lo general, la tolerancia aproximada de la bisagra es de 0,35 a 0,15 mm y la bisagra fina es de 01,5 a 0,05 mm.

Para evitar la formación de recrecimientos, el escariado se suele realizar a velocidades de corte más bajas (v <8 m/min para escariadores de acero de alta velocidad para acero y hierro fundido). El valor del avance está relacionado con la apertura a procesar. Cuanto mayor sea la apertura, mayor será el valor de la alimentación. Cuando el escariador de acero de alta velocidad procesa acero y hierro fundido, el avance suele ser de 0,3~1 mm/r.

Al escariar orificios, deben enfriarse, lubricarse y limpiarse con un fluido de corte adecuado para evitar la acumulación de bordes y eliminar las virutas a tiempo. En comparación con el esmerilado y el mandrinado, el escariado tiene una alta productividad y es fácil de garantizar la precisión del orificio; sin embargo, el escariado no puede corregir el error de posición del eje del orificio, y el proceso anterior debe garantizar la precisión de la posición del orificio. Los agujeros escalonados y los agujeros ciegos no son adecuados para escariar.

La precisión dimensional del orificio de escariado es generalmente IT9~IT7, y la rugosidad de la superficie Ra es generalmente 3,2~0,8. Para orificios de tamaño mediano con requisitos de alta precisión (como orificios de precisión de nivel IT7), el proceso de taladrado, expansión y escariado es un esquema de procesamiento típico que se usa comúnmente en la producción.

3. Aburrido

El mandrinado es un método de mecanizado que utiliza una herramienta de corte para agrandar un agujero prefabricado. El trabajo de taladrado se puede realizar en una taladradora o en un torno.

Método aburrido

Hay 3 métodos de mecanizado diferentes para mandrinar.

(1) La pieza de trabajo gira y la herramienta avanza. La mayor parte del mandrinado en el torno pertenece a este método de mandrinado. Las características del proceso son:la línea del eje del orificio después del mecanizado es consistente con el eje de rotación de la pieza de trabajo, la redondez del orificio depende principalmente de la precisión de rotación del husillo de la máquina herramienta y el error de geometría axial del orificio depende principalmente en la dirección de avance de la herramienta en relación con el eje de rotación de la pieza de trabajo. precisión de posición. Este método de mandrinado es adecuado para procesar agujeros que tienen requisitos de coaxialidad con la superficie exterior.

(2) La herramienta gira y la pieza de trabajo realiza un movimiento de avance. El husillo de la máquina perforadora impulsa la herramienta perforadora para que gire, y la mesa de trabajo impulsa la pieza de trabajo para que realice un movimiento de avance.

(3) Cuando la herramienta gira y realiza un movimiento de avance, este tipo de método de perforación se usa para perforar. Se cambia la longitud del voladizo de la barra perforadora, y también se cambian la fuerza y ​​la deformación de la barra perforadora. El diámetro del agujero es pequeño, formando un agujero cónico. Además, aumenta la longitud del voladizo de la barra perforadora y también aumenta la deformación por flexión del eje principal debido a su peso, y el eje del orificio mecanizado se doblará en consecuencia. Este método de perforación solo es adecuado para agujeros cortos.

Mandrinado de diamante

En comparación con el mandrinado ordinario, el mandrinado con diamante se caracteriza por una pequeña cantidad de corte hacia atrás, un avance pequeño y una alta velocidad de corte. Puede obtener una alta precisión de mecanizado (IT7~IT6) y una superficie muy suave (Ra es 0,4~ 0,05). La perforación con diamante se procesó originalmente con herramientas de perforación con diamante, y ahora generalmente se procesa con herramientas de carburo cementado, CBN y diamante sintético. Se utiliza principalmente para el procesamiento de piezas de trabajo de metales no ferrosos, pero también para el procesamiento de hierro fundido y acero.

Las cantidades de corte comúnmente utilizadas para la perforación con diamante son:la cantidad de corte posterior de la perforación previa es de 0,2~0,6 mm y la perforación final es de 0,1 mm; la velocidad de avance es de 0,01~0,14 mm/r; la velocidad de corte es de 100~250m/min cuando se mecaniza hierro fundido. 150~300m/min para acero, 300~2000m/min para procesamiento de metales no ferrosos.

Para garantizar que la perforación con diamante pueda lograr una alta precisión de mecanizado y calidad superficial, la máquina herramienta (máquina perforadora con diamante) utilizada debe tener una alta rigidez y precisión geométrica. El eje principal de la máquina herramienta suele estar soportado por rodamientos de bolas de contacto angular de precisión o rodamientos deslizantes hidrostáticos y piezas giratorias de alta velocidad. Debe estar equilibrado con precisión; además, el movimiento del mecanismo de alimentación debe ser muy estable para garantizar que la mesa de trabajo pueda realizar un movimiento de alimentación estable y de baja velocidad.

El mandrinado con diamante tiene una buena calidad de procesamiento y una alta eficiencia de producción y se usa ampliamente en el procesamiento final de orificios de precisión en la producción en masa, como orificios de cilindros de motores, orificios de pasadores de pistones y orificios de husillos en cajas de husillos de máquinas herramienta. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que cuando se mecanizan productos de metal ferroso con perforación con diamante, solo se pueden usar herramientas de perforación hechas de carburo cementado y CBN, y no se pueden usar herramientas de perforación hechas de diamante, porque los átomos de carbono en el diamante tienen una gran afinidad. con elementos del grupo del hierro. , la vida útil de la herramienta es baja.

Herramienta para aburrir

Las herramientas para mandrinar se pueden dividir en herramientas para mandrinar de un solo filo y herramientas para mandrinar de doble filo.

Características tecnológicas y ámbito de aplicación del mandrinado

En comparación con el proceso de perforación, expansión y escariado, el diámetro del orificio no está limitado por el tamaño de la herramienta y la perforación tiene una gran capacidad de corrección de errores. Las superficies de perforación y posicionamiento mantienen una alta precisión posicional.

En comparación con el círculo exterior del orificio de perforación, debido a la poca rigidez y la gran deformación del sistema portaherramientas, las condiciones de disipación de calor y eliminación de virutas no son buenas, y la deformación térmica de la pieza de trabajo y la herramienta es relativamente grande. La calidad de mecanizado y la eficiencia de producción del agujero perforado no son tan altas como las del círculo exterior.

Según el análisis anterior, se puede ver que el mandrinado tiene un amplio rango de procesamiento y puede procesar orificios de varios tamaños y diferentes niveles de precisión. Para agujeros y sistemas de agujeros con grandes diámetros y altos requisitos de precisión dimensional y posicional, el mandrinado es casi el único proceso. método. La precisión de mecanizado del mandrinado es IT9~IT7, y la rugosidad de la superficie es Ra. El mandrinado se puede realizar en máquinas herramienta como mandrinadoras, tornos y fresadoras. Tiene la ventaja de la flexibilidad y es ampliamente utilizado en la producción. En la producción en masa, para mejorar la eficiencia de perforación, a menudo se utilizan matrices de perforación.