Les broques, com a eines de tall més comunes en el mecanitzat de forats, s'utilitzen àmpliament en la fabricació mecànica, especialment per a la mecanització de forats en peces com ara dispositius de refrigeració, làmines de tubs d'equips de generació d'energia i generadors de vapor. La seva aplicació és especialment extensa i important.
I. Característiques de la perforació
Les broques solen tenir dues vores de tall principals. Durant el mecanitzat, la broca talla mentre gira. L'angle de rasclet de la broca augmenta des de l'eix central fins a la vora exterior; la velocitat de tall és més alta més a prop del cercle exterior i disminueix cap al centre, arribant a zero al centre de gir. La vora del cisell de la broca es troba prop de l'eix central de rotació. Té un gran angle de rasclet secundari, sense espai d'encenall i una velocitat de tall baixa, generant així una resistència axial important. Si la vora del cisell es rectifica de tipus A o C segons DIN 1414, la vora de tall prop de l'eix central tindrà un angle de rasclet positiu, que pot reduir la resistència al tall i millorar significativament el rendiment de tall.
Les broques es poden classificar en molts tipus en funció de la forma, el material, l'estructura i la funció de la peça, com ara broques d'acer d'alta{0}}velocitat (broques giratòries, broques de múltiples-forats, broques planes), broques de carbur sòlid, broques de forats poc profunds indexables, broques de forats profunds, trepans de capçal intercambiables i broques intercambiables.
II. Trencament i eliminació d'encenalls
El tall del trepant es produeix a l'espai confinat d'un forat i les estelles s'han d'eliminar a través de les ranures de tall de la broca. Per tant, la forma de l'encenall afecta molt el rendiment de tall de la broca. Les formes habituals d'encenall inclouen encenalls de flocs, encenalls tubulars, encenalls de-agulla, encenalls d'espiral còniques, encenalls de-cintes, encenalls-de ventall i encenalls en pols.
La clau de la perforació: control d'encenalls
Quan la forma del xip és inadequada, es produiran els problemes següents:
① Les estelles fines obstrueixen les ranures de tall, afectant la precisió de la perforació, reduint la vida útil de la perforació i fins i tot causant trencaments de la broca (p. ex., estelles en pols, encenalls en forma de ventilador, etc.);
② Les fitxes llargues s'emboliquen al voltant de la broca, dificultant el funcionament, causant trencament de la broca o evitant que el fluid de tall entri al forat (p. ex., encenalls en espiral, encenalls de cintes, etc.).
Com resoldre el problema de la forma inadequada del xip:
① Els mètodes com l'augment de la velocitat d'alimentació, l'alimentació intermitent, l'-reafilat de la vora del cisell i la instal·lació de trencaclosques es poden utilitzar individualment o combinats per millorar el trencament i l'eliminació d'encenalls, eliminant els problemes causats per les estelles.
② Es poden utilitzar trepans-de trencament d'encenalls especialitzats. Per exemple, si s'afegeix una vora de trencament d'encenall dissenyat-a les ranures del trepant, els encenalls es trenquen en fragments que s'eliminen més fàcilment. Els fragments es descarreguen suaument al llarg de les ranures, evitant l'obstrucció. Per tant, les noves broques-de trencament d'encenalls aconsegueixen un efecte de tall molt més suau que les broques tradicionals.
Simultàniament, els encenalls metàl·lics curts i fragmentats faciliten el flux de refrigerant a la punta del trepant, millorant encara més la dissipació de calor i el rendiment de tall durant el mecanitzat. A més, com que la vora de trencament-de l'encenall recentment afegit penetra tota la ranura de la broca, conserva la seva forma i funció fins i tot després de múltiples cicles de re-afilat. A més de les millores funcionals esmentades, val la pena esmentar que aquest disseny reforça la rigidesa del cos de la broca, augmentant notablement el nombre de forats que es poden perforar en un sol cicle de re-afilat.
III. Precisió de perforació
La precisió d'un forat està determinada principalment per factors com ara el diàmetre del forat, la precisió de posició, la coaxialitat, la rodonesa, la rugositat de la superfície i les rebaves a l'obertura del forat.
Factors que afecten la precisió del forat mecanitzat durant la perforació:
① Precisió de subjecció de la broca i condicions de tall, com ara el suport d'eines, la velocitat de tall, la velocitat d'alimentació i el fluid de tall;
② Mida i forma de la broca, com ara la longitud de la broca, la forma del tall i la forma del nucli;
③ Forma de la peça, com ara la forma de la paret lateral del forat, la forma de l'obertura del forat, el gruix i l'estat de subjecció.
Ampliació
L'ampliació és causada per l'oscil·lació de la broca durant el mecanitzat. L'oscil·lació del portaeines afecta significativament el diàmetre del forat i la precisió de posicionament. Per tant, el portaeines s'ha de substituir ràpidament quan estigui molt desgastat. Mesurar i ajustar l'oscil·lació és difícil en perforar forats petits, de manera que el millor és utilitzar una broca de -gran, petit-diàmetre amb una bona coaxialitat entre la vora de tall i la tija. Quan s'utilitzen broques rectificades, la disminució de la precisió del forat es deu sovint a l'asimetria de la forma posterior. El control de la diferència d'alçada de la vora de tall pot suprimir eficaçment l'escariat del forat.
Rodona del forat
A causa de la vibració de la broca, la forma del forat perforat és fàcilment poligonal, donant lloc a patrons de reblat a la paret del forat. Els forats poligonals comuns solen ser triangulars o pentagonals. El motiu dels forats triangulars és que la broca té dos centres de rotació durant la perforació, que vibra amb una freqüència d'un cop cada 600 graus. La causa principal d'aquesta vibració és un desequilibri en la resistència al tall. Després d'una revolució de la broca, a causa de la mala rotunditat del forat, la resistència al tall es desequilibra durant la segona revolució, repetint la vibració anterior, però amb un lleuger canvi de fase, donant lloc a patrons de reblat a la paret del forat. Quan la profunditat de perforació arriba a un cert nivell, la fricció entre la vora de tall de la broca i la paret del forat augmenta, la vibració disminueix, la estriada desapareix i la rodonesa millora. Aquest tipus de forat apareix en forma d'embut-en secció longitudinal. Per la mateixa raó, durant el tall també poden aparèixer forats pentagonals i heptagonals. Per eliminar aquest fenomen, a més de controlar factors com la vibració del mandril, la diferència d'alçada de la vora de tall i l'asimetria en la forma del flanc i de la vora de tall, s'han de prendre mesures per millorar la rigidesa de la broca, augmentar l'avançament per revolució, reduir l'angle de seguretat i tornar a triturar la vora del cisell.
Perforació en superfícies inclinades i corbes
Quan la cara de tall o la superfície de penetració de la broca és una superfície inclinada, una superfície corbada o un pas, la precisió de posicionament és deficient perquè la broca realitza un tall radial d'una-cara, reduint la vida útil de l'eina.
Per millorar la precisió del posicionament, es poden prendre les mesures següents:
1. Perforeu primer un forat central;
2. Fresar el seient del forat amb una fresa final;
3. Seleccioneu una broca amb bona penetració i rigidesa;
4. Reduïu la velocitat d'alimentació.
Eliminació de rebaves
Durant la perforació, sovint apareixen rebaves a l'entrada i a la sortida del forat, especialment quan es treballen materials resistents i plaques primes. Això es deu al fet que a mesura que la broca s'acosta a la penetració, la peça de treball experimenta una deformació plàstica. La porció triangular que s'ha de tallar per la vora de tall a prop de la vora exterior es deforma cap a l'exterior per la força de tall axial i s'enrotlla encara més sota l'acció del xamfrà i la vora de tall de la broca, formant una rebava o una vora enrotllada.
[Imatge]
IV. Condicions de processament de la perforació
La majoria dels catàlegs de broques contenen una "Taula de referència de paràmetres de tall bàsics" organitzada per material que s'està processant. Els usuaris poden consultar els paràmetres de tall proporcionats per seleccionar les condicions de tall adequades per a la perforació. L'adequació de les condicions de tall seleccionades s'ha de jutjar mitjançant el tall de prova, tenint en compte factors com ara la precisió del mecanitzat, l'eficiència del mecanitzat i la vida útil de la broca.
1. Vida de la broca i eficiència de mecanitzat
Sota la premissa de complir els requisits tècnics de la peça de treball, s'ha d'avaluar exhaustivament l'adequació de l'ús de la broca en funció de la vida útil de la broca i l'eficiència del mecanitzat. El camí de tall es pot utilitzar com a mètrica d'avaluació de la vida útil de la broca; la velocitat d'alimentació es pot utilitzar com a mètrica d'avaluació de l'eficiència del mecanitzat. Per a les broques d'acer d'alta-velocitat, la vida útil es veu afectada significativament per la velocitat de rotació i menys per l'alimentació per revolució. Per tant, augmentar l'alimentació per revolució pot millorar l'eficiència del mecanitzat alhora que garanteix una vida útil més llarga de la broca. No obstant això, cal tenir en compte que l'alimentació excessiva per revolució engrossirà les encenalls, dificultant la ruptura d'encenalls. Per tant, és essencial determinar l'alimentació òptima per rang de revolució per a la ruptura d'encenalls amb èxit mitjançant talls de prova. Per a les broques de carbur, la vora de tall té un xamfrà més gran al llarg de la direcció de l'angle negatiu de rastell, el que resulta en un rang seleccionable més petit per a l'alimentació per revolució en comparació amb les broques d'acer d'alta velocitat-. Superar aquest rang durant el mecanitzat reduirà la vida útil de la broca. Com que les broques de carbur tenen una major resistència a la calor que les broques d'acer d'alta{10}}velocitat, la velocitat de rotació té un impacte mínim en la vida útil de la broca. Per tant, augmentar la velocitat de rotació pot millorar l'eficiència del mecanitzat alhora que garanteix la vida útil de la broca.
2. Ús adequat del fluid de tall
El tall del trepant es produeix a l'espai confinat d'un forat, per tant, el tipus i el mètode d'aplicació del fluid de tall afecta significativament la vida útil del trepant i la precisió del mecanitzat del forat. Els fluids de tall es poden classificar a grans trets en tipus-solubles en aigua i no-aigua-. Els fluids de tall no-solubles en aigua-ofereixen millors propietats de lubricació, humectació i anti-adhesió, i també proporcionen prevenció de l'oxidació. Els fluids de tall solubles en aigua-ofereixen millors propietats de refrigeració, no són-fumadors i no-inflamables. A causa de consideracions de protecció del medi ambient, l'ús de fluids de tall-solubles en aigua ha augmentat significativament en els últims anys. Tanmateix, les relacions de dilució inadequades o el deteriorament del fluid de tall poden escurçar dràsticament la vida útil de l'eina, per la qual cosa s'ha de prestar molta atenció durant l'ús. Independentment de si el fluid de tall és -soluble en aigua o no-aigua-, és essencial assegurar-se que el fluid arriba al punt de tall adequadament. A més, el cabal, la pressió, el nombre de broquets i el mètode de refrigeració (refrigeració interna o externa) s'han de controlar estrictament.
V.
Reafilat de broques
Criteris d'afilat de broques
Els criteris per determinar si una broca necessita tornar a esmolar són:
1. Desgastar la quantitat de la vora de tall, la vora del cisell i les facetes de la banda de tall;
2. Precisió dimensional i rugositat superficial del forat mecanitzat;
3. Color i forma de les fitxes;
4. Resistència de tall (valors indirectes com ara el corrent del cargol, el soroll i la vibració);
5. Quantitat de treball realitzat, etc.
En l'ús real, s'ha de determinar un criteri precís i convenient a partir dels indicadors anteriors en funció de circumstàncies específiques. Quan s'utilitza la quantitat de desgast com a criteri, s'ha d'identificar el període òptim d'afinament amb la millor eficiència econòmica. Atès que les principals àrees d'afilat són la part posterior del cap i la vora del cisell, un desgast excessiu de la broca condueix a temps d'afilat més llargs, volums de rectificat més grans i menys cicles de rectificat (vida total de l'eina=vida de l'eina després de la rectificació × nombre de cicles de rectificat), escurçant finalment la vida útil total de la broca. Quan s'utilitza la precisió dimensional del forat mecanitzat com a criteri, s'han d'utilitzar calibres o calibres límit per comprovar l'escariat i la rectitud del forat; si es superen aquests valors, el trepant s'ha de tornar a-afilar immediatament. Quan s'utilitza la resistència al tall com a criteri, es poden utilitzar mètodes com ara l'aturada automàtica de la màquina quan es supera un valor límit establert (p. ex., el corrent del cargol). Quan es gestionen els límits de quantitat de mecanitzat, els criteris anteriors s'han de considerar exhaustivament per establir els estàndards adequats.
Mètodes d'afilat de broques
Quan torneu a esmolar broques, el millor és utilitzar una màquina d'esmolar broques dedicada o una esmoladora d'eines universal. Això és crucial per garantir la vida útil de la broca i la precisió de mecanitzat. Si la broca original està en bon estat, es pot tornar a-afilar segons el disseny original. Si la broca original té defectes, la forma posterior es pot modificar adequadament i la vora del cisell es pot tornar a esmolar segons l'ús previst.
S'han de tenir en compte els punts següents a l'hora d'esmolar:
1. Evita el sobreescalfament per evitar reduir la duresa de la broca;
2. Traieu tots els danys a la broca (especialment els danys a la vora de tall);
3. La forma de la broca ha de ser simètrica;
4. Aneu amb compte de no danyar el tall durant l'afilat i traieu les rebaves després de l'afilat;
5. Per a les broques de carbur, la forma d'afilat té un impacte significatiu en el rendiment de la broca. La forma de la broca a la fàbrica és la forma òptima obtinguda mitjançant un disseny científic i proves repetides; per tant, generalment s'ha de mantenir la forma original de la vora de tall quan es torna a-afilar.
