Problemas comuns e soluções em mandrilamento de pequenos diâmetros: marcas de vibração, desvios dimensionais e lascamento de arestas

introdução

Ferramentas de mandrilamento de-diâmetro pequeno, devido ao seu pequeno diâmetro e longo balanço, são propensas a problemas comomarcas de trepidação, diâmetro do furo-fora-da tolerância e lascamento durante a usinagem. Este artigo resume sete falhas típicas e suas causas raízes e fornece soluções imediatamente implementáveis.

I. Tabela de referência rápida para problemas de usinagem com ferramentas de mandrilamento de pequeno diâmetro

II. Causas raízes e métodos de eliminação de marcas de vibração

Marcas de cavacos são o problema mais comum em mandrilamento de-diâmetros pequenos. A causa raiz éa vibração-autoexcitada do sistema de corte.

Quatro métodos práticos para eliminar linhas de vibração:

Alterar parâmetros de corte

Reduza a velocidade do fuso (reduza a frequência de excitação)

Aumente a taxa de avanço (aumente a faixa estável da força de corte).

Reduza a profundidade de corte (reduza a energia de excitação)

Aumentar a rigidez do sistema

Minimize o máximo possível o comprimento do balanço (para cada 10% de redução, a rigidez aumenta aproximadamente 30%).

Substitua por uma barra de mandrilar de metal duro (módulo de elasticidade mais alto).

Use uma barra de mandrilar com amortecimento de vibração (com amortecedor de vibração-dinâmico integrado).

Alterar a geometria da ferramenta

Use lâminas com ângulo de inclinação negativo ou pequeno ângulo de inclinação positivo (para aumentar o amortecimento).

Aumente o raio do arco da ponta da ferramenta (para distribuir a força de corte).

Usando ângulos de hélice desiguais ou designs de passo de dente variável (interrompendo a frequência de ressonância).

Otimize a estratégia de corte

Use fresamento concordante (todas as operações de mandrilamento são fresamento concordante).

Evite cortes vazios e cortes de mutação

Mandrilamento de-múltiplas camadas para peças com paredes-finas

III. Como conseguir mandrilamento de furos pequenos com tolerância H7?

A tolerância H7 (por exemplo, φ5H7, zona de tolerância +0.012/0) requer repetibilidade extremamente alta e capacidade de ajuste-fino da ferramenta.

Pontos-chave de operação:

Use uma cabeça chata com escala-de ajuste fino, com valor mínimo de graduação menor ou igual a 0,005 mm.

Medição pré-de furo: Primeiro, perfure ou faça um furo grosseiro com uma tolerância de 0,2–0,3 mm (diâmetro).

Perfuração experimental e medição: Depois de perfurar a primeira peça, meça-a com um medidor pneumático ou com um micrômetro interno.

Ajuste de compensação: ajuste o diâmetro da ferramenta de mandrilamento com base na diferença entre o valor medido e o valor alvo (Observação: direção-de ajuste fino e direção da escala).

Parâmetros de corte estáveis: a velocidade de corte, a taxa de avanço e a refrigeração permanecem consistentes durante todo o processo de corte.

Verifique regularmente o desgaste da ferramenta: Inspecione a condição da ponta da ferramenta a cada 20–50 peças usinadas.

4. Medidas preventivas para lascamento de ferramentas de mandrilamento de-diâmetro pequeno

O lascamento é uma forma importante de falha da ferramenta e as seguintes medidas podem reduzir significativamente o risco de lascamento:

V. Estudo de caso: Otimização de furos pequenos de aço inoxidável de φ2mm

Problema original:
Usinagem de aço inoxidável 304, diâmetro do furo φ2H7, profundidade 10mm (L/D=5). Usando uma ferramenta de mandrilamento sólida de carboneto de tungstênio de pequeno diâmetro, apareceram marcas de trepidação severas e a ferramenta lascou a cada 5 peças.

Processo de otimização:

A saliência foi reduzida de 12 mm para 10 mm (L/D diminuiu de 6 para 5).

A velocidade de corte foi reduzida de 50 m/min para 35 m/min (a velocidade de rotação foi reduzida de 8.000 rpm para 5.600 rpm).

A taxa de avanço por revolução foi aumentada de 0,01 para 0,02 mm/rot.

Mude o revestimento: de TiN para AlTiN

Aumente a pressão de resfriamento interna para 50 bar

Resultados de otimização:
as marcas de vibração desapareceram, a vida útil da ferramenta aumentou para 35 peças/aresta de corte e o diâmetro do furo estabilizou em φ2.000–2.008 mm.

VI. Perguntas frequentes

P: Qual é a diferença entre uma ferramenta de mandrilamento de-diâmetro pequeno e um alargador?
R: Um alargador é uma ferramenta-de múltiplas arestas, usada principalmente para modelagem final, e seu diâmetro não é ajustável; uma ferramenta de mandrilamento é uma ferramenta de aresta única/dupla-, permitindo o ajuste-fino do diâmetro e fornecendo correção para erros e excentricidade do furo. Para mandrilamento de-diâmetros pequenos, uma ferramenta de mandrilamento é a escolha preferida.

P: Qual é a melhor ferramenta para fazer pequenos furos em liga de alumínio?
R: Recomendamos uma ferramenta de mandrilamento de metal duro com revestimento DLC e um design de grande ângulo de saída. A velocidade de corte pode atingir 200–300 m/min, alcançando um acabamento espelhado.

P: Vocês têm ferramentas de mandrilamento antivibração-de pequeno diâmetro-projetadas especificamente para furos profundos?
R: Sim. Oferecemos barras de mandrilar anti{1}}vibração de metal duro (com material de amortecimento interno) com L/D menor ou igual a 8, bem como sistemas modulares de ferramentas de mandrilamento anti{3}}vibração com L/D 8–12. Consultas de personalização são bem-vindas.

Entre em contato com a ferramenta WAT para obter a solução de microferramentas de mandrilamento de carboneto de tungstênio adequada para suas condições de usinagem.