Czy wiesz jakie są metody obróbki otworów?

Metody obróbki otworów obejmują wiercenie, rozwiercanie, rozwiercanie, wiercenie, ciągnienie, szlifowanie i wykańczanie otworów. Poniższy krótki cykl pozwoli Ci szczegółowo zapoznać się z kilkoma technologiami obróbki otworów i omówić problemy z nią związane.

Otwór jest ważną powierzchnią w elementach skrzynkowych, wspornikach, tulejach, pierścieniach i tarczach, a także powierzchnią często spotykaną podczas obróbki skrawaniem. Przy takich samych wymaganiach dotyczących dokładności obróbki i chropowatości powierzchni, obróbka otworu jest trudniejsza niż obróbka zewnętrznej powierzchni okrągłej, co wiąże się z niską wydajnością i wysokimi kosztami.

Dzieje się tak, ponieważ: 1) rozmiar narzędzia używanego do obróbki otworów jest ograniczony przez rozmiar obrabianego otworu, a sztywność jest słaba, co ułatwia wytworzenie odkształceń zginających i wibracji; 2) Podczas obróbki otworu za pomocą narzędzia o stałym rozmiarze, rozmiar obróbki otworu często zależy bezpośrednio od odpowiedniego rozmiaru narzędzia, a błąd produkcyjny i zużycie narzędzia będą bezpośrednio wpływać na dokładność obróbki otworu; 3) Podczas obróbki otworów, obszar cięcia znajduje się wewnątrz przedmiotu obrabianego, warunki usuwania wiórów i rozpraszania ciepła są słabe, a dokładność obróbki i jakość powierzchni nie są łatwe do kontrolowania.

Wiercenie

Wiercenie to pierwszy proces obróbki otworów w materiałach litych, a średnica otworu wierconego jest zazwyczaj mniejsza niż 80 mm. Istnieją dwa sposoby wiercenia: jeden polega na obrocie wiertła; drugi na obrocie przedmiotu obrabianego. Błąd generowany przez te dwie metody wiercenia nie jest taki sam. W metodzie wiercenia z obrotem wiertła, ze względu na asymetrię krawędzi skrawającej i niewystarczającą sztywność wiertła oraz jego ugięcie, oś otworu będzie skośna lub nieprosta, ale otwór pozostaje zasadniczo niezmieniony. Z kolei w metodzie wiercenia z obrotem przedmiotu obrabianego ugięcie wiertła spowoduje zmianę otworu, ale oś otworu pozostanie prosta.

Do najpopularniejszych noży wiertniczych należą: wiertło spiralne, wiertło nakiełkowe, wiertło do głębokich otworów itp., przy czym najczęściej używane jest wiertło spiralne o średnicy Φ0,1–80 mm.

Ze względu na ograniczenia konstrukcyjne, niską sztywność zginania i skrętną wiertła, a także słabe centrowanie, dokładność wiercenia jest niska, zazwyczaj tylko IT13–IT11. Chropowatość powierzchni jest również duża, Ra wynosi zazwyczaj 50–12,5 μm. Jednakże, wydajność skrawania podczas wiercenia jest duża, a wydajność skrawania wysoka. Wiercenie jest wykorzystywane głównie do obróbki otworów o niskich wymaganiach jakościowych, takich jak otwory na śruby, otwory gwintowane, otwory olejowe itp. Otwory o wysokiej dokładności obróbki i wysokiej jakości powierzchni powinny być osiągane poprzez rozwiercanie, rozwiercanie, wiercenie lub szlifowanie.

Rozwiercanie

Rozwiercanie to dalsza obróbka otworu wywierconego, odlanego lub odkutego za pomocą wiertła rozwiercającego w celu powiększenia otworu i poprawy jakości obróbki. Rozwiercanie może być stosowane jako obróbka wstępna przed wykończeniem otworu lub jako obróbka końcowa otworu o niskich wymaganiach. Wiertło rozwiercające jest podobne do wiertła krętego, ale ma więcej zębów i nie posiada krawędzi poprzecznej.

W porównaniu z wierceniem, rozwiercanie charakteryzuje się następującymi cechami:

(1) liczba zębów wiertła rozwiercającego (3~8 zębów), dobre prowadzenie, cięcie jest stosunkowo stabilne; (2) wiertło rozwiercające bez krawędzi poprzecznej, warunki skrawania są dobre;

(3) Naddatek na obróbkę jest niewielki, głębokość wiercenia może być płytsza, rdzeń wiertła grubszy, a wytrzymałość i sztywność korpusu narzędzia są lepsze. Dokładność rozwiercania wynosi zazwyczaj IT11–IT10, a chropowatość powierzchni Ra wynosi 12,5–6,3 μm. Rozwiercanie jest często stosowane do obróbki otworów o mniejszych średnicach. Podczas wiercenia otworu o dużej średnicy (D ≥30 mm) często należy używać małego wiertła (o średnicy od 0,5 do 0,7 krotności otworu) do wstępnego nawiercenia, a następnie odpowiedniego wiertła do rozwiercania otworu. Może to poprawić jakość obróbki i wydajność produkcji otworu.

Oprócz obróbki otworów cylindrycznych, wiertła rozwiercające o różnych kształtach (zwane również pogłębiaczami stożkowymi) mogą być używane do obróbki różnego rodzaju otworów stożkowych i stożkowych. Przednia powierzchnia pogłębiacza stożkowego jest często wyposażona w prowadnicę, która jest prowadzona przez wyfrezowany otwór.

Rozwiercanie to jedna z metod obróbki wykończeniowej otworów, szeroko stosowana w produkcji. W przypadku mniejszych otworów rozwiercanie jest bardziej ekonomiczną i praktyczną metodą obróbki niż szlifowanie otworów i wytaczanie precyzyjne.

1. Rozwiertak

Rozwiertaki dzielą się na dwa rodzaje: ręczne i maszynowe. Rękojeść rozwiertaka ręcznego jest prosta, część robocza jest dłuższa, a funkcja prowadzenia jest lepsza. Rozwiertaki ręczne mają dwa rodzaje konstrukcji: integralną i regulowaną średnicę zewnętrzną. Rozwiertaki maszynowe mają dwa rodzaje konstrukcji z rękojeścią i tuleją. Rozwiertaki mogą obrabiać nie tylko otwory okrągłe, ale także stożkowe.

2. Proces rozwiercania i jego zastosowanie

Naddatek na rozwiercanie ma duży wpływ na jakość rozwiercania. Naddatek jest zbyt duży, obciążenie rozwiertaka jest duże, krawędź skrawająca szybko się tępi, trudno uzyskać gładką powierzchnię obróbki, a tolerancja wymiarowa jest trudna do zagwarantowania. Margines jest zbyt mały, aby usunąć ślady po nożu pozostawione przez poprzedni proces, co oczywiście nie ma wpływu na poprawę jakości obróbki otworów. Ogólnie rzecz biorąc, margines dla zawiasu zgrubnego wynosi 0,35–0,15 mm, a dla zawiasu drobnego 0,1,5–0,05 mm.

Aby uniknąć powstawania grudek wióra, rozwiercanie zazwyczaj wykonuje się przy niższej prędkości skrawania (v <8 m/min dla stali i żeliwa z użyciem rozwiertaków HSS). Wartość posuwu zależy od otworu obrabianego – im większy otwór, tym wyższa wartość posuwu. Prędkość posuwu rozwiertaków ze stali szybkotnącej do obróbki stali i żeliwa wynosi zazwyczaj 0,3–1 mm/obr.

Rozwiercanie wymaga chłodzenia, smarowania i czyszczenia odpowiednim płynem chłodząco-smarującym, aby zapobiec gromadzeniu się wiórów i na czas je usunąć. W porównaniu ze szlifowaniem i rozwiercaniem, wydajność rozwiercania jest wyższa, a dokładność otworu jest łatwo gwarantowana. Rozwiercanie nie jest jednak w stanie skorygować błędu położenia osi otworu, a dokładność położenia otworu powinna być gwarantowana przez poprzedni proces. Rozwiercanie nie nadaje się do obróbki otworów schodkowych i nieprzelotowych.

Dokładność wymiarowa rozwiercania wynosi zazwyczaj IT9–IT7, a chropowatość powierzchni Ra wynosi zazwyczaj 3,2–0,8 μm. W przypadku otworów średniej wielkości o wysokich wymaganiach precyzji (takich jak otwory precyzyjne IT7), proces wiertarka–rozwiertak–rozwiertak jest typowym schematem obróbki powszechnie stosowanym w produkcji.

Rozwiercanie to metoda obróbki, w której wstępnie przygotowany otwór jest powiększany za pomocą narzędzia skrawającego. Rozwiercanie może być wykonywane na wytaczarce lub tokarce.

1. Metoda nudna

Istnieją trzy różne metody obróbki rozwiercania.

(1) Przedmiot obrabiany obraca się, a narzędzie wykonuje ruch posuwowy

Wytaczanie na tokarce należy głównie do tej metody rozwiercania. Charakterystyka procesu to: linia osi otworu po obróbce jest zgodna z osią obrotu przedmiotu obrabianego, okrągłość otworu zależy głównie od dokładności obrotu wrzeciona obrabiarki, a błąd geometrii osiowej otworu zależy głównie od dokładności położenia kierunku posuwu narzędzia względem osi obrotu przedmiotu obrabianego. Ta metoda rozwiercania nadaje się do obróbki otworów o współosiowości na powierzchni okręgu zewnętrznego.

(2) Narzędzie obraca się, a przedmiot obrabiany jest podawany

Wrzeciono wytaczarki napędza narzędzie wiertnicze, które się obraca, a stół napędza przedmiot obrabiany, który jest podawany.

(3) Narzędzie obraca się i wykonuje ruch posuwowy

W tej metodzie rozwiercania, zmienia się długość wysięgu wytaczadła, zmienia się również siła odkształcenia wytaczadła, otwór w pobliżu wrzeciennika jest duży, a otwór w odległości od wrzeciennika jest mały, tworząc otwór stożkowy. Ponadto, wraz ze wzrostem długości wysięgu wytaczadła, wzrasta również odkształcenie zginające wału głównego spowodowane jego własnym ciężarem, a oś obrabianego otworu będzie miała odpowiednie ugięcie. Ta metoda rozwiercania nadaje się wyłącznie do obróbki krótkich otworów.

2. Wiercenie diamentowe

W porównaniu z tradycyjnym rozwiercaniem, rozwiercanie diamentowe charakteryzuje się niewielkim nacinaniem wstecznym, małym posuwem i wysoką prędkością skrawania. Pozwala uzyskać wysoką dokładność obróbki (IT7–IT6) i bardzo gładką powierzchnię (Ra 0,4–0,05 μm). Rozwiercanie diamentowe było pierwotnie wykonywane za pomocą diamentowych narzędzi wiertniczych, a obecnie powszechnie stosuje się narzędzia z węglika spiekanego, CBN i diamentu syntetycznego. Jest ono stosowane głównie do obróbki metali nieżelaznych, ale może być również stosowane do obróbki żeliwa i stali.

Najczęściej stosowane parametry skrawania podczas rozwiercania diamentowego to: rozwiercanie wstępne 0,2~0,6 mm i rozwiercanie końcowe 0,1 mm; Prędkość posuwu wynosi 0,01~0,14 mm/obr.; Prędkość skrawania wynosi 100~250 m/min podczas obróbki żeliwa, 150~300 m/min podczas obróbki stali i 300~2000 m/min podczas obróbki metali nieżelaznych.

Aby zapewnić wysoką dokładność obróbki i jakość powierzchni za pomocą wytaczarki diamentowej, obrabiarka (wytaczarka diamentowa) musi mieć wysoką dokładność geometryczną i sztywność, główny wał obrabiarki podtrzymuje powszechnie stosowane precyzyjne łożysko kulkowe skośne lub łożysko ślizgowe o ciśnieniu statycznym, a szybkoobrotowe części muszą być dokładnie wyważone. Ponadto ruch mechanizmu posuwowego musi być bardzo płynny, aby zapewnić płynny ruch posuwowy stołu przy niskiej prędkości.

Jakość obróbki metodą wytaczania diamentowego jest dobra, wydajność produkcji wysoka, a samo narzędzie jest szeroko stosowane w końcowej obróbce precyzyjnych otworów w produkcji masowej, takich jak otwory cylindra silnika, otwory sworznia tłokowego czy otwory wału głównego w obudowie wrzeciona obrabiarki. Należy jednak pamiętać, że podczas obróbki metali żelaznych metodą wytaczania diamentowego można stosować wyłącznie narzędzia wytaczarskie wykonane z węglika spiekanego i CBN, a nie diamentowe, ponieważ atomy węgla w diamencie wykazują duże powinowactwo z pierwiastkami z grupy żelaza, co skraca żywotność narzędzia.

3. Narzędzie do wiercenia

Narzędzia do wytaczania można podzielić na narzędzia do wytaczania jednoostrzowego i narzędzia do wytaczania dwuostrzowego.

4. Charakterystyka procesu rozwiercania i zakres zastosowań

W porównaniu z procesem wiercenia, rozszerzania i rozwiercania, rozmiar otworu nie jest ograniczony rozmiarem narzędzia, a rozwiercanie ma silne możliwości korekcji błędów. Błąd odchylenia pierwotnej osi otworu można skorygować poprzez wielokrotne cięcie. Rozwiercanie może również zachować wyższą dokładność położenia dzięki powierzchni pozycjonującej.

W porównaniu z zewnętrznym okręgiem rozwiercania, ze względu na słabą sztywność układu belki narzędziowej, duże odkształcenia, słabe odprowadzanie ciepła i warunki usuwania wiórów, odkształcenia na gorąco przedmiotu obrabianego i narzędzia są stosunkowo duże, a jakość obróbki i wydajność produkcji rozwiercania nie są tak wysokie, jak w przypadku zewnętrznego okręgu samochodu.

Podsumowując, zakres obróbki metodą rozwiercania jest szeroki i umożliwia obróbkę otworów o różnych średnicach i różnym poziomie precyzji. W przypadku otworów i układów otworów o dużej aperturze, wysokich wymaganiach dotyczących wymiarów i dokładności położenia, rozwiercanie jest praktycznie jedyną metodą obróbki. Dokładność obróbki metodą rozwiercania wynosi IT9–IT7. Rozwiercanie można wykonywać na wytaczarce, tokarce, frezarce i innych obrabiarkach, co zapewnia elastyczność i jest szeroko stosowane w produkcji. W produkcji masowej często stosuje się matryce wytaczarskie w celu zwiększenia wydajności rozwiercania.

1. Zasada honowania i głowica honująca

Honowanie to metoda obróbki wykańczającej otworu za pomocą głowicy honującej z prętem szlifierskim (osełką). Podczas honowania przedmiot obrabiany jest nieruchomy, a głowica honująca jest obracana przez wrzeciono obrabiarki i porusza się po linii prostej, posuwisto-zwrotnej. Podczas honowania taśma szlifierska działa na powierzchnię przedmiotu obrabianego z określoną siłą nacisku, skrawając z niej niezwykle cienką warstwę materiału. Aby ruch ścierniwa nie powtarzał się, liczba obrotów na minutę w ruchu obrotowym głowicy honującej i liczba ruchów posuwisto-zwrotnych głowicy honującej powinny być równe.

Kąt poprzeczny toru honowania jest powiązany z prędkością posuwisto-zwrotną i prędkością obrotową głowicy honującej, a wielkość kąta wpływa na jakość i wydajność obróbki. Aby ułatwić odprowadzanie odłamków ściernych i wiórów, obniżyć temperaturę skrawania i poprawić jakość obróbki, podczas honowania należy stosować odpowiednią ilość chłodziwa.

Aby zapewnić równomierną obróbkę ścianki otworu, skok ostrza szlifierki na obu końcach otworu musi przekraczać odcinek przesuwu. Aby zapewnić równomierny naddatek honowania i zmniejszyć wpływ błędu obrotu wrzeciona na dokładność obróbki, najczęściej stosuje się połączenie pływające między głowicą honującą a wrzecionem obrabiarki.

Regulacja rozszerzalności promieniowej pręta szlifierskiego głowicy honującej może mieć różne formy konstrukcyjne, takie jak ręczna, pneumatyczna i hydrauliczna.

2. Charakterystyka procesu honowania i zakres zastosowań

(1) honowanie pozwala uzyskać wyższą dokładność wymiarową i dokładność kształtu. Dokładność obróbki wynosi IT7~IT6. Błąd okrągłości i walcowości otworu można kontrolować w podanym zakresie. Honowanie nie poprawia jednak dokładności położenia obrabianego otworu.

(2) Honowanie pozwala uzyskać wyższą jakość powierzchni, chropowatość powierzchni Ra wynosi 0,2~0,25 μm, głębokość warstwy defektów metamorficznych metalu powierzchniowego jest bardzo mała i wynosi 2,5~25 μm.

(3) W porównaniu z prędkością szlifowania, prędkość obrotowa głowicy honującej nie jest wysoka (vc = 16~60 m/min), ale ze względu na dużą powierzchnię styku między szlifierką a przedmiotem obrabianym, prędkość posuwisto-zwrotna jest stosunkowo wysoka (va = 8~20 m/min), więc honowanie nadal charakteryzuje się wysoką wydajnością.

Honowanie jest powszechnie stosowane przy obróbce otworów cylindrów silników i precyzyjnych otworów w różnych urządzeniach hydraulicznych w dużej ilości produkowanej masowo. Za pomocą tej metody można obrabiać głębokie otwory o stosunku długości do średnicy większym niż 10. Jednakże honowanie nie nadaje się do obróbki otworów w przedmiotach obrabianych z metali nieżelaznych o dużej plastyczności ani do obróbki otworów z rowkami wpustowymi, otworami wielowypustowymi itp.

1. Przeciągaj i przeciągaj

Ciągnienie to wysokowydajna metoda wykańczania, wykonywana na przeciągarce ze specjalnym przeciągaczem. Przeciągarki dzielą się na przeciągarki poziome i pionowe. Przeciągarka pozioma jest najpopularniejsza.

Przeciąganie wykorzystuje wyłącznie ruch liniowy o niskiej prędkości (ruch główny). Liczba zębów przeciągacza pracujących jednocześnie powinna wynosić co najmniej 3, w przeciwnym razie przeciągacz będzie niestabilny i łatwo o powstawanie pofałdowań pierścieniowych na powierzchni przedmiotu obrabianego. Aby uniknąć generowania zbyt dużej siły przeciągania i pęknięcia przeciągacza, liczba zębów przeciągacza pracujących jednocześnie nie powinna przekraczać 6–8.

Istnieją trzy różne metody przeciągania, które opisano poniżej:

(1) Przeciąganie warstwowe

Ta metoda przeciągania charakteryzuje się tym, że przeciągacz nacina naddatek obrabianego przedmiotu warstwa po warstwie, sekwencyjnie. Aby ułatwić łamanie wiórów, zęby frezu są szlifowane z przeplatanymi rowkami wiórowymi. Przeciągacz zaprojektowany zgodnie z metodą przeciągania warstwowego nazywany jest przeciągaczem zwykłym.

(2) przeciąganie bloków

Cechą charakterystyczną tej metody przeciągania jest to, że każda warstwa metalu na obrabianej powierzchni jest przecinana przez zestaw zębów narzędzia, które są zasadniczo tej samej wielkości, ale są ze sobą splecione (zwykle każdy zestaw składa się z 2-3 zębów narzędzia). Każdy ząb przecina tylko część warstwy metalu. Przeciągacz zaprojektowany metodą blokową nazywa się przeciągaczem obrotowym.

(3) Przeciąganie kompleksowe

W ten sposób koncentrują się zalety przeciągania warstwowego i blokowego. Przeciąganie blokowe jest stosowane w części zgrubnej, a przeciąganie warstwowe w części precyzyjnej. W ten sposób można skrócić długość przeciągacza, zwiększyć wydajność i uzyskać lepszą jakość powierzchni. Przeciągacz zaprojektowany zgodnie z metodą przeciągania kompleksowego nazywany jest przeciągaczem kompleksowym.

2. Charakterystyka procesu i zakres zastosowań otworów ciągnionych

(1) Przeciągacz jest narzędziem wieloostrzowym, które umożliwia wykonanie obróbki zgrubnej, wykańczającej i wykańczającej otworu w jednej sekwencji podczas jednego przeciągania, co zapewnia wysoką wydajność produkcji.

(2) Dokładność rysowania zależy głównie od dokładności przeciągacza. W normalnych warunkach dokładność rysowania może osiągnąć IT9~IT7, a chropowatość powierzchni Ra może osiągnąć 6,3~ 1,6 μm.

(3) Podczas wyciągania otworu, przedmiot obrabiany jest pozycjonowany przez sam wycięty otwór (przednia część przeciągacza jest elementem pozycjonującym przedmiot obrabiany), a otwór do wyciągania nie jest łatwy do zapewnienia wzajemnej dokładności położenia otworu i innych powierzchni; W przypadku obróbki części obrotowych, których wewnętrzne i zewnętrzne powierzchnie kołowe mają wymagania współosiowości, często konieczne jest najpierw wyciągnięcie otworów, a następnie obróbka innych powierzchni z otworami jako punktem odniesienia pozycjonującego.

(4) Przeciągacz może obrabiać nie tylko otwory okrągłe, ale także otwory formujące i otwory wielowypustowe.

(5) przeciągacz jest narzędziem o stałym rozmiarze, złożonym kształcie, drogim, nieodpowiednim do obróbki dużych otworów.

Otwory ciągnione są powszechnie stosowane w masowej produkcji do obróbki otworów w małych i średnich częściach o średnicy 10~80 mm i głębokości otworu nie większej niż 5-krotność otworu.

Firma Honscn Precision Technology Co., LTD. oferuje szeroki zakres procesów obróbczych, w tym odlewnictwo elementów metalowych, precyzyjne elementy metalowe, toczenie i frezowanie rewolwerowe, złożoną obróbkę oraz złożoną obróbkę rdzeni metodą kroczącą. Nasze produkty są szeroko stosowane w motoryzacji, motocyklach, komunikacji, chłodnictwie, optyce, sprzęcie AGD, mikroelektronice, narzędziach pomiarowych, sprzęcie wędkarskim, instrumentach, elektronice i innych branżach, zaspokajając ich potrzeby w zakresie części. Skontaktuj się z nami