Guía de compra de piezas de latón de mecanizado CNC

En la industria del mecanizado actual, los equipos tradicionales ya no satisfacen las exigencias de calidad. Las máquinas herramienta CNC reemplazan a las máquinas herramienta convencionales, y los equipos de procesamiento automático, como el mecanizado CNC de precisión y el torneado CNC, sustituyen a las máquinas herramienta tradicionales. A continuación, se explican las ventajas de las máquinas herramienta CNC y el proceso de mecanizado de piezas mecánicas de precisión.

En el proceso de mecanizado de piezas mecánicas, las máquinas herramienta de mecanizado CNC presentan las siguientes ventajas:

1. El centro de mecanizado CNC ofrece alta precisión y calidad de procesamiento. Las máquinas herramienta CNC son reconocidas por su excepcional precisión y exactitud. Utilizan movimientos controlados por computadora y software especializado para realizar tareas con márgenes de error mínimos. A diferencia de los operarios humanos, las máquinas CNC reproducen consistentemente piezas idénticas con especificaciones exactas.

2. Las piezas mecanizadas por CNC pueden tener articulaciones multicoordinadas y permiten procesar piezas de formas complejas. Las máquinas herramienta CNC ofrecen una flexibilidad y versatilidad notables en comparación con las máquinas manuales tradicionales. Gracias a su capacidad para cambiar herramientas y adaptarse rápidamente a diversas operaciones, son ideales para la fabricación de componentes complejos y de gran precisión.

3. El cambio de proceso de mecanizado CNC, que generalmente solo requiere modificar el programa de control numérico, permite ahorrar tiempo de preparación de la producción. Las máquinas herramienta CNC ofrecen importantes ventajas en cuanto al ahorro de tiempo. Los métodos de mecanizado manual tradicionales son lentos y laboriosos, y requieren una configuración compleja y ajustes manuales constantes. En cambio, las máquinas CNC se pueden programar fácilmente para realizar operaciones complejas con precisión, lo que reduce considerablemente los plazos de producción. Además, la propia máquina herramienta CNC posee alta precisión, gran rigidez, permite seleccionar una cantidad de procesamiento óptima y ofrece alta productividad (generalmente de 3 a 5 veces superior a la de las máquinas herramienta convencionales).

4. El mecanizado CNC pertenece a la categoría de equipos de mecanizado CNC, con un alto grado de automatización, lo que permite reducir la intensidad de la mano de obra. Si bien la inversión inicial en máquinas herramienta CNC puede ser mayor que en máquinas manuales, ofrecen importantes ahorros a largo plazo. Estas máquinas reducen los costos laborales, ya que requieren menos operarios para su funcionamiento y supervisión. Además, las máquinas CNC minimizan el desperdicio de material al realizar cortes de precisión y reducir los errores humanos, lo que se traduce en un ahorro significativo de material.

5.Mayor productividad y eficiencia. Una de las ventajas más significativas de las máquinas herramienta CNC es su capacidad para aumentar la productividad y la eficiencia. Estas máquinas pueden operar las 24 horas del día, minimizando el tiempo de inactividad de la producción y maximizando el rendimiento. Una vez programadas, pueden realizar tareas complejas con mínima supervisión, liberando personal para otras áreas críticas de la producción.

Las máquinas herramienta CNC han inaugurado una nueva era de eficiencia, precisión y rentabilidad en la producción. Gracias a su precisión, productividad, flexibilidad, ahorro de costes y tiempo, y con el personal cualificado, las empresas pueden aprovechar al máximo el potencial de las máquinas CNC y mantenerse a la vanguardia en el competitivo sector manufacturero.

Cada método de procesamiento tiene su propia secuencia. Nuestros operarios deben seguir el orden establecido, sin desorden, ya que esto afectaría la calidad de los productos procesados. El mecanizado de precisión es un ejemplo de ello; por lo tanto, el orden de procesamiento de las piezas mecánicas de precisión se divide en diferentes tipos.

La disposición para el procesamiento de piezas finas debe basarse en la estructura y la situación de las piezas en bruto, así como en las necesidades de posicionamiento y sujeción, y la atención se centra en que no se destruya la rigidez de la pieza de trabajo.

• El procesamiento del proceso anterior no puede afectar el posicionamiento y la sujeción del siguiente proceso, y el procesamiento de las piezas finas generales en el centro de la cruz también debe considerarse de manera integral;
• Detenga primero la secuencia de procesamiento de la cavidad interna y, a continuación, detenga el proceso de procesamiento de la forma externa;
• El proceso de mecanizado con el mismo posicionamiento, método de sujeción o la misma cuchilla se conecta y detiene de forma óptima para reducir la cantidad de posicionamientos repetidos, la cantidad de cambios de herramienta y la cantidad de movimientos de la platina. Shenzhen Machining;
• En el mismo dispositivo para detener múltiples procesos, se debe organizar primero el proceso de daño rígido de la pieza de trabajo.

Método de clasificación por concentración de herramientas: Se divide en procesos según la herramienta utilizada, procesando todas las piezas que se pueden completar con la misma herramienta. En la segunda cuchilla, se utiliza la tercera para completar las demás piezas. Esto reduce la cantidad de cambios de herramienta, disminuye el tiempo de inactividad y minimiza los errores de posicionamiento innecesarios.

Método de clasificación de piezas para el procesamiento: En función del contenido de procesamiento de muchas piezas, se procesarán varias partes según sus características estructurales, como la forma interna, la forma, la superficie o el plano. Normalmente, primero se procesa el plano, luego la superficie de posicionamiento y, posteriormente, los orificios; primero se procesan las formas geométricas simples y luego las formas geométricas complejas; primero se procesan las piezas con menor precisión y luego las que requieren mayor precisión.

En resumen, la tecnología actual de procesamiento de piezas de maquinaria de precisión es muy avanzada, de alta calidad y con una alta eficiencia de producción.

HONSCN Precision cuenta con 20 años de experiencia en mecanizado CNC. Se especializa en mecanizado CNC, procesamiento de piezas de maquinaria, procesamiento de piezas de equipos de automatización, procesamiento de piezas de robots, procesamiento de piezas de UAV, procesamiento de piezas de bicicletas, procesamiento de piezas médicas, etc. Es uno de los proveedores de alta calidad en mecanizado CNC. Actualmente, la empresa cuenta con cientos de centros de mecanizado CNC, rectificadoras, fresadoras y equipos de prueba de alta precisión para brindar a sus clientes servicios de procesamiento de piezas de repuesto CNC de alta precisión y calidad.

En el campo del mecanizado, tras definir los métodos y la división de procesos del mecanizado CNC, el objetivo principal del proceso es organizar racionalmente dichos métodos y su secuencia. En general, el mecanizado CNC de piezas mecánicas incluye el corte, el tratamiento térmico y procesos auxiliares como el tratamiento superficial, la limpieza y la inspección. La secuencia de estos procesos afecta directamente la calidad, la eficiencia de producción y el costo de las piezas. Por lo tanto, al diseñar rutas de mecanizado CNC, el orden de corte, tratamiento térmico y procesos auxiliares debe estar organizado de manera razonable, y se debe resolver el problema de conexión entre ellos.

Además de los pasos básicos mencionados anteriormente, al desarrollar una ruta de mecanizado CNC es necesario considerar factores como la selección del material, el diseño de la fijación y la selección del equipo. La selección del material está directamente relacionada con el rendimiento final de las piezas; los diferentes materiales tienen diferentes requisitos en cuanto a los parámetros de corte. El diseño del dispositivo de sujeción afectará la estabilidad y la precisión de las piezas durante el proceso de mecanizado. La selección del equipo requiere determinar el tipo de máquina herramienta adecuada para las necesidades de producción, de acuerdo con las características del producto.

1. El método de procesamiento de las piezas de maquinaria de precisión debe determinarse de acuerdo con las características de la superficie. Tras familiarizarse con las características de los distintos métodos de procesamiento, dominar la economía del proceso y la rugosidad de la superficie, se selecciona el método que pueda garantizar la calidad del procesamiento, la eficiencia de la producción y la economía.

2. Seleccione la referencia de posicionamiento del dibujo apropiada, de acuerdo con el principio de selección de referencia gruesa y fina para determinar razonablemente la referencia de posicionamiento de cada proceso.

3, Al desarrollar la ruta del proceso de mecanizado de las piezas, es necesario dividir las etapas de desbaste, semiacabado y acabado en función del análisis de las mismas, determinar el grado de concentración y dispersión del proceso y organizar de forma razonable la secuencia de procesamiento de las superficies. Para piezas complejas, se pueden considerar inicialmente varios esquemas y, tras compararlos y analizarlos, seleccionar el más adecuado.

4. Determinar el margen de procesamiento, el tamaño del proceso y la tolerancia de cada proceso.

5. Seleccionar máquinas herramienta y trabajadores, clips, cantidades, herramientas de corte. La selección de maquinaria no solo debe garantizar la calidad del proceso, sino también ser económica y razonable. En condiciones de producción en masa, generalmente se deben utilizar máquinas herramienta convencionales y plantillas especiales.

6. Determinar los requisitos técnicos y los métodos de inspección de cada proceso principal. En una planta de producción de lotes pequeños, el operario suele decidir la cantidad de corte y el tiempo asignado para cada proceso. Generalmente, esto no se especifica en la ficha del proceso de mecanizado. Sin embargo, en las plantas de producción de lotes medianos y en masa, para garantizar la racionalidad de la producción y el ritmo de trabajo, es necesario especificar la cantidad de corte y no modificarla arbitrariamente.

Primero lo tosco y luego lo fino.

La precisión del proceso mejora gradualmente siguiendo el orden de torneado basto - torneado semifino - torneado fino. El torno basto elimina la mayor parte del material sobrante de la superficie de la pieza en poco tiempo, aumentando así la tasa de remoción de material y cumpliendo con el requisito de uniformidad del material sobrante. Si el material sobrante tras el torneado basto no cumple con los requisitos de acabado, es necesario utilizar una máquina de semiacabado. La máquina de acabado debe asegurar que el contorno de la pieza se corte según las dimensiones del plano para garantizar la precisión del proceso.

Acércate primero y luego aléjate

En circunstancias normales, las piezas cercanas a la herramienta deben procesarse primero, y luego las piezas alejadas, para acortar la distancia de desplazamiento de la herramienta y reducir el tiempo de recorrido en vacío. Durante el proceso de torneado, es beneficioso mantener la rigidez de la pieza en bruto o semielaborada y mejorar sus condiciones de corte.

El principio de intersección interna y externa

Para piezas que poseen tanto una superficie interna (cavidad interna) como una superficie externa que requieren procesamiento, al planificar la secuencia de procesamiento, primero se deben desbastar ambas superficies, y luego acabarlas. No se debe procesar ninguna parte de la superficie de la pieza (superficie externa o interna) antes de procesar las demás superficies (superficie interna o externa).

Principio fundamental

Se debe dar prioridad a la superficie utilizada como referencia de acabado. Esto se debe a que cuanto más precisa sea la superficie de referencia de posicionamiento, menor será el error de sujeción. Por ejemplo, al mecanizar piezas de ejes, generalmente se mecaniza primero el orificio central y luego la superficie exterior y la cara frontal, tomando como base de precisión el orificio central.

El principio del primero y del segundo

La superficie principal de trabajo y la superficie base de montaje de las piezas deben procesarse primero para detectar a tiempo los defectos en la superficie principal de la pieza en bruto. La superficie secundaria puede intercalarse, colocándose en cierta medida sobre la superficie principal mecanizada, antes del acabado final.

El principio de la cara antes del agujero

El contorno plano de las piezas de la caja y el soporte es grande, y generalmente se mecaniza primero el plano, y luego el orificio y otras dimensiones. Esta secuencia de procesamiento, por un lado, proporciona un posicionamiento estable y fiable del plano mecanizado; por otro lado, facilita el mecanizado del orificio en el plano mecanizado y mejora la precisión del mismo, especialmente al taladrar, ya que el eje del orificio no se desvía fácilmente.

Al desarrollar el proceso de mecanizado de piezas, es necesario seleccionar el método de procesamiento adecuado, el equipo de máquina herramienta, las herramientas de medición de sujeción, la pieza en bruto y los requisitos técnicos para los trabajadores según el tipo de piezas que se produzcan.

El éxito o el fracaso de las operaciones aeroespaciales depende de la exactitud, la precisión y la calidad de los componentes utilizados. Por ello, las empresas aeroespaciales emplean técnicas y procesos de fabricación avanzados para garantizar que sus componentes satisfagan plenamente sus necesidades. Si bien los nuevos métodos de fabricación, como la impresión 3D, están ganando popularidad rápidamente en el sector, los métodos tradicionales, como el mecanizado, siguen desempeñando un papel fundamental en la producción de piezas y productos para aplicaciones aeroespaciales. Programas CAM mejorados, máquinas herramienta específicas para cada aplicación, materiales y recubrimientos optimizados, y un mejor control de virutas y amortiguación de vibraciones han transformado significativamente la forma en que las empresas aeroespaciales fabrican componentes críticos. Sin embargo, contar con equipos sofisticados por sí solo no es suficiente. Los fabricantes deben poseer la experiencia necesaria para superar los desafíos del procesamiento de materiales propios de la industria aeroespacial.

La fabricación de piezas aeroespaciales requiere, en primer lugar, requisitos específicos de materiales. Estas piezas suelen necesitar alta resistencia, baja densidad, alta estabilidad térmica y resistencia a la corrosión para soportar condiciones de funcionamiento extremas.

Los materiales aeroespaciales comunes incluyen:

1. Aleación de aluminio de alta resistencia

Las aleaciones de aluminio de alta resistencia son ideales para componentes estructurales de aeronaves debido a su ligereza, resistencia a la corrosión y facilidad de procesamiento. Por ejemplo, la aleación de aluminio 7075 se utiliza ampliamente en la fabricación de piezas aeroespaciales.

2. aleación de titanio

Las aleaciones de titanio tienen una excelente relación resistencia-peso y se utilizan ampliamente en piezas de motores de aeronaves, componentes del fuselaje y tornillos.

3. Superaleación

Las superaleaciones mantienen su resistencia y estabilidad a altas temperaturas y son adecuadas para toberas de motores, álabes de turbinas y otras piezas sometidas a altas temperaturas.

4. Material compuesto

Los materiales compuestos de fibra de carbono ofrecen un buen rendimiento a la hora de reducir el peso estructural, aumentar la resistencia y disminuir la corrosión, y se utilizan habitualmente en la fabricación de carcasas para piezas aeroespaciales y componentes de naves espaciales.

Planificación y diseño de procesos

La planificación y el diseño del proceso son imprescindibles antes de la fabricación. En esta etapa, es necesario determinar el esquema general del proceso según los requisitos de diseño de las piezas y las características del material. Esto incluye definir el proceso de fabricación, la elección de la máquina herramienta, la selección de las herramientas, etc. Asimismo, es necesario realizar un diseño detallado del proceso, que abarque la determinación del perfil de corte, la profundidad de corte, la velocidad de corte y otros parámetros.

Proceso de preparación y corte del material

En el proceso de fabricación de piezas aeroespaciales, primero es necesario preparar los materiales. Generalmente, los materiales utilizados en las piezas de aviación incluyen acero aleado de alta resistencia, acero inoxidable, aleación de aluminio, entre otros. Una vez completada la preparación del material, se inicia el proceso de corte.

Este paso implica la selección de máquinas herramienta, como máquinas CNC, tornos, fresadoras, etc., así como la selección de herramientas de corte. El proceso de corte requiere un control estricto de la velocidad de avance, la velocidad de corte, la profundidad de corte y otros parámetros de la herramienta para garantizar la precisión dimensional y la calidad superficial de las piezas.

Proceso de mecanizado de precisión

Los componentes aeroespaciales suelen ser muy exigentes en cuanto a tamaño y calidad superficial, por lo que el mecanizado de precisión es un paso indispensable. En esta etapa, puede ser necesario utilizar procesos de alta precisión como el rectificado y la electroerosión. El objetivo del mecanizado de precisión es mejorar aún más la exactitud dimensional y el acabado superficial de las piezas, garantizando así su fiabilidad y estabilidad en el sector aeronáutico.

Tratamiento térmico

Algunas piezas aeroespaciales pueden requerir tratamiento térmico tras el mecanizado de precisión. Este proceso mejora la dureza, la resistencia y la resistencia a la corrosión de las piezas. Incluye métodos como el temple y el revenido, que se seleccionan según los requisitos específicos de cada pieza.

Recubrimiento de superficie

Para mejorar la resistencia al desgaste y a la corrosión de las piezas aeronáuticas, generalmente se requiere un recubrimiento superficial. Los materiales de recubrimiento pueden incluir carburo cementado, recubrimientos cerámicos, etc. Los recubrimientos superficiales no solo mejoran el rendimiento de las piezas, sino que también prolongan su vida útil.

Ensamblaje y pruebas

Realizar el ensamblaje e inspección de las piezas. En esta etapa, las piezas deben ensamblarse de acuerdo con los requisitos de diseño para garantizar la precisión del ajuste entre ellas. Asimismo, se requieren pruebas rigurosas, incluyendo pruebas dimensionales, de calidad superficial y de composición del material, entre otras, para asegurar que las piezas cumplan con los estándares de la industria aeronáutica.

Control de calidad estricto: Los requisitos de control de calidad de las piezas de aviación son muy estrictos, y se requieren pruebas y controles rigurosos en cada etapa del procesamiento de las piezas de aviación para garantizar que la calidad de las piezas cumpla con los estándares.

Requisitos de alta precisión: Los componentes aeroespaciales suelen requerir una precisión muy elevada, incluyendo precisión dimensional, precisión de forma y calidad superficial. Por lo tanto, es necesario utilizar máquinas y herramientas de alta precisión en el proceso de fabricación para garantizar que las piezas cumplan con los requisitos de diseño.

Diseño de estructuras complejas: Las piezas de aviación suelen tener estructuras complejas, y es necesario utilizar máquinas herramienta CNC multieje y otros equipos para satisfacer las necesidades de procesamiento de dichas estructuras.

Alta resistencia a la temperatura y alta resistencia mecánica: las piezas de aviación suelen funcionar en entornos hostiles, como altas temperaturas y altas presiones, por lo que es necesario elegir materiales que ofrezcan alta resistencia a la temperatura y alta resistencia mecánica, y llevar a cabo el proceso de tratamiento térmico correspondiente.

En general, el procesamiento de piezas aeroespaciales es un proceso altamente tecnológico y exigente en precisión, que requiere procesos operativos estrictos y equipos de procesamiento avanzados para garantizar que la calidad y el rendimiento de las piezas finales cumplan con los rigurosos requisitos del sector de la aviación.

El procesamiento de piezas aeroespaciales es complejo, principalmente en las siguientes áreas:

Geometría compleja

Las piezas aeroespaciales suelen tener geometrías complejas que requieren un mecanizado de alta precisión para cumplir con los requisitos de diseño.

Procesamiento de superaleaciones

El procesamiento de superaleaciones es difícil y requiere herramientas y procesos especiales para manipular estos materiales duros.

Piezas grandes

Las piezas de la nave espacial suelen ser muy grandes, lo que requiere grandes máquinas herramienta CNC y equipos de procesamiento especiales.

Control de calidad

La industria aeroespacial es extremadamente exigente en cuanto a la calidad de las piezas y requiere un control de calidad e inspección rigurosos para garantizar que cada pieza cumpla con los estándares.

En el procesamiento de piezas aeroespaciales, la precisión y la fiabilidad son fundamentales. Un profundo conocimiento y un control preciso de los materiales, los procesos, la precisión y las dificultades de mecanizado son clave para fabricar piezas aeroespaciales de alta calidad.

Los métodos de procesamiento de agujeros incluyen perforación, escariado, mandrinado, trefilado, rectificado y acabado. A continuación, presentamos una breve serie de técnicas de procesamiento de agujeros que le ayudarán a resolver sus problemas.

El orificio es una superficie importante en las piezas de caja, soporte, manguito, anillo y disco, y también es una superficie que se encuentra frecuentemente en el mecanizado. Con los mismos requisitos de precisión y rugosidad superficial, el mecanizado del orificio es más difícil que el de la superficie exterior redonda, lo que resulta en baja productividad y alto costo.

Esto se debe a que: 1) el tamaño de la herramienta utilizada en el procesamiento de agujeros está limitado por el tamaño del agujero que se está procesando, y la rigidez es deficiente, lo que facilita la deformación por flexión y la vibración; 2) Cuando se mecaniza el agujero con una herramienta de tamaño fijo, el tamaño del procesamiento del agujero a menudo depende directamente del tamaño correspondiente de la herramienta, y el error de fabricación y el desgaste de la herramienta afectarán directamente la precisión del procesamiento del agujero; 3) Cuando se mecanizan agujeros, el área de corte está dentro de la pieza de trabajo, las condiciones de eliminación de virutas y disipación de calor son deficientes, y la precisión del procesamiento y la calidad de la superficie no son fáciles de controlar.

Perforación

El taladrado es el primer proceso de mecanizado de agujeros en materiales sólidos, y el diámetro del agujero suele ser inferior a 80 mm. Existen dos métodos de taladrado: uno mediante rotación de la broca y otro mediante rotación de la pieza. El error generado por estos dos métodos no es el mismo. En el método de rotación de la broca, debido a la asimetría del filo de corte, la rigidez insuficiente de la broca y su deflexión, el eje central del agujero se desvía o no queda recto, pero la abertura permanece prácticamente inalterada. Por el contrario, en el método de rotación de la pieza, la deflexión de la broca provoca cambios en la abertura, pero el eje central del agujero sigue siendo recto.

Las brocas de perforación más utilizadas son: broca helicoidal, broca de centrado, broca para agujeros profundos, etc., de las cuales la más utilizada es la broca helicoidal, cuyo diámetro especificado es de Φ0,1 a 80 mm.

Debido a limitaciones estructurales, la rigidez a la flexión y a la torsión de la broca es baja, junto con un centrado deficiente, lo que resulta en una precisión de perforación baja, generalmente de solo IT13 a IT11; la rugosidad superficial también es alta, Ra generalmente de 50 a 12,5 μm; sin embargo, la tasa de remoción de material durante la perforación es alta y la eficiencia de corte es elevada. La perforación se utiliza principalmente para procesar orificios con requisitos de calidad bajos, como orificios para pernos, orificios de fondo de rosca, orificios de aceite, etc. Para orificios con alta precisión de mecanizado y requisitos de calidad superficial, se deben lograr mediante escariado, mandrinado o rectificado en el procesamiento posterior.

Escariado

El escariado consiste en procesar un orificio previamente perforado, fundido o forjado con una broca escariadora para aumentar su diámetro y mejorar la calidad del mecanizado. Puede utilizarse como preprocesamiento antes del acabado del orificio o como procesamiento final, con requisitos mínimos. La broca escariadora es similar a la broca helicoidal, pero tiene más dientes y carece de filo transversal.

En comparación con el taladrado, el escariado presenta las siguientes características:

(1) el número de dientes de la broca de escariado (3~8 dientes), buena guía, el corte es relativamente estable; (2) broca de escariado sin borde transversal, las condiciones de corte son buenas;

(3) El margen de procesamiento es pequeño, el sumidero de viruta puede hacerse menos profundo, el núcleo de la broca puede hacerse más grueso, y la resistencia y rigidez del cuerpo de la herramienta son mejores. La precisión del escariado es generalmente IT11~IT10, y la rugosidad superficial Ra es de 12,5~6,3 μm. El escariado se usa a menudo para procesar agujeros con diámetros más pequeños. Cuando se taladra un agujero de gran diámetro (D ≥30 mm), a menudo se usa una broca pequeña (diámetro de 0,5 a 0,7 veces la apertura) para taladrar previamente, y luego usar la broca de escariado del tamaño correspondiente, lo que puede mejorar la calidad del procesamiento y la eficiencia de producción del agujero.

Además de mecanizar agujeros cilíndricos, se pueden utilizar brocas escariadoras de diversas formas especiales (también conocidas como avellanadores) para mecanizar diferentes tipos de asientos avellanados y avellanados. La cara frontal del avellanador suele estar equipada con un poste guía, guiado por un orificio mecanizado.

El escariado es uno de los métodos de acabado de agujeros más utilizados en la producción. Para agujeros pequeños, el escariado es un método de mecanizado más económico y práctico que el rectificado interno y el mandrinado fino.

1. Escariador

Generalmente, las escariadoras se dividen en dos tipos: manuales y mecánicas. Las escariadoras manuales tienen mango recto, una parte de trabajo más larga y una mejor guía. Existen dos tipos de estructuras: integral y de diámetro exterior ajustable. Las escariadoras mecánicas también tienen mango y manguito. Estas últimas pueden procesar agujeros redondos, e incluso las cónicas.

2. Proceso de escariado y su aplicación

El margen de escariado influye considerablemente en la calidad del proceso. Si el margen es demasiado grande, la carga sobre la escariadora aumenta, el filo se desafila rápidamente, resulta difícil obtener una superficie de mecanizado lisa y la tolerancia dimensional no se garantiza fácilmente. Si el margen es demasiado pequeño para eliminar las marcas de la cuchilla del proceso anterior, no contribuye a mejorar la calidad del mecanizado del orificio. Generalmente, el margen para el escariado grueso es de 0,35 a 0,15 mm, y para el escariado fino, de 1,5 a 0,05 mm.

Para evitar la formación de nódulos de viruta, el escariado se realiza generalmente a una velocidad de corte menor (v <8 m/min para acero y hierro fundido con escariadores HSS). El avance depende de la abertura a mecanizar: cuanto mayor sea la abertura, mayor será el avance. La velocidad de avance de un escariador de acero rápido para el mecanizado de acero y hierro fundido suele ser de 0,3 a 1 mm/r.

El escariado debe refrigerarse, lubricarse y limpiarse con el fluido de corte adecuado para evitar la acumulación de virutas y eliminarlas a tiempo. En comparación con el rectificado y el mandrinado, la productividad del escariado es mayor y la precisión del orificio se garantiza fácilmente. Sin embargo, el escariado no puede corregir el error de posición del eje del orificio, por lo que la precisión de la posición del orificio debe garantizarse mediante el proceso previo. El escariado no es adecuado para el mecanizado de orificios escalonados ni orificios ciegos.

La precisión dimensional del escariado suele ser de IT9 a IT7, y la rugosidad superficial Ra suele ser de 3,2 a 0,8 μm. Para agujeros de tamaño medio con requisitos de alta precisión (como agujeros de precisión IT7), el proceso de taladrado-escariado-escariado es un esquema de procesamiento típico que se utiliza habitualmente en la producción.

El mandrinado es un método de mecanizado en el que se agranda un orificio prefabricado con una herramienta de corte. El trabajo de mandrinado se puede realizar tanto en una mandrinadora como en un torno.

1. Método aburrido

Existen tres métodos de mecanizado diferentes para el mandrinado.

(1) La pieza de trabajo gira y la herramienta realiza un movimiento de avance.

El mandrinado en torno se enmarca principalmente dentro de este método. Las características del proceso son: el eje del orificio, tras el mecanizado, coincide con el eje de rotación de la pieza; 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 de la precisión de posicionamiento de la dirección de avance de la herramienta con respecto al eje de rotación de la pieza. Este método de mandrinado es adecuado para mecanizar orificios con requisitos de coaxialidad en la superficie del círculo exterior.

(2) La herramienta gira y la pieza de trabajo se alimenta

El husillo de la mandrinadora hace girar la herramienta de mandrinado, y la mesa hace avanzar la pieza de trabajo.

(3) La herramienta gira y realiza un movimiento de avance.

Mediante este método de mandrinado, se modifica la longitud de la barra de mandrinar que sobresale, lo que provoca una deformación por fuerza en la misma. El orificio cerca del cabezal es grande, mientras que lejos del cabezal es pequeño, formando un orificio cónico. Además, al aumentar la longitud de la barra de mandrinar que sobresale, también aumenta la deformación por flexión del eje principal debido a su propio peso, y el eje del orificio mecanizado se flexionará de forma correspondiente. Este método de mandrinado solo es adecuado para el mecanizado de orificios cortos.

2. Perforación con diamante

En comparación con el mandrinado convencional, el mandrinado con diamante se caracteriza por un mínimo retroceso, un avance reducido y una alta velocidad de corte. Permite obtener una alta precisión de mecanizado (IT7 ~ IT6) y una superficie muy lisa (Ra de 0,4 ~ 0,05 μm). Originalmente, el mandrinado con diamante se realizaba con herramientas de diamante, pero actualmente se utilizan comúnmente herramientas de carburo cementado, CBN y diamante sintético. Se emplea principalmente para el mecanizado de piezas de metales no ferrosos, aunque también puede utilizarse para el mecanizado de piezas de hierro fundido y acero.

Los parámetros de corte comúnmente utilizados para el mandrinado con diamante son: mandrinado previo de 0,2 a 0,6 mm y mandrinado final de 0,1 mm; la velocidad de avance es de 0,01 a 0,14 mm/r; la velocidad de corte es de 100 a 250 m/min cuando se procesa hierro fundido, de 150 a 300 m/min cuando se procesa acero y de 300 a 2000 m/min cuando se procesan metales no ferrosos.

Para garantizar que la máquina perforadora de diamante logre una alta precisión de mecanizado y una excelente calidad superficial, debe poseer una alta precisión geométrica y rigidez. El eje principal debe soportar rodamientos de bolas de contacto angular de precisión o cojinetes lisos de presión estática de uso común, y las piezas giratorias de alta velocidad deben estar equilibradas con precisión. Además, el mecanismo de avance debe tener un movimiento muy suave para asegurar que la mesa pueda realizar un avance suave a baja velocidad.

La calidad de mecanizado mediante mandrinado con diamante es buena, la eficiencia de producción es alta y se utiliza ampliamente en el procesamiento final de orificios de precisión en la producción en masa, como el orificio del cilindro del motor, el orificio del pasador del pistón y el orificio del eje principal en la caja del husillo de la máquina herramienta. Sin embargo, cabe señalar que al mecanizar productos de metal ferroso con mandrinado de diamante, solo se pueden utilizar herramientas de mandrinado de carburo cementado y CBN, y no herramientas de mandrinado de diamante, debido a que los átomos de carbono en el diamante tienen una gran afinidad con los elementos del grupo del hierro, lo que reduce la vida útil de la herramienta.

3. Herramienta de perforación

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

4. Características del proceso de perforación y rango de aplicación

En comparación con los procesos de perforación, expansión y escariado, el tamaño del orificio no está limitado por el tamaño de la herramienta, y la perforación tiene una gran capacidad de corrección de errores. El error de desviación del eje del orificio original se puede corregir mediante múltiples cortes, y la perforación puede mantener una mayor precisión de posición con respecto a la superficie de posicionamiento.

En comparación con el mandrinado del círculo exterior, debido a la escasa rigidez del sistema de la barra de herramientas, la gran deformación, la mala disipación del calor y las condiciones de eliminación de virutas, la deformación en caliente de la pieza de trabajo y la herramienta es relativamente grande, y la calidad del procesamiento y la eficiencia de producción del mandrinado no son tan altas como en el mandrinado del círculo exterior.

En resumen, se observa que el mandrinado ofrece un amplio rango de procesamiento, permitiendo mecanizar orificios de diferentes tamaños y niveles de precisión. Para orificios y sistemas de orificios con grandes aberturas y altos requisitos de precisión dimensional y posicional, el mandrinado es prácticamente el único método de procesamiento. La precisión de mecanizado del mandrinado oscila entre IT9 e IT7. El mandrinado se puede realizar en mandrinadoras, tornos, fresadoras y otras máquinas herramienta, lo que le confiere flexibilidad y versatilidad, y lo convierte en una herramienta ampliamente utilizada en la producción. En la producción en masa, se suele emplear una matriz de mandrinado para mejorar la eficiencia del proceso.

1. Principio de bruñido y cabezal de bruñido

El bruñido es un método para dar acabado a un orificio mediante un cabezal de bruñido con una muela abrasiva (piedra de afilar). Durante el bruñido, la pieza de trabajo se fija y el cabezal gira mediante el husillo de la máquina herramienta, moviéndose en línea recta de forma recíproca. En este proceso, la muela abrasiva ejerce una presión determinada sobre la superficie de la pieza, cortando una capa extremadamente fina de material. Para evitar la repetición del movimiento de la partícula abrasiva, la velocidad de rotación del cabezal y la velocidad de avance del cabezal deben ser proporcionales.

El ángulo de cruceta de la pista de bruñido está relacionado con la velocidad de movimiento alternativo y la velocidad de rotación del cabezal de bruñido, y el tamaño de dicho ángulo afecta la calidad y la eficiencia del proceso. Para facilitar la evacuación de las partículas abrasivas y las virutas, reducir la temperatura de corte y mejorar la calidad del proceso, se debe utilizar suficiente fluido de corte durante el bruñido.

Para lograr un mecanizado uniforme de la pared del orificio, la carrera de la barra de arena en ambos extremos debe superar una sección de sobrepaso. Para garantizar una tolerancia de bruñido uniforme y reducir la influencia del error de rotación del husillo en la precisión del mecanizado, se suele emplear una conexión flotante entre el cabezal de bruñido y el husillo de la máquina herramienta.

El ajuste de la expansión radial de la varilla de rectificado del cabezal de bruñido tiene varias formas estructurales, como manual, neumática e hidráulica.

2. Características del proceso de bruñido y rango de aplicación

(1) El bruñido puede obtener una mayor precisión dimensional y de forma, la precisión de procesamiento es IT7~IT6, el error de redondez y cilindricidad del agujero se puede controlar dentro del rango, pero el bruñido no puede mejorar la precisión de posición del agujero a mecanizar.

(2) El bruñido puede obtener una mayor calidad superficial, la rugosidad superficial Ra es de 0,2~0,25 μm, la profundidad de la capa de defectos metamórficos del metal superficial es muy pequeña de 2,5~25 μm.

(3) En comparación con la velocidad de rectificado, la velocidad circular del cabezal de bruñido no es alta (vc=16~60 m/min), pero debido a la gran área de contacto entre la barra de arena y la pieza de trabajo, la velocidad recíproca es relativamente alta (va=8~20 m/min), por lo que el bruñido aún tiene una alta productividad.

El bruñido se utiliza ampliamente en el mecanizado de orificios de cilindros de motor y orificios de precisión en diversos dispositivos hidráulicos en la producción en masa a gran escala, y puede procesar orificios profundos con una relación longitud-diámetro superior a 10. Sin embargo, el bruñido no es adecuado para procesar orificios en piezas de trabajo de metales no ferrosos con gran plasticidad, ni puede procesar orificios con chaveteros, orificios estriados, etc.

1. Brocha y brocha

El trefilado es un método de acabado de alta productividad que se realiza en una máquina brochadora con una brocha especial. Las máquinas brochadoras se dividen en dos tipos: horizontales y verticales; las horizontales son las más comunes.

El brochado utiliza únicamente movimiento lineal a baja velocidad (movimiento principal). Generalmente, el número de dientes de la brocha que trabajan simultáneamente no debe ser inferior a 3; de lo contrario, la brocha no será estable y es fácil que se produzcan ondulaciones anulares en la superficie de la pieza. Para evitar generar una fuerza de brochado excesiva y provocar la rotura de la brocha, el número de dientes que trabajan simultáneamente no debe superar los 6 u 8.

Existen tres métodos de brochado diferentes, que se describen a continuación:

(1) Brochado por capas

Este método de brochado se caracteriza por el corte, capa a capa, del margen de mecanizado de la pieza. Para facilitar la rotura de la viruta, los dientes de la herramienta están rectificados con ranuras de separación entre sí. La brocha diseñada según este método se denomina brocha convencional.

(2) brochado de bloques

La característica de este método de brochado es que cada capa de metal en la superficie mecanizada se corta mediante un conjunto de dientes de herramienta que son básicamente del mismo tamaño pero entrelazados entre sí (generalmente cada conjunto consta de 2 a 3 dientes). Cada diente corta solo una parte de una capa de metal. La brocha diseñada según el método de brochado de bloque se denomina brocha rotativa.

(3) Broaching integral

De esta forma, se concentran las ventajas del brochado por capas y el brochado en bloque. El brochado en bloque se utiliza en la etapa de desbaste y el brochado por capas en la etapa de acabado. Así, se puede acortar la longitud de la brocha, aumentar la productividad y obtener una mejor calidad superficial. La brocha diseñada según el método de brochado integral se denomina brocha integral.

2. Características del proceso y ámbito de aplicación de los agujeros de trefilado

(1) La brocha es una herramienta de múltiples filos, que puede terminar el desbaste, el acabado y el acabado del agujero en una secuencia en una sola pasada de brochado, y tiene una alta eficiencia de producción.

(2) La precisión del trefilado depende principalmente de la precisión de la brocha; en condiciones normales, la precisión del trefilado puede alcanzar IT9~IT7 y la rugosidad superficial Ra puede alcanzar 6,3~1,6 μm.

(3) Al trazar un agujero, la pieza de trabajo se posiciona mediante el propio agujero mecanizado (la parte delantera de la brocha es el elemento de posicionamiento de la pieza de trabajo), y al trazar el agujero no es fácil garantizar la precisión de la posición mutua del agujero y otras superficies; para el procesamiento de piezas giratorias cuyas superficies circulares internas y externas tienen requisitos coaxiales, a menudo es necesario primero trazar agujeros y luego procesar otras superficies con los agujeros como referencia de posicionamiento.

(4) La brocha no solo puede procesar agujeros redondos, sino también agujeros de formación y agujeros estriados.

(5) La brocha es una herramienta de tamaño fijo, forma compleja, costosa y no adecuada para procesar agujeros grandes.

El trefilado se utiliza habitualmente en la producción en masa para realizar agujeros en piezas pequeñas y medianas con un diámetro de 10 a 80 mm y una profundidad que no supere 5 veces la abertura.

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