¿Qué tiene de difícil taladrar agujeros profundos?

Cuando un taller de máquinas de precisión recibe una RFQ, una de las cosas que verifican en la impresión son los agujeros profundos. Los agujeros profundos plantean una serie de desafíos de mecanizado. Abordarlos agrega tiempo y costo al proceso de producción, especialmente cuando las tolerancias son estrictas. Esta publicación de blog analiza la dificultad de la perforación de orificios profundos y lo que debe hacer un taller mecánico para tener éxito.

¿Qué es un agujero profundo?

La definición de un pozo profundo es aquella en la que la profundidad es más de 10 veces el diámetro. Por lo tanto, un orificio de ¼” de diámetro se vuelve “profundo” cuando supera los 2 ½” de profundidad. (O cuando un agujero de 6 mm de diámetro supera los 60 mm).

Cañón de pistola y más

La perforación de agujeros profundos a veces se denomina "perforación con pistola". Eso se debe a que uno de los primeros componentes diseñados que necesitaban un orificio largo, profundo y recto fue el cañón de la pistola. Hoy en día, muchas piezas mecanizadas dependen de orificios profundos para funcionar. Por ejemplo:

• Cigüeñales y árboles de levas, donde los orificios perforados brindan lubricación
• Inyectores de combustible
• Troqueles de perforación (utilizados en la industria alimentaria y en otros lugares)
• Canales de refrigeración para gas o líquido
• Instrumentos quirúrgicos
• Cuerpos de válvulas hidráulicas y partes similares

Los desafíos de la perforación de pozos profundos

Los cuatro desafíos principales son:

• Agotamiento de la herramienta
• "Caminando"
• Evacuación de virutas
• Refrigeración

El descentramiento se refiere a la tendencia de la punta de la broca a orbitar alrededor del eje de rotación. La cantidad de descentramiento crece a medida que la broca se hace más larga y aumentará el diámetro del orificio.

El “caminar” ocurre en el punto en que la punta del taladro entra en contacto con la pieza de trabajo. Si la superficie no es completamente perpendicular, una fuerza lateral empujará el taladro en esa dirección (y un taladro largo y delgado puede doblarse ligeramente). Esto hace que el orificio se extravíe y se taladre en ángulo. También puede romper el taladro. Lo mismo puede ocurrir si la superficie tiene un acabado as-cast o fresado en bruto.

El material cortado en la parte inferior del orificio debe retirarse para dejar espacio para que avance la broca. En agujeros profundos, estas virutas tienden a enredarse alrededor de las estrías del taladro y acumularse donde rozan contra los lados del agujero. Esto eleva la temperatura y eventualmente hará que el taladro se agarrote y/o se rompa.

En la mayoría de las operaciones de mecanizado de precisión, el fluido de corte mantiene fría la interfaz de corte. En un pozo profundo es muy difícil que el fluido llegue al fondo. Como resultado, la temperatura de la punta del taladro aumenta hasta el punto de que puede dañar la pieza de trabajo o incluso soldarla.

Prácticas recomendadas para taladrado profundo de precisión

La producción de agujeros profundos precisos comienza con la máquina herramienta. Los mejores resultados se obtendrán en una máquina CNC con un husillo de alta calidad. Esto reduce el descentramiento y proporciona un alto nivel de control sobre el ciclo de perforación. (Tenga en cuenta que en piezas redondas puede ser mejor girar la pieza de trabajo y mantener el taladro quieto, o incluso hacer que ambos componentes giren en sentido contrario).

Luego viene el portaherramientas y el propio taladro. El titular debe mantener el taladro en el eje, y el taladro debe estar exactamente recto y simétrico con respecto a su eje.

Para detener el avance del taladro, se debe preparar la superficie. Además de fijar la pieza de trabajo para que la superficie quede perpendicular, esto puede incluir el fresado de una almohadilla plana. Comenzar con una broca central o guía garantiza que el orificio esté en la posición correcta, pero agrega otro cambio de herramienta.

El taladro en sí debe ser adecuado para taladrar agujeros profundos. El requisito principal es un orificio central para suministrar fluido de corte a la punta. Esto reducirá las temperaturas de corte y expulsará las virutas. Para orificios más largos, una broca para orificios profundos de propósito especial tendrá solo un borde de corte en lugar de dos. Esto nuevamente ayuda con la eliminación de chips.

Cuando no es posible el suministro de fluido a través del orificio, la alternativa es la perforación "picoteada". Esto significa sacar el taladro del agujero, lo que saca las virutas con él, y volver a insertarlo. A algunos talleres les gusta usar un juego de taladros de longitud progresivamente mayor:esto aumentará el tiempo del ciclo.

Capacidad de mecanizado de precisión especializada

Los agujeros profundos son inevitables en muchas piezas metálicas de ingeniería, pero producirlos es un desafío de mecanizado. Un taller de mecanizado de precisión, como los que opera Impro, tendrá las capacidades de mecanizado de precisión CNC para producir estas características con precisión y consistencia. Contáctenos para discutir sus necesidades de mecanizado.