Métodos de mecanizado

TORNEADO

Durante el torneado, la pieza de trabajo gira para formar el movimiento de corte principal.Cuando la herramienta se mueve a lo largo del eje de rotación paralelo, se forman las superficies cilíndricas interior y exterior.La herramienta se mueve a lo largo de una línea oblicua que se cruza con el eje para formar una superficie cónica.En un torno de perfilado o un torno CNC, la herramienta se puede controlar para avanzar a lo largo de una curva para formar una superficie específica de revolución.Usando una herramienta de torneado de formación, la superficie giratoria también se puede procesar durante el avance lateral.El torneado también puede procesar superficies roscadas, planos finales y ejes excéntricos.La precisión de giro es generalmente IT8-IT7 y la rugosidad de la superficie es de 6,3-1,6 μm.Al terminar, puede alcanzar IT6-IT5 y la rugosidad puede alcanzar 0,4-0,1 μm.El torneado tiene una mayor productividad, un proceso de corte más suave y herramientas más simples.

MOLIENDA
El principal movimiento de corte es la rotación de la herramienta.Durante el fresado horizontal, la formación del plano está formada por el borde en la superficie exterior de la fresa.En el fresado de extremos, el plano está formado por el borde de la cara frontal de la fresa.El aumento de la velocidad de rotación de la fresa puede lograr velocidades de corte más altas y, por lo tanto, una mayor productividad.Sin embargo, debido al corte y corte de los dientes de la fresa, se forma el impacto y el proceso de corte es propenso a la vibración, lo que limita la mejora de la calidad de la superficie.Este impacto también agrava el desgaste de la herramienta, lo que a menudo conduce al astillamiento del inserto de carburo.En general, cuando se corta la pieza de trabajo, se puede obtener una cierta cantidad de enfriamiento, por lo que las condiciones de disipación de calor son mejores.De acuerdo con la misma u opuesta dirección de la velocidad de movimiento principal y la dirección de avance de la pieza de trabajo durante el fresado, se divide en fresado descendente y fresado ascendente.
1. Fresado de subida
La fuerza del componente horizontal de la fuerza de fresado es la misma que la dirección de avance de la pieza de trabajo.Generalmente, hay un espacio entre el tornillo de alimentación de la mesa de la pieza de trabajo y la tuerca fija.Por lo tanto, la fuerza de corte puede causar fácilmente que la pieza de trabajo y la mesa se muevan juntas hacia adelante, provocando que la velocidad de avance sea repentina.aumentar, provocando un cuchillo.Al fresar piezas de trabajo con superficies duras, como piezas fundidas o forjadas, los dientes de la fresa descendente hacen contacto primero con la piel dura de la pieza de trabajo, lo que agrava el desgaste de la fresa.
2. Fresado ascendente
Puede evitar el fenómeno de movimiento que ocurre durante el fresado.Durante el fresado ascendente, el grosor del corte aumenta gradualmente desde cero, por lo que el filo de corte comienza a experimentar un período de compresión y deslizamiento sobre la superficie mecanizada endurecida por corte, lo que acelera el desgaste de la herramienta.Al mismo tiempo, durante el fresado ascendente, la fuerza de fresado levanta la pieza de trabajo, lo que es fácil de causar vibraciones, lo cual es una desventaja del fresado ascendente.
La precisión de mecanizado del fresado generalmente puede alcanzar IT8-IT7, y la rugosidad de la superficie es de 6,3-1,6 μm.
El fresado ordinario generalmente solo puede procesar superficies planas, y las fresas de formación también pueden procesar superficies curvas fijas.La fresadora CNC puede usar software para controlar varios ejes que se vincularán de acuerdo con una cierta relación a través del sistema CNC para fresar superficies curvas complejas.En este momento, generalmente se usa una fresa de punta esférica.Las fresadoras CNC son de particular importancia para el mecanizado de piezas de trabajo con formas complejas, como palas de maquinaria impulsora, núcleos y cavidades de moldes.

CEPILLADO
Al cepillar, el movimiento lineal alternativo de la herramienta es el principal movimiento de corte.Por lo tanto, la velocidad de cepillado no puede ser demasiado alta y la productividad es baja.El cepillado es más estable que el fresado, y su precisión de mecanizado generalmente puede alcanzar IT8-IT7, la rugosidad de la superficie es Ra6.3-1.6μm, la planitud del cepillado de precisión puede alcanzar 0.02/1000 y la rugosidad de la superficie es de 0.8-0.4μm.

MOLIENDA

El rectificado procesa la pieza de trabajo con una muela abrasiva u otras herramientas abrasivas, y su movimiento principal es la rotación de la muela abrasiva.El proceso de rectificado de la muela abrasiva es en realidad el efecto combinado de las tres acciones de las partículas abrasivas sobre la superficie de la pieza de trabajo: corte, grabado y deslizamiento.Durante el esmerilado, las partículas abrasivas en sí mismas se vuelven gradualmente desafiladas por el filo, lo que empeora el efecto de corte y aumenta la fuerza de corte.Cuando la fuerza de corte excede la fuerza del adhesivo, los granos abrasivos redondos y opacos se caen, exponiendo una nueva capa de granos abrasivos, formando el "autoafilado" de la muela abrasiva.Pero las virutas y las partículas abrasivas aún pueden obstruir la rueda.Por lo tanto, después de rectificar durante un cierto período de tiempo, es necesario revestir la muela abrasiva con una herramienta de torneado de diamante.
Al moler, debido a que hay muchas cuchillas, el procesamiento es estable y de alta precisión.La rectificadora es una máquina herramienta de acabado, la precisión de rectificado puede alcanzar IT6-IT4 y la rugosidad superficial Ra puede alcanzar 1,25-0,01 μm, o incluso 0,1-0,008 μm.Otra característica de la molienda es que puede procesar materiales metálicos endurecidos.Por lo tanto, a menudo se usa como el paso final de procesamiento.Durante el rectificado, se genera una gran cantidad de calor y se requiere suficiente fluido de corte para el enfriamiento.Según las diferentes funciones, el rectificado también se puede dividir en rectificado cilíndrico, rectificado de agujeros internos, rectificado plano, etc.

TALADRADO y MANDRINADO

En una máquina perforadora, la rotación de un orificio con una broca es el método más común de mecanizado de orificios.La precisión de mecanizado de la perforación es baja, generalmente solo alcanza IT10, y la rugosidad de la superficie es generalmente de 12,5 a 6,3 μm.Después de la perforación, el escariado y el escariado se utilizan a menudo para el semiacabado y el acabado.El taladro de escariado se usa para escariar y la herramienta de escariado se usa para escariar.La precisión de escariado es generalmente IT9-IT6 y la rugosidad de la superficie es Ra1.6-0.4μm.Al escariar y escariar, la broca y el escariador generalmente siguen el eje del orificio inferior original, lo que no puede mejorar la precisión posicional del orificio.Boring corrige la posición del agujero.El mandrinado se puede hacer en una máquina mandrinadora o en un torno.Al perforar en una máquina perforadora, la herramienta de perforación es básicamente la misma que la herramienta de torneado, excepto que la pieza de trabajo no se mueve y la herramienta de perforación gira.La precisión de mecanizado de perforación es generalmente IT9-IT7, y la rugosidad de la superficie es Ra6.3-0.8mm..
Torno de perforación

PROCESAMIENTO DE SUPERFICIE DENTAL

Los métodos de mecanizado de la superficie del diente del engranaje se pueden dividir en dos categorías: método de formación y método de generación.La máquina herramienta utilizada para procesar la superficie del diente mediante el método de formación es generalmente una fresadora ordinaria, y la herramienta es una fresa de formación, que requiere dos movimientos de formación simples: el movimiento de rotación de la herramienta y el movimiento lineal.Las máquinas herramienta de uso común para procesar superficies de dientes mediante el método de generación incluyen máquinas talladoras de engranajes y máquinas formadoras de engranajes.

PROCESAMIENTO COMPLEJO DE SUPERFICIES

 
El mecanizado de superficies curvas tridimensionales adopta principalmente los métodos de fresado de copia y fresado CNC o métodos de procesamiento especiales (ver Sección 8).El fresado de copias debe tener un prototipo como maestro.Durante el procesamiento, la cabeza perfiladora de la cabeza esférica siempre está en contacto con la superficie del prototipo con una cierta presión.El movimiento del cabezal de perfilado se transforma en inductancia, y la amplificación del procesamiento controla el movimiento de los tres ejes de la fresadora, formando la trayectoria del cabezal de corte que se mueve a lo largo de la superficie curva.Las fresas utilizan principalmente fresas de punta esférica con el mismo radio que el cabezal de perfilado.El surgimiento de la tecnología de control numérico proporciona un método más eficaz para el mecanizado de superficies.Cuando se mecaniza en una fresadora CNC o en un centro de mecanizado, se procesa con una fresa de punta esférica de acuerdo con el valor de las coordenadas punto por punto.La ventaja de usar un centro de mecanizado para procesar superficies complejas es que hay un almacén de herramientas en el centro de mecanizado, equipado con docenas de herramientas.Para el desbaste y acabado de superficies curvas, se pueden utilizar diferentes herramientas para diferentes radios de curvatura de superficies cóncavas, y también se pueden seleccionar las herramientas apropiadas.Al mismo tiempo, se pueden mecanizar varias superficies auxiliares como agujeros, roscas, ranuras, etc. en una sola instalación.Esto garantiza completamente la precisión posicional relativa de cada superficie.

PROCESAMIENTO ESPECIAL

El método de procesamiento especial se refiere a un término general para una serie de métodos de procesamiento que son diferentes de los métodos de corte tradicionales y utilizan métodos químicos, físicos (electricidad, sonido, luz, calor, magnetismo) o electroquímicos para procesar los materiales de la pieza de trabajo.Estos métodos de maquinado incluyen: maquinado químico (CHM), maquinado electroquímico (ECM), maquinado electroquímico (ECMM), maquinado por descarga eléctrica (EDM), maquinado por contacto eléctrico (RHM), maquinado ultrasónico (USM), maquinado por rayo láser (LBM), Mecanizado por haz de iones (IBM), Mecanizado por haz de electrones (EBM), Mecanizado por plasma (PAM), Mecanizado electrohidráulico (EHM), Mecanizado por flujo abrasivo (AFM), Mecanizado por chorro abrasivo (AJM), Mecanizado por chorro de líquido (HDM)) y Varios procesamiento compuesto.

1. electroerosión
EDM es utilizar la alta temperatura generada por la descarga de chispa instantánea entre el electrodo de la herramienta y el electrodo de la pieza de trabajo para erosionar el material de la superficie de la pieza de trabajo para lograr el mecanizado.Las máquinas herramienta EDM generalmente se componen de una fuente de alimentación de pulso, un mecanismo de alimentación automática, un cuerpo de máquina herramienta y un sistema de filtrado de circulación de fluido de trabajo.La pieza de trabajo se fija en la mesa de la máquina.La fuente de alimentación de impulsos proporciona la energía necesaria para el procesamiento y sus dos polos están conectados respectivamente al electrodo de la herramienta y a la pieza de trabajo.Cuando el electrodo de la herramienta y la pieza de trabajo se acercan en el fluido de trabajo impulsado por el mecanismo de alimentación, el voltaje entre los electrodos rompe el espacio para generar una descarga de chispa y liberar una gran cantidad de calor.Después de que la superficie de la pieza de trabajo absorbe calor, alcanza una temperatura muy alta (superior a 10000 °C), y su material local se graba debido a la fusión o incluso a la gasificación, formando un pequeño hoyo.El sistema de filtración de circulación del fluido de trabajo obliga al fluido de trabajo limpio a pasar a través del espacio entre el electrodo de la herramienta y la pieza de trabajo a cierta presión, para eliminar los productos de corrosión galvánica a tiempo y filtrar los productos de corrosión galvánica del fluido de trabajo.Como resultado de múltiples descargas, se produce una gran cantidad de picaduras en la superficie de la pieza de trabajo.El electrodo de la herramienta desciende continuamente bajo el impulso del mecanismo de alimentación, y su forma de contorno se "copia" en la pieza de trabajo (aunque el material del electrodo de la herramienta también se erosionará, su velocidad es mucho menor que la del material de la pieza de trabajo).Máquina herramienta EDM para mecanizar piezas de trabajo correspondientes con herramientas de electrodos de forma especial
① Procesamiento de materiales conductores duros, quebradizos, tenaces, blandos y de alto punto de fusión;
②Procesamiento de materiales semiconductores y materiales no conductores;
③ Procese varios tipos de orificios, orificios curvos y orificios diminutos;
④ Procese varias cavidades curvas tridimensionales, como troqueles de forja, troqueles de fundición a presión y troqueles de plástico;
⑤Se utiliza para cortar, cortar, fortalecer superficies, grabar, imprimir placas de identificación y marcas, etc.
Máquina herramienta de electroerosión por hilo para mecanizar piezas de trabajo con forma de perfil 2D con electrodos de hilo

2. Mecanizado electrolítico
El mecanizado electrolítico es un método para formar piezas de trabajo utilizando el principio electroquímico de disolución anódica de metales en electrolitos.La pieza de trabajo está conectada al polo positivo de la fuente de alimentación de CC, la herramienta está conectada al polo negativo y se mantiene un pequeño espacio (0,1 mm ~ 0,8 mm) entre los dos polos.El electrolito con cierta presión (0.5MPa～2.5MPa) fluye a través del espacio entre los dos polos a una alta velocidad de 15m/s～60m/s).Cuando el cátodo de la herramienta se alimenta continuamente a la pieza de trabajo, en la superficie de la pieza de trabajo que mira hacia el cátodo, el material metálico se disuelve continuamente de acuerdo con la forma del perfil del cátodo, y el electrolito de alta velocidad elimina los productos de electrólisis, por lo tanto, la forma del perfil de la herramienta se "copia" en la pieza de trabajo.
①El voltaje de trabajo es pequeño y la corriente de trabajo es grande;
② Procese un perfil o cavidad de forma compleja a la vez con un simple movimiento de avance;
③ Puede procesar materiales difíciles de procesar;
④ Alta productividad, alrededor de 5 a 10 veces la de EDM;
⑤ No hay fuerza de corte mecánica ni calor de corte durante el procesamiento, lo cual es adecuado para el procesamiento de piezas de paredes delgadas o que se deforman fácilmente;
⑥La tolerancia de mecanizado promedio puede alcanzar alrededor de ±0,1 mm;
⑦ Hay muchos equipos auxiliares que cubren un área grande y de alto costo;
⑧El electrolito no solo corroe la máquina herramienta, sino que también contamina fácilmente el medio ambiente.El mecanizado electroquímico se utiliza principalmente para procesar orificios, cavidades, perfiles complejos, orificios profundos de pequeño diámetro, estriado, desbarbado y grabado.

3. Procesamiento láser
El procesamiento láser de la pieza de trabajo se completa con una máquina de procesamiento láser.Las máquinas de procesamiento láser generalmente se componen de láseres, fuentes de alimentación, sistemas ópticos y sistemas mecánicos.Los láseres (láseres de estado sólido y láseres de gas de uso común) convierten la energía eléctrica en energía luminosa para generar los rayos láser necesarios, que se enfocan mediante un sistema óptico y luego se irradian sobre la pieza de trabajo para su procesamiento.La pieza de trabajo se fija en la mesa de trabajo de precisión de tres coordenadas, la cual es controlada y conducida por el sistema de control numérico para completar el movimiento de avance requerido para el procesamiento.
①No se requieren herramientas de mecanizado;
②La densidad de potencia del rayo láser es muy alta y puede procesar casi cualquier material metálico y no metálico que sea difícil de procesar;
③ El procesamiento con láser es un procesamiento sin contacto y la pieza de trabajo no se deforma por la fuerza;
④La velocidad de perforación y corte por láser es muy alta, el material alrededor de la pieza de procesamiento apenas se ve afectado por el calor de corte y la deformación térmica de la pieza de trabajo es muy pequeña.
⑤ La ranura de corte por láser es estrecha y la calidad del filo es buena.El procesamiento láser se ha utilizado ampliamente en troqueles de trefilado de diamantes, cojinetes de gemas de relojes, revestimientos porosos de punzones refrigerados por aire divergentes, procesamiento de orificios pequeños de boquillas de inyección de combustible de motores, álabes de motores aeronáuticos, etc., así como el corte de varios materiales metálicos. y materiales no metálicos..

4. Procesamiento ultrasónico
El mecanizado ultrasónico es un método en el que la cara final de la herramienta que vibra con frecuencia ultrasónica (16 KHz ~ 25 KHz) impacta el abrasivo suspendido en el fluido de trabajo, y las partículas abrasivas impactan y pulen la superficie de la pieza de trabajo para realizar el mecanizado de la pieza de trabajo. .El generador ultrasónico convierte la energía eléctrica de CA de frecuencia industrial en oscilación eléctrica de frecuencia ultrasónica con una cierta potencia de salida, y convierte la oscilación eléctrica de frecuencia ultrasónica en vibración mecánica ultrasónica a través del transductor.～0,01 mm se amplía a 0,01～0,15 mm, lo que hace que la herramienta vibre.La cara final de la herramienta impacta las partículas abrasivas suspendidas en el fluido de trabajo en la vibración, de modo que continuamente golpea y pule la superficie a mecanizar a alta velocidad, y tritura el material en el área de procesamiento en partículas muy finas y golpea abajo.Aunque hay muy poco material en cada golpe, todavía hay una cierta velocidad de procesamiento debido a la alta frecuencia de golpes.Debido al flujo circulante del fluido de trabajo, las partículas de material que han sido golpeadas se eliminan con el tiempo.A medida que la herramienta se inserta progresivamente, su forma se "copia" en la pieza de trabajo.
Cuando se procesan materiales difíciles de cortar, la vibración ultrasónica a menudo se combina con otros métodos de procesamiento para el procesamiento de compuestos, como el torneado ultrasónico, el rectificado ultrasónico, el mecanizado electrolítico ultrasónico y el corte de alambre ultrasónico.Estos métodos de procesamiento de compuestos combinan dos o incluso más métodos de procesamiento, que pueden complementar las fortalezas de cada uno y mejorar significativamente la eficiencia del procesamiento, la precisión del procesamiento y la calidad de la superficie de la pieza de trabajo.

LA ELECCIÓN DEL MÉTODO DE PROCESAMIENTO

La selección del método de procesamiento considera principalmente la forma de la superficie de la pieza, los requisitos de precisión dimensional y precisión posicional, los requisitos de rugosidad de la superficie, así como las máquinas herramienta, herramientas y otros recursos existentes, el lote de producción, la productividad y el análisis económico y técnico. y otros factores.
Rutas de mecanizado para superficies típicas
1. La ruta de mecanizado de la superficie exterior.

• 1. Torneado en bruto→semiacabado→acabado:

Se puede procesar el círculo exterior IT≥IT7, ▽≥0.8 más utilizado y satisfactorio

• 2. Torneado en bruto → torneado en semiacabado → rectificado en bruto → rectificado fino:

Se utiliza para metales ferrosos con requisitos de enfriamiento rápido IT≥IT6, ▽≥0.16.

• 3. Torneado en bruto → torneado de semiacabado → torneado de acabado → torneado de diamante:

Para metales no ferrosos, superficies externas que no son aptas para rectificar.

• 4. Torneado en bruto → semiacabado → rectificado en bruto → rectificado fino → rectificado, superacabado, rectificado con cinta, rectificado de espejo o pulido para un acabado posterior sobre la base de 2.

El propósito es reducir la rugosidad y mejorar la precisión dimensional, la forma y la precisión de la posición.

2. La ruta de procesamiento del agujero.

• 1. Taladro → extracción brusca → extracción fina:

Se utiliza para el procesamiento de orificios internos, orificios de llave única y orificios estriados para la producción en masa de piezas de manguitos de disco, con una calidad de procesamiento estable y una alta eficiencia de producción.

• 2. Taladrar→Expandir→Escariar→Escariar a mano:

Se utiliza para procesar orificios pequeños y medianos, corregir la precisión de la posición antes del escariado y escariar para garantizar el tamaño, la precisión de la forma y la rugosidad de la superficie.

• 3. Taladrado o mandrinado en desbaste → mandrinado de semiacabado → mandrinado fino → mandrinado flotante o mandrinado con diamante

solicitud:
1) Procesamiento de poros de caja en producción de lotes pequeños de una sola pieza.
2) Procesamiento de orificios con altos requisitos de precisión posicional.
3) El orificio con un diámetro relativamente grande tiene más de 80 mm y ya hay orificios fundidos o forjados en la pieza en bruto.
4) Los metales no ferrosos tienen perforaciones de diamante para garantizar su tamaño, forma y precisión de posición y los requisitos de rugosidad de la superficie

• 4. /Perforación (mandrinado en desbaste) rectificado en bruto → semiacabado → rectificado fino → rectificado o rectificado

Aplicación: mecanizado de piezas templadas o mecanizado de agujeros con requisitos de alta precisión.
ilustrar:
1) La precisión de mecanizado final del agujero depende en gran medida del nivel del operador.
2) Se utilizan métodos de procesamiento especiales para el procesamiento de orificios extra pequeños.

3. ruta de procesamiento del avión

• 1. Fresado en bruto→semiacabado→acabado→fresado de alta velocidad

Comúnmente utilizado en el procesamiento de planos, dependiendo de los requisitos técnicos de precisión y rugosidad de la superficie procesada, el proceso se puede organizar de manera flexible.

• 2. / cepillado en bruto → cepillado semifino → cepillado fino → cepillado fino con cuchillo ancho, raspado o pulido

Es ampliamente utilizado y tiene baja productividad.A menudo se utiliza en el procesamiento de superficies estrechas y largas.La disposición del proceso final también depende de los requisitos técnicos de la superficie mecanizada.

• 3. Fresado (cepillado) → semiacabado (cepillado) → rectificado basto → rectificado fino → rectificado, rectificado de precisión, rectificado de cinta, pulido

La superficie mecanizada se apaga y el proceso final depende de los requisitos técnicos de la superficie mecanizada.

• 4. tirar → tiro fino

La producción de alto volumen tiene superficies estriadas o escalonadas.

• 5. Torneado→Torneado de semiacabado→Torneado de acabado→Torneado de diamante

Mecanizado plano de piezas de metales no ferrosos.