Introducción detallada a las máquinas herramienta para corte de metales
Materiales para herramientas de corte
Con el avance continuo de los niveles de mecanizado global, la tecnología de fabricación de herramientas también se está desarrollando gradualmente. En términos de materiales para herramientas, los materiales modernos para herramientas de corte de metales han evolucionado a partir del desarrollo. del acero al carbono para herramientas y el acero rápido a los materiales superduros para herramientas actuales, como el carburo cementado y el nitruro de boro cúbico, ha provocado que la velocidad de corte se eleve de unos pocos metros por minuto a kilómetros o incluso 10.000 metros. Con el desarrollo continuo de las máquinas herramienta CNC y los materiales difíciles de mecanizar, las herramientas de corte son cada vez más difíciles de soportar. Para lograr cortes a alta velocidad, cortes en seco y cortes duros, se necesitan buenos materiales para las herramientas. Entre los muchos factores que influyen en el desarrollo del corte de metales, los materiales de las herramientas desempeñan un papel decisivo.
1. Acero rápido
Desde la aparición del acero rápido en 1900 hasta 2000, a pesar de la aparición continua de diversos materiales superduros, nunca ha podido sacudirse su Dominio de las herramientas de corte en 2000 Después de 2000, el carburo cementado se ha convertido en el "enemigo natural" del acero de alta velocidad y está erosionando continuamente la participación de mercado de las herramientas de corte de acero de alta velocidad. Sin embargo, para algunas herramientas de corte, como las herramientas de roscado. Para herramientas de brochado que requieren mayor tenacidad, todavía se utiliza acero rápido. Puede competir con el carburo cementado e incluso tener una clara ventaja.
La gente suele dividir el acero rápido en cuatro categorías principales:
1) Acero rápido general (HSS)
El HSS representado por W18Cr4V ha tenido un pasado glorioso Durante un siglo, ha hecho contribuciones históricas sobresalientes a la industria de herramientas de mi país, pero debido a muchas deficiencias, ha ido desapareciendo gradualmente del mercado. 9341 es un HSS de desarrollo propio en mi país, con una participación de mercado de aproximadamente; El rendimiento del 20%, W7, M7 y otros HSS es relativamente bajo. El HSS representa más del 60% de la producción total de acero rápido. Debido a su gran tenacidad, alta resistencia al desgaste, dureza al rojo y otras excelentes propiedades, el HSS seguirá ocupando firmemente un territorio en el campo de machos de roscar, brochas y otras herramientas de corte, pero su posición disminuye año tras año.
2) Acero rápido de alto rendimiento (HSS-E)
HSS-E se refiere a agregar Co, Al y otros elementos de aleación a la composición de HSS, y aumentar adecuadamente la Contenido de carbono. Un tipo de acero que mejora la resistencia al calor y al desgaste. La dureza al rojo de este tipo de acero es relativamente alta y la dureza se mantiene por encima de 60 HRC después de 625 °C × 4 horas. La durabilidad de la herramienta es de 1,5 a 3 veces mayor que la de las herramientas HSS.
La producción de HSS-E, representada por M35 y M42, aumenta año tras año. 501 es un acero de alta velocidad de alto rendimiento producido en mi país. Se utiliza ampliamente en fresas de forma. fresas de extremo, etc., y se utiliza en herramientas de corte complejas. La aplicación también ha tenido relativamente éxito. Debido al rápido desarrollo de las máquinas herramienta CNC, los centros de mecanizado y los materiales difíciles de procesar, los materiales para herramientas HSS-E también están aumentando gradualmente.
3) Acero rápido en polvo (HSS-PM)
En comparación con el acero rápido fundido, las propiedades mecánicas del HSS-PM se han mejorado significativamente. En las mismas condiciones de dureza, la resistencia de este último es entre un 20% y un 30% mayor que la del primero, y la tenacidad aumenta entre 1,5 y 2 veces. Se utiliza con mucha frecuencia en el extranjero. En la década de 1970, nuestro país desarrolló varias marcas de HSS-PM y las lanzó al mercado, pero fracasaron por razones desconocidas. Los materiales utilizados en diversas fábricas de herramientas eran todos importados. Lo que es gratificante es que Heye Technology Co., Ltd. (anteriormente Instituto de Investigación Metalúrgica de Hebei) haya podido producir HSS-PM y suministrarlo en pequeños lotes, con buenos resultados. Debido a los recursos cada vez más agotados y el excelente desempeño integral de HSS-PM y la demanda del mercado, HSS-PM seguramente logrará grandes avances.
4) Acero de alta velocidad (DH) de baja aleación
Debido a la disminución de los recursos de aleación, la exportación de juegos completos de brocas helicoidales y la necesidad de herramientas de corte de baja velocidad, acerías y fábricas de herramientas*** Al mismo tiempo, hemos desarrollado 301, F205, D101 y otros grados de DH. En 2003, China produjo 60.000 toneladas de acero de alta velocidad, de las cuales 20.000 toneladas eran DH, lo que representa 1. /3 de acero de alta velocidad; en 2004, DH representó el 40% del acero de alta velocidad. En 2005 años y 2006 todavía muestran un impulso de crecimiento. Pero contiene mucha agua y parte no es acero de alta velocidad en absoluto, y la dureza no puede alcanzar los 63 HRC, y también está etiquetado como HSS.
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La industria de fabricación de maquinaria necesita una filosofía empresarial "alta precisión, alta eficiencia, alta confiabilidad y especialización". En el campo de la fabricación y el uso de herramientas contemporáneas, el concepto de "eficiencia primero" ha reemplazado el antiguo concepto tradicional de "Relación rendimiento-precio". Este cambio es alto Se han superado obstáculos para el desarrollo de herramientas de corte tecnológicamente eficientes.
El carburo cementado no solo tiene una alta resistencia al desgaste, sino que también tiene una alta tenacidad (en comparación con los materiales superduros), por lo que se usa ampliamente. De cara al futuro, seguirá siendo el material de herramienta más utilizado. En exposiciones anteriores de máquinas herramienta se puede ver que las herramientas indexables de carburo cubren casi todas las variedades de herramientas. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología y el avance de la tecnología de herramientas, el rendimiento del carburo cementado ha mejorado enormemente: en primer lugar, se ha desarrollado carburo cementado de grano fino de 1 ~ 2 μm con tenacidad mejorada, en segundo lugar, se ha desarrollado carburo cementado recubierto; . El crecimiento de la participación de mercado de las herramientas recubiertas de carburo es mayor en comparación con las herramientas de acero de alta velocidad porque la alta resistencia es más importante a altas temperaturas y parámetros de corte de alta velocidad.
En las herramientas de corte modernas, el carburo ha demostrado su poder. De cara al futuro, los materiales para herramientas dominarán sin duda el mundo del carburo.
3. Materiales para herramientas superduros
Los materiales superduros se refieren al término general para sustancias con muy alta dureza representadas por el diamante. Aunque no existe una regulación estricta sobre la categoría de materiales superduros, la gente suele denominar materiales superduros a los diamantes y materiales con una dureza cercana a la del diamante.
1) Diamante
El diamante es el material más duro descubierto en el mundo. Las herramientas de diamante tienen propiedades como alta dureza, alta resistencia al desgaste y alta conductividad térmica, y se usan ampliamente en el procesamiento de metales no ferrosos y no metales, especialmente en el corte a alta velocidad de aluminio y aleaciones de silicio-aluminio, como los motores de automóviles. bloques y culatas de cilindros en el procesamiento de maquinaria, cajas de cambios y varios pistones, las herramientas de diamante son las principales herramientas de corte que son difíciles de reemplazar. Debido a la popularidad de las máquinas herramienta CNC y al rápido desarrollo de la tecnología de mecanizado CNC, la aplicación de herramientas de diamante que pueden lograr una alta eficiencia, alta estabilidad y un procesamiento de larga duración se está volviendo cada vez más popular.
2) Nitruro de boro cúbico (CBN)
El nitruro de boro cúbico es un alótropo del nitruro de boro. Su estructura es similar a la del diamante y su dureza es de hasta 8000 ~ 9000 HV. La resistencia al calor alcanza los 1400 ℃ y buena resistencia al desgaste. No solo es capaz de tornear en desbaste y acabado de acero endurecido (45~65HRC), acero para rodamientos (60~64HRC), acero de alta velocidad (63~66HRC), hierro fundido enfriado, sino que también es capaz de realizar aleaciones de alta temperatura. , materiales de pulverización térmica, torneado en duro Corte de alta velocidad de aleaciones y otros materiales difíciles de mecanizar.
3) Cuchillos cerámicos
Los cuchillos cerámicos son uno de los cuchillos con mayor potencial de desarrollo. Ha atraído la atención de la comunidad mundial de herramientas. En la Alemania industrialmente desarrollada, alrededor del 70% de los procesos de procesamiento de piezas fundidas se completan con herramientas cerámicas, mientras que el consumo anual de herramientas cerámicas en Japón representa del 8% al 10% del número total de herramientas. Debido a factores como las máquinas herramienta CNC, el corte eficiente y libre de contaminación y los materiales duros que se procesarán, los materiales de las herramientas deben actualizarse. Las herramientas cerámicas siguen la tendencia y se reforman e innovan constantemente con entre un 20% y un 30% de líquido cristalino de SiC. agregados a la matriz cerámica de Al2O3. Fabricados en materiales cerámicos endurecidos con bigotes, los bigotes de SiC funcionan como barras de acero en hormigón armado. Pueden convertirse en obstáculos que bloquean o cambian la dirección de la expansión de la grieta, mejorando en gran medida la dureza de la herramienta. material prometedor. Para mejorar la tenacidad de las cerámicas de alúmina pura, se añaden metales con un contenido inferior al 10% para formar los llamados cermets. Este tipo de material para herramientas tiene una gran vitalidad y se está desarrollando con gran impulso. en el futuro y convertirse en un nuevo miembro de la familia.
Las principales materias primas de las herramientas cerámicas son Al2O3, SiO2, carburos, etc. Son los recursos más abundantes en la corteza terrestre. No existe problema de fuentes de materias primas en el desarrollo de este tipo de herramientas. Por lo tanto, el desarrollo y aplicación de los cuchillos cerámicos tiene una importancia estratégica importante y una importancia histórica de gran alcance.
Tornos y su procesamiento
Los tornos utilizan la rotación de la pieza de trabajo y el movimiento lineal de la herramienta para procesar la pieza de trabajo. Se pueden procesar varias superficies giratorias en el torno. Dado que el procesamiento de torneado tiene las características de alta productividad, amplia gama de procesos y alta precisión de mecanizado, los tornos representan la mayor proporción de máquinas herramienta para corte de metales, representando alrededor del 20-35% del número total de máquinas herramienta. Ampliamente utilizado Una de las máquinas herramienta para cortar metales. A continuación se toma como ejemplo la máquina herramienta ordinaria CA6140 para analizar la composición y las características de procesamiento del torno. 1. Máquina herramienta ordinaria CA6140
La máquina herramienta ordinaria CA6140 es una máquina herramienta de precisión ordinaria.
(1) Composición de la máquina herramienta
Los componentes principales son los siguientes:
(1) La caja del husillo se utiliza para soportar el husillo y cambiar la posición del mango externo de la caja del husillo (mecanismo de velocidad variable), permitiendo que el husillo obtenga una variedad de velocidades de rotación.
El husillo instalado en la caja del husillo es una pieza hueca que se utiliza para pasar el material de la barra. El husillo impulsa la pieza de trabajo para que gire a través de un mandril u otro dispositivo montado en su extremo.
(2) La caja de la rueda colgante transmite la rotación del eje principal a la caja de alimentación. Los engranajes de la caja se intercambian y combinan con la caja de alimentación para obtener varias cantidades de alimentación o procesar varios hilos diferentes.
(3) Caja de alimentación (caja de alimentación de herramientas) La rotación del husillo se transmite a la varilla de alimentación o al tornillo de avance a través del mecanismo de engranajes en la caja de alimentación. Cambiar la posición del mango fuera de la caja puede hacer que la varilla de luz o el tornillo de avance obtengan diferentes velocidades de rotación.
(4) La caja deslizante convierte la rotación de la varilla de luz o tornillo en el movimiento del carro a través del mecanismo de conversión. El movimiento de alimentación longitudinal o transversal se realiza a través del carro. El carro grande hace que la herramienta de torneado se mueva longitudinalmente; el carro del medio hace que la herramienta de torneado se mueva transversalmente; el carro pequeño gira piezas de trabajo cortas longitudinalmente o gira alrededor del carro del medio en un cierto ángulo para procesar conos, lo que también puede lograr un ajuste fino de la herramienta. .
(5) El portaherramientas se utiliza para sujetar herramientas.
(6) El contrapunto está instalado en el riel guía en el extremo derecho de la plataforma y su posición se puede ajustar hacia la izquierda y hacia la derecha según sea necesario. Su función es instalar el centro trasero para soportar la pieza de trabajo e instalar diversas herramientas de corte.
(7) La bancada es la parte básica del torno. Se utiliza para soportar e instalar los distintos componentes del torno para garantizar la posición relativa precisa entre los componentes y soportar todas las fuerzas de corte. Hay cuatro rieles guía precisos en la carrocería para guiar el movimiento del carro y el contrapunto.
Además, existen dispositivos de refrigeración y lubricación, dispositivos de iluminación y bandejas de líquidos.
(2) Movimientos en tornos
Para procesar varias superficies giratorias en tornos, deben estar presentes los siguientes movimientos.
(1) El movimiento principal es la rotación de la pieza de trabajo en el torno.
(2) El movimiento de avance, es decir, el movimiento longitudinal y transversal del portaherramientas se expresa mediante la rotación del husillo y la distancia de movimiento de la herramienta en relación con la pieza de trabajo. inferior, expresada en mm /r media.
Además, existen operaciones auxiliares como corte, salida y retorno de la herramienta. (3) Sistema de transmisión de tornos
2. Rango de aplicación y características de procesamiento de los tornos horizontales
El rango de procesos de los tornos es bastante amplio y casi no se puede completar con otros dispositivos. . Varias tareas: perforar el orificio central con una broca central (a); girar el círculo exterior (b); perforar con una broca helicoidal (d); (f); ranurar y cortar (g); roscar (h); moletear con una cuchilla moleteadora (i); girar la superficie cónica (j);
1. Torneado de círculo externo
El torneado de círculo externo es el método de corte más básico y sencillo. El círculo exterior del automóvil generalmente pasa por dos pasos: giro brusco y giro fino. El propósito del torneado en desbaste es hacer que la pieza de trabajo se acerque a la forma y el tamaño del dibujo lo más rápido posible. Y dejar cierto margen para terminar. La precisión del torneado en bruto es IT11, IT12 y la rugosidad es de 12,5 μm. El torneado final implica cortar una pequeña cantidad de metal para obtener la forma, el tamaño y la menor rugosidad superficial requerida en el dibujo. La precisión de acabado es IT6~IT8.
2. Torneado de caras finales
Al tornear caras extremas, las herramientas de torneado comúnmente utilizadas incluyen herramientas desplazadas y herramientas de torneado acodado. Al tornear, la herramienta de torneado puede avanzar desde el círculo exterior hacia el. centro. . Sin embargo, debido a que cuando se utiliza una herramienta desplazada para avanzar desde el exterior hacia el centro, el filo secundario se utiliza para cortar. Al mismo tiempo, afectado por la dirección de la fuerza de corte, la punta de la herramienta penetra fácilmente en la pieza de trabajo para formar. una superficie cóncava, lo que afecta la calidad de la pieza de trabajo. Por lo tanto, al terminar la cara final, la herramienta de compensación debe avanzar hacia afuera desde el centro en la última pasada. Esto puede evitar las siguientes deficiencias, como se muestra en la figura. Al girar la cara del extremo con una herramienta de torneado acodado, dado que el filo principal se utiliza para cortar, el corte es suave y es adecuado para procesar caras del extremo más grandes.
Al girar la cara del extremo, la punta de la herramienta de torneado debe estar alineada con el centro. De lo contrario, no sólo se cambiará el tamaño de las esquinas delantera y trasera, sino que también habrá un saliente en el centro de la pieza de trabajo que no se podrá cortar, lo que aplastará o dañará la punta de la herramienta.
3. Corte y ranurado
El llamado corte se refiere al método de procesamiento de cortar la barra o cortar la pieza de trabajo de la materia prima con un cuchillo de corte en el torno. . Al cortar, generalmente se utiliza el método de corte con giro hacia adelante. Al mismo tiempo, la velocidad de avance debe ser uniforme y se debe mantener la continuidad del corte. El corte tangente es propenso a vibraciones, lo que provoca que la cuchilla de corte se rompa. Por lo tanto, al cortar piezas de trabajo grandes, a menudo se utiliza el método de corte inverso. La fuerza ejercida por la herramienta sobre la pieza de trabajo en el método de corte con giro inverso está en la misma dirección que la gravedad G de la pieza de trabajo, lo que reduce efectivamente la vibración y facilita la eliminación de virutas, lo que reduce el desgaste de la herramienta y mejora las condiciones de procesamiento. Dado que el cabezal de corte corta profundamente la pieza de trabajo y las condiciones de disipación de calor son malas, se debe agregar refrigerante al cortar piezas de acero.
Las ranuras de diversas formas en la superficie cilíndrica generalmente se procesan con herramientas de torneado correspondientes a las propiedades de la ranura. Las ranuras más anchas se pueden completar cortándolas varias veces y finalmente terminando según los requisitos de la ranura.
4. Girando la superficie cónica
Cuando se utiliza la superficie cónica, la coaxialidad es alta y es fácil de cargar y descargar. Cuando el ángulo del cono es menor, se puede transmitir un par mayor. Por lo tanto, las superficies cónicas se utilizan ampliamente en cuchillos y herramientas.
Existen tres métodos para procesar superficies cónicas:
(1) Girar el portaherramientas pequeño para girar la superficie cónica
Gira las superficies interior y exterior con conos más grandes y más cortos Para superficies cónicas, afloje la tuerca que fija el carro portaherramientas pequeño, gire el carro portaherramientas y el eje de rotación de la plataforma giratoria en un cierto ángulo (el ángulo de medio cono de la pieza de trabajo) y luego apriete la tuerca. Agite el mango del carro pequeño para mover la herramienta de torneado a lo largo de la generatriz de la superficie del cono para procesar la superficie del cono requerida.
La ventaja de este método es que puede procesar la superficie exterior del cono con un ángulo de cono grande. Es simple de operar y fácil de ajustar, por lo que se usa ampliamente. Sin embargo, debido a la limitación de la carrera del carro pequeño, no puede procesar superficies cónicas más largas y no puede realizar alimentación motorizada. Por lo tanto, sólo es adecuado para procesar superficies cónicas cortas y se produce en piezas individuales y en lotes pequeños.
(2) Herramienta de torneado de borde ancho para tornear superficies cónicas
Utilice herramientas de torneado de borde ancho para procesar superficies cónicas más cortas, con una longitud de cono de L20~25 mm. Al instalar la herramienta de torneado, el filo debe estar paralelo a la generatriz de la superficie del cono. Las superficies cónicas más largas no se pueden cortar con un cuchillo de filo ancho, de lo contrario se producirán vibraciones y se producirán ondulaciones en la superficie de la pieza de trabajo.
(3) Superficie cónica de giro del contrapunto desplazada
Al procesar una superficie cónica exterior cónica pequeña en una pieza de trabajo larga, la punta del contrapunto se puede desplazar hacia afuera una cierta distancia S, haga que Generatriz de la superficie del cono paralela a la dirección de alimentación longitudinal de la herramienta de torneado, y utilice la alimentación longitudinal automática de la herramienta de torneado para tallar la superficie del cono requerida.
Este método puede procesar conos más largos y puede utilizar alimentación motorizada. Pero sólo puede procesar la superficie exterior del cono con un ángulo de medio cono más pequeño. Porque cuando el cono es demasiado grande, la punta queda torcida en el orificio central de la pieza de trabajo, lo que provoca un contacto deficiente y un desgaste desigual, lo que afectará la calidad del procesamiento.
Además, para algunas piezas con superficies cónicas largas, requisitos de alta precisión y lotes de gran tamaño, el método del prototipo también se puede utilizar para torneado.
5. Perforación y mandrinado
Al perforar en un torno, la pieza de trabajo generalmente se monta en el mandril y la broca se monta en el contrapunto. la pieza de trabajo es el movimiento principal. Para evitar la desviación de la perforación, primero se debe aplanar la cara del extremo de la pieza de trabajo y, a veces, se debe hacer un pequeño hoyo en el centro de la cara del extremo para centrarla. No se mueva demasiado fuerte al perforar para evitar impactar la pieza de trabajo o romper la broca. Al perforar agujeros profundos, las virutas no se descargan fácilmente, por lo que se debe retirar la broca con frecuencia para eliminar las virutas. Se debe agregar refrigerante al perforar materiales de acero, pero no se debe agregar refrigerante al perforar hierro fundido.
El mandrinado es el procesamiento posterior de agujeros perforados, fundidos o forjados. En la producción en masa, el mandrinado se utiliza a menudo como proceso de semiacabado para el escariado en torno o el mecanizado de radios mediante laminación. El mandrinado es similar al círculo exterior del automóvil y se divide en mandrinado en bruto y mandrinado fino. Debe tenerse en cuenta que la dirección del avance de la profundidad de corte es opuesta al círculo exterior del automóvil. La herramienta de mandrinado utilizada en tornos se caracteriza por un mango delgado y un cabezal de herramienta pequeño, de modo que se puede mecanizar profundamente en el orificio de la pieza de trabajo. Debido a la escasa rigidez del soporte del cortador y al pequeño volumen de disipación de calor del cabezal de corte, es fácil deformarse durante el procesamiento. La cantidad de corte es menor que el círculo exterior del carro. Se debe tener una cantidad de avance y una profundidad de corte menores. Se utiliza para completar múltiples pases.
6. Roscado
Los hilos se dividen en hilos triangulares, hilos trapezoidales, hilos de diente de sierra e hilos rectangulares según la forma del diente. Para roscas triangulares comúnmente utilizadas en producción, la forma de la parte cortante de la herramienta de torneado de roscas debe ajustarse a la sección transversal axial de la rosca. Al girar, cada vez que gira la pieza de trabajo, la herramienta de torneado debe moverse longitudinalmente un avance (rosca de inicio único, avance = paso) para mecanizar la rosca correcta.
Taladradoras y su procesamiento
Las máquinas perforadoras se utilizan principalmente para procesar orificios. Generalmente solo son adecuadas para procesar orificios con un diámetro dentro de los 100 mm. Es necesario procesar orificios con diámetros mayores. en una máquina perforadora. Al taladrar y perforar, el movimiento principal es el movimiento de rotación de la herramienta, la unidad es metros/minuto (m/min) el movimiento de avance es el movimiento axial de la herramienta, la unidad es metros/husillo por revolución (m/); r) o Milímetros por diente de herramienta (mm/z).
1. Funciones y clasificación de las máquinas perforadoras Las máquinas perforadoras se utilizan principalmente para procesar agujeros que no son demasiado grandes y no requieren alta precisión. El movimiento principal es la rotación de la herramienta con el husillo; el movimiento de avance es la rotación de la herramienta a lo largo del eje de los deportes del husillo. Antes de procesar, ajuste el centro del orificio de la pieza de trabajo para que quede alineado con el centro de rotación de la herramienta. La pieza de trabajo permanece estacionaria durante el procesamiento.
Según las disposiciones de JB1838-85, las perforadoras se dividen en ocho grupos y veintiocho series que incluyen perforadoras radiales, perforadoras de banco, perforadoras verticales, perforadoras horizontales, perforadoras de agujeros profundos y Las perforadoras de orificios centrales y las perforadoras radiales son las más utilizadas.
1. Taladro radial
Al mecanizar agujeros en algunas piezas de trabajo grandes y pesadas, la gente quiere que la pieza de trabajo esté fija y mueva el eje de la máquina perforadora para que quede alineado. con el agujero a mecanizar, por lo que se fabricó la perforadora radial. La caja de husillo 5 de la máquina perforadora radial puede ajustar su posición lateralmente a lo largo del carril guía del balancín 4, y el balancín 4 puede ajustar su posición hacia arriba y hacia abajo a lo largo de la superficie cilíndrica de la columna exterior 3. Además, la El balancín 4 y la columna exterior 3 pueden girar alrededor de la columna interior 2. . Por lo tanto, durante el trabajo, la posición del husillo 6 se puede ajustar fácilmente mientras la pieza de trabajo está fija. Las perforadoras radiales se utilizan ampliamente para procesar piezas grandes y medianas en producción de una sola pieza y de lotes medianos y pequeños.
2. Taladro vertical
Antes de procesar, es necesario ajustar la posición de la pieza de trabajo en el banco de trabajo para que la línea central del orificio a procesar esté alineada con la Centro de rotación de la herramienta Durante el procesamiento, la pieza de trabajo es inamovible. Durante el procesamiento, el husillo gira y realiza un movimiento de avance axial. Al mismo tiempo, el movimiento transmitido desde la caja de alimentación pasa a través del piñón y la cremallera en el cilindro del husillo, lo que hace que el husillo realice un avance lineal axial junto con el manguito del husillo. . Las posiciones de la caja de alimentación y el banco de trabajo se pueden ajustar hacia arriba y hacia abajo a lo largo de los rieles guía de la columna para adaptarse a las necesidades de procesamiento de piezas de trabajo de diferentes alturas.
En una taladradora vertical, al mecanizar un agujero y luego otro, es necesario mover la pieza. Esto es muy inconveniente para piezas de agujeros grandes y pesadas. Por lo tanto, las taladradoras verticales sólo son adecuadas para procesar piezas medianas y pequeñas.
3. Taladro de mesa
La máquina taladradora de banco, conocida como "taladro de banco", es esencialmente una máquina perforadora vertical para procesar agujeros pequeños. El diámetro de perforación es generalmente inferior a 15 mm. Dado que el diámetro del orificio procesado es muy pequeño, la velocidad del husillo de la mesa suele ser alta, pudiendo alcanzar hasta decenas de miles de revoluciones por minuto. Los taladros de banco son pequeños, flexibles y fáciles de usar. Son adecuados para procesar pequeños agujeros en piezas pequeñas. Generalmente se alimentan manualmente.
2. Ámbito de aplicación y características de procesamiento de la perforación
Los siguientes procesos de corte se pueden completar en la máquina perforadora: perforación con una broca helicoidal (a) escariador (b); ) ); escariar con un escariador (c); usar un avellanador (rascador) para avellanar el hoyo cónico (d); avellanar el hoyo de ojo de pez (e); orificio roscado (h). Aunque la máquina perforadora puede completar los diversos procesos anteriores, se utiliza principalmente para taladrar, escariar y escariar.
1. Características del proceso de perforación
(1) Al perforar, la broca helicoidal está enterrada profundamente en el orificio y está en un estado cerrado, lo que dificulta el corte, por lo que el Las condiciones de disipación de calor son extremadamente pobres. Además, es difícil que el lubricante refrigerante llegue al área de corte, por lo que el calor absorbido por la herramienta (cuando no se agrega lubricante refrigerante) alcanza más de la mitad del calor total, lo que fácilmente provoca el desgaste de la herramienta.
(2) La broca es una herramienta de tamaño fijo y su diámetro está limitado por el diámetro del orificio procesado, por lo que la resistencia y rigidez de la broca son bajas. Además, solo se basa en dos bordes como guía y el efecto de guía es deficiente. Por lo tanto, es fácil provocar desventajas tales como inclinación del orificio procesado, aumento del diámetro del orificio y orificio deforme. Por lo tanto, la precisión de perforación es baja y la rugosidad es grande, y su precisión económica es generalmente inferior a IT10, Ra=6,3~25μm.
(3) La fuerza axial es relativamente grande durante la perforación, generada principalmente por el borde del cincel. Porque el ángulo de ataque de cada punto del filo de la broca cambia mucho a medida que disminuye el radio. El ángulo de inclinación en el borde del cincel es de aproximadamente -540, lo que en realidad es raspado, por lo que se genera una gran fuerza axial.
(4) Debido a las tres características anteriores, solo se puede utilizar una pequeña cantidad de corte al perforar, por lo que la productividad es baja. Además, debido a diversos factores como el diámetro de la broca, el diámetro de perforación generalmente. no supera los 100 mm.
2. Características del escariado
El escariado de agujeros es un método de procesamiento posterior de agujeros que han sido perforados, fundidos o forjados con una broca escariadora. El escariado de agujeros tiene las siguientes características:
(1) Debido a que la profundidad de corte es pequeña al escariar y el taladro escariador equivale a una broca helicoidal con 3 a 4 dientes y sin borde de cincel, su ángulo de inclinación en la punta de la broca es grande Cuando la profundidad de corte es pequeña, solo se utiliza para cortar una pequeña sección del filo principal en la punta de la broca, por lo que la fuerza de corte es pequeña durante la expansión del orificio y la generación de calor es muy pequeña. El consumo de energía y el desgaste de la herramienta causados por efectos térmicos son relativamente pequeños.
(2) Gracias a los agujeros premecanizados, el corte es fácil y las condiciones de refrigeración y lubricación son buenas.
(3) El núcleo de perforación del escariador es grueso y rígido, y tiene de 3 a 4 nervaduras guía, por lo que el corte es suave y se puede corregir el eje del agujero.
(4) Debido a la limitación del diámetro del orificio escariado, el escariado generalmente solo es adecuado para procesar orificios con un diámetro inferior a 100 mm.
(5) Debido a las razones anteriores, se puede utilizar una mayor cantidad de corte al expandir el orificio y, al mismo tiempo, se puede obtener una mayor precisión de procesamiento y una menor rugosidad de la superficie. Generalmente, la precisión económica de la expansión del orificio es del nivel IT9~IT10 y la rugosidad de la superficie Ra=3,2~6,3μm.
3.Características del escariado
El escariado es el acabado de agujeros. Esto se debe principalmente a que los ángulos de desviación principal y auxiliar del escariador son muy pequeños. Hay muchos filos de corte, lo que hace que la superficie residual sea extremadamente pequeña. Además, la profundidad de escariado es muy pequeña (ap=0,05~0,25 mm durante el escariado fino) y la velocidad de escariado es muy baja. La fuerza de corte y el calor de corte son muy pequeños y no se produce filo. Al mismo tiempo, la larga hoja raspadora del escariador tiene el efecto de raspar y apretar la pared del agujero. Por lo tanto, se puede obtener una alta precisión dimensional y una pequeña rugosidad de la superficie, lo que hace que la precisión económica de la bisagra de la máquina alcance el nivel IT7~IT8, y la rugosidad sea Ra=0,8~3,2μm. El escariador manual es más alto, con niveles IT6~IT7 y Ra=0,4~0,8μm, pero no puede corregir el eje del orificio y, por lo general, solo puede procesar orificios con un diámetro inferior a 80 mm.
La mandrinadora y su procesamiento
La herramienta mandrinadora se utiliza principalmente para mandrinar. Dado que el husillo, el banco de trabajo y otras partes de la mandrinadora tienen buena rigidez y alta precisión, pueden. Los agujeros con gran precisión de tamaño, forma y posición son especialmente adecuados para procesar piezas con estructuras complejas y grandes dimensiones externas, como cajas.
Las mandrinadoras incluyen principalmente las siguientes categorías: mandrinadoras horizontales, mandrinadoras coordinadas, mandrinadoras de diamante, mandrinadoras verticales, mandrinadoras de agujeros profundos, mandrinadoras de pisos, etc.
1. Mandrinadora horizontal
En la mandrinadora horizontal se realizan mandrinado, torneado de extremos y bridas, taladrado, fresado plano, torneado de roscas internas, etc., como se muestra en Figura 31-29 mostrada. Este tipo de máquina herramienta tiene buena versatilidad y amplia aplicación, por lo que también se la llama taladradora universal.
La apariencia de la máquina perforadora horizontal se muestra en la Figura 19-30. Durante el procesamiento, la herramienta se instala en el husillo 3 o en el disco giratorio plano 4. La caja de husillo 1 puede obtener varios niveles de velocidad de rotación y cantidad de avance, y también puede moverse hacia arriba y hacia abajo a lo largo del carril guía de la columna 2. La pieza de trabajo se instala en el banco de trabajo 5 y se mueve longitudinalmente o lateralmente con el carro inferior 7 o el carro superior 5 junto con el banco de trabajo. El ángulo de la mesa de trabajo se puede ajustar alrededor del riel guía del carro superior para procesar orificios o planos que forman un cierto ángulo entre sí. Cuando la barra de perforación se extiende más, el soporte 9 en la columna trasera 10 se puede usar para soportar la barra de perforación para mejorar la rigidez de la barra de perforación. Cuando la herramienta está montada en el portaherramientas radial del disco giratorio plano 4, la herramienta puede avanzar radialmente para girar la cara extrema.
2. Mandrinadora de suelo
Al procesar algunas piezas de trabajo grandes y pesadas, esperamos que las piezas de trabajo permanezcan estacionarias durante el procesamiento y que el movimiento lo realice la máquina herramienta. componentes. Por lo tanto, sobre la base de la máquina mandrinadora horizontal, se produjo la máquina mandrinadora por estampación. La máquina taladradora no tiene banco de trabajo y la pieza de trabajo se fija directamente en la placa plana en el suelo. La posición del husillo de perforación se ajusta mediante el movimiento lateral de la columna a lo largo del riel guía de la cama y el movimiento hacia arriba y hacia abajo de la caja del husillo a lo largo del riel guía de la columna. La taladradora de suelo es más grande y el diámetro del husillo de mandrinado suele ser de 125 mm. La mandrinadora de suelo es una máquina herramienta de servicio pesado que se utiliza para procesar piezas de gran tamaño, por lo que tiene las siguientes características principales:
(1) Alta versatilidad. Sujetar y alinear piezas de trabajo grandes es difícil y requiere mucho tiempo, por lo que se espera que toda la superficie se pueda procesar en una sola instalación tanto como sea posible. Por lo tanto, la máquina perforadora de piso es más versátil y la máquina herramienta puede realizar varias tareas. tareas como mandrinar, fresar y taladrar.
(2) Debido al gran tamaño de la máquina herramienta, para facilitar la operación se suele accionar de forma centralizada con un panel de control suspendido o consola
(3) Para facilitar la observación del desplazamiento de los componentes, el suelo La mayoría de las mandrinadoras están equipadas con dispositivos de visualización digital del desplazamiento de las piezas móviles (columna, caja del husillo y husillo de mandrinado) para ahorrar tiempo en la observación y medición del desplazamiento y reducir el número de trabajadores. 'intensidad laboral.
Fresadora y su procesamiento
1. Función y clasificación de la fresadora
Una fresadora es una máquina herramienta que utiliza una fresa para el procesamiento de corte. El movimiento principal de la fresadora es el movimiento de rotación de la fresa, y el parámetro principal de la fresadora es el ancho del banco de trabajo. En comparación con la cepilladora, su velocidad de corte es alta y realiza un corte continuo de múltiples filos, por lo que la productividad es mayor. Las fresadoras han sustituido en muchas ocasiones a las cepilladoras.
(1) Fresadora horizontal
El husillo de la fresadora horizontal está paralelo al banco de trabajo. Para ampliar la gama de aplicaciones de las máquinas herramienta, la mesa de trabajo de algunas fresadoras horizontales puede girar en un cierto ángulo en el plano horizontal, por lo que se denomina fresadora horizontal universal.
La más utilizada en producción es la fresadora de mesa elevadora horizontal X62W. Durante el procesamiento, la pieza de trabajo se instala en el banco de trabajo y la fresa se monta en el husillo de la fresa, que gira impulsado por el husillo de la máquina herramienta.
La pieza de trabajo se mueve longitudinalmente con el banco de trabajo; la corredera se mueve a lo largo del riel guía en la parte superior de la plataforma elevadora para lograr un movimiento de avance transversal. La plataforma elevadora se puede subir y bajar a lo largo del riel guía del cuerpo para ajustar la posición relativa de la pieza de trabajo y la herramienta. Se puede instalar un colgador en el extremo frontal de la viga transversal para soportar el extremo extendido del husillo de la fresa para mejorar la rigidez del husillo. La viga transversal se puede mover a lo largo del riel guía horizontal en la parte superior de la cama para ajustar su longitud de extensión. La caja de cambios de alimentación puede cambiar la velocidad de alimentación de la mesa, el carro deslizante y la mesa elevadora.
(2) Fresadora vertical
La principal diferencia entre la fresadora con mesa elevadora vertical y la fresadora horizontal es que el husillo de la fresadora vertical es perpendicular al banco de trabajo. Como se muestra en la Figura 31-33. Algunas fresadoras verticales pueden girar el cabezal de fresado hasta un cierto ángulo para las necesidades de procesamiento. Las otras piezas son iguales que la mesa elevadora horizontal.
Las fresadoras horizontales y verticales son máquinas herramienta de uso general, utilizadas a menudo en la producción de una sola pieza y por lotes.
2. Accesorios para fresadoras
Para ampliar la gama de procesamiento de las fresadoras, las fresadoras generalmente están equipadas con accesorios. Los accesorios de uso común incluyen los siguientes:
(1) Los alicates de punta plana se usan comúnmente para sujetar en el procesamiento de fresado. Tiene las características de estructura simple, sujeción confiable y fácil uso, y se usa ampliamente para sujetar piezas de trabajo rectangulares. En la producción se utilizan comúnmente alicates planos giratorios ajustables.
(2) Banco de trabajo giratorio El banco de trabajo giratorio se utiliza principalmente para procesar piezas de trabajo con superficies de arco internas y externas e indexar las piezas de trabajo. Se divide en dos tipos: alimentación manual y alimentación motorizada.
El eje de transmisión se puede conectar con el dispositivo de transmisión de la fresadora para conseguir un avance motorizado. Tire de la manija para encender o apagar la alimentación motorizada. Ajustando la posición del tope 2, la plataforma giratoria 1 puede detenerse automáticamente en una posición predeterminada. Si se gira el volante 5, se puede realizar la alimentación manual.
(3) Cabezal de indexación El cabezal de indexación es el accesorio estándar más utilizado en las fresadoras. Las especificaciones de los cabezales de indexación de uso común incluyen FW250, FW320, FW100, FW500, etc. La F en el código de especificación representa el cabezal divisor, W representa universal y el número indica el diámetro máximo que el cabezal divisor puede procesar.
3. Ámbito de aplicación y características de procesamiento de la fresado
(1) El rango de procesamiento en las fresadoras es bastante amplio.
1. Fresado de planos horizontales, planos oblicuos y planos verticales (se puede realizar en varias fresadoras)
(1) Utilice una fresa cilíndrica para fresar planos horizontales sobre una horizontal. fresadora.
(2) Utilice una fresa de extremo para fresar el plano horizontal en una fresadora vertical o de pórtico, como se muestra en la Figura b.
(3) Utilice una fresa angular para fresar el bisel en una fresadora horizontal.
(4) Instale la pieza de trabajo en ángulo en la fresadora horizontal y utilice una fresa cilíndrica para fresar la superficie inclinada.
(5) Gire el husillo en ángulo en el fresado de extremo o en el fresado de pórtico y utilice una fresa de extremo para fresar el bisel.
(6) Instale la pieza de trabajo en ángulo en la fresa o fresadora de pórtico y utilice una fresa para fresar la superficie inclinada.
(7) Utilice una fresa de extremo para fresar superficies verticales en fresado horizontal o fresado de pórtico.
2. Utilice una fresa angular para fresar la ranura en forma de V en una fresadora horizontal.
3. Fresado de ranuras
(1) Fresado con fresa de ranurar en fresadora vertical o de pórtico
(2) Fresado con fresa de ranura en fresadora horizontal máquina Fresado en fresadora horizontal
4. Utilice una fresa de hoja de tres lados para fresar escalones en una fresadora horizontal o de pórtico.
5. Utilice una fresa combinada de hojas de tres lados para fresar ambos lados en una fresadora horizontal.
6. Cortar con fresa de chapa en fresadora horizontal.
7. Utilice una fresa formadora para fresar superficies de formas especiales en una fresadora horizontal.
8. Utilice un cabezal indexador en una fresadora vertical para fresar la leva con una fresa de extremo.
9. Utilice un cabezal de indexación en una fresadora horizontal para fresar ranuras estriadas con una fresa de ranura, pero no utilice un cabezal de indexación al fresar una sola ranura.
10. Utilice una fresa de disco formador adecuada para el perfil de sección transversal del método de ranura en espiral para fresar la superficie en espiral en una fresadora horizontal.
11. Primero use una fresa de hoja de tres lados en una fresadora horizontal o primero use una fresa de extremo en una fresa de extremo para fresar la ranura vertical de la ranura en forma de T, y luego use la fresa de ranura en forma de T en la fresadora de extremos fresa la ranura horizontal de la ranura en forma de T.
12. Primero, use una fresa de extremo para fresar una ranura recta rectangular en una fresadora vertical y luego use una fresa de ranura de cola de milano vertical para fresar la superficie de cola de milano.
Además, los engranajes cónicos también se pueden mecanizar en fresadoras.
(2) Características del procesamiento de fresado
1. Ventajas del procesamiento de fresado:
Las fresas son herramientas de múltiples filos. En general, solo hay una. pocas herramientas de corte al mismo tiempo. Los dientes del cortador están involucrados en el trabajo y los otros dientes del cortador no funcionan. De esta manera, cada diente de la fresa tiene suficiente tiempo de enfriamiento, mejorando así la durabilidad de la fresa.
Debido a que la fresa es una herramienta de múltiples filos, la carga de trabajo de fresado la soportan de manera uniforme varios dientes, por lo que se puede utilizar una gran velocidad de avance.
El movimiento principal es de rotación y no hay límite de inercia, por lo que se puede utilizar corte a alta velocidad.
Debido a las razones anteriores, la productividad del fresado y la durabilidad de la fresa son mayores que las del cepillado, la precisión del procesamiento es aproximadamente de 1 a 2 niveles más difícil que el cepillado y la rugosidad es aproximadamente la misma que la del cepillado.
2. Desventajas del procesamiento de fresado:
Cada diente de la fresa participa en el corte periódicamente, por lo que cada diente causará impacto al cortar hacia adentro y hacia afuera, lo que afecta la durabilidad y. velocidad de corte de la fresa, lo que resulta en una baja precisión de procesamiento y rugosidad.
Durante el fresado, el espesor de corte y el área de corte son variables, por lo que la fuerza de corte cambia periódicamente, provocando vibraciones fácilmente.
La precisión económica del fresado es IT9~IT10 y la rugosidad de la superficie es 1,6~3,2μm.