Caracteristicas y aplicacion de la broca de ranura recta
La noción tradicional de que "los taladros de ranura en espiral son insustituibles" ahora se está volcando por el rendimiento de procesamiento de los taladros de ranura recta. En algunas aplicaciones de mecanizado, la perforación con ranura recta se está convirtiendo en una mejor opción de herramienta que las brocas helicoidales.
El "pionero" de los taladros modernos de ranura recta son los taladros. Este taladro tiene un tamaño corto, buena rigidez y una punta de taladro fuerte. Es adecuado para perforar materiales de acero duro con baja velocidad de husillo y baja velocidad de avance. Su alta resistencia y alta rigidez permiten mecanizar agujeros con buena rectitud y redondez. La razón por la que la broca puede lograr buenos resultados de mecanizado es porque el material que se procesa al diseñar la broca es generalmente un metal que produce virutas cortas. El control de viruta sigue siendo un problema clave en el procesamiento de brocas de ranura recta. La perforación con ranura recta se logra mejor solo cuando se procesan materiales que no producen virutas largas tipo zarcillo. Estos materiales incluyen hierro fundido, aleación en polvo (P / M), aleación de silicio aluminio con contenido de silicio medio-alto (6% o superior) y similares.
Sin embargo, con los avances en tecnología de máquina-herramienta, tecnología de suministro de refrigerante y diseño de geometría de la herramienta, la gama de aplicaciones de mecanizado para perforación de ranura recta se está expandiendo. La forma tradicional de pensar es que el surco en espiral de la broca es indispensable para la extracción de viruta. El taladro de ranura recta solo se puede usar para taladrar agujeros poco profundos con una profundidad de agujero de 2D ~ 3D (D es el diámetro del agujero) en aluminio y hierro fundido. Sin embargo, el sistema de enfriamiento de alta presión desarrollado hoy en día y la mayor velocidad del husillo de la máquina herramienta han mejorado enormemente el rendimiento de la ruptura de viruta y la eliminación de viruta de la broca de ranura recta enfriada internamente.
Los taladros de ranura recta pueden proporcionar un rendimiento de procesamiento mucho mejor que los taladros de ranura espiral en condiciones adecuadas. Los taladros de ranura recta tienen la ventaja de poder mecanizar orificios con mayor redondez y rectitud, y cortan más rápido que los taladros de acero de alta velocidad o cobalto estándar. Por ejemplo, cuando se usa una broca de ranura recta Guhring RT150GG de 0.39 "(φ10 mm) en lugar de una broca helicoidal para procesar una pieza de aluminio. la velocidad de corte de la broca helicoidal es de 50 sfm (15 m / min), y la velocidad de avance es de 0.005 ipr (0.127 mm / r); La velocidad de corte de la broca de ranura recta puede alcanzar 800sfm (245m / min), y la velocidad de avance es de 0.007ipr (0.178mm / r). El tiempo de corte para la perforación con ranura recta es solo 1/10 de la broca helicoidal.
Parte del motivo por el cual el taladro de ranura recta para aumentar significativamente la eficiencia del maquinado se basa en el diseño básico de la broca de perforación: la ranura recta proporciona un camino directo para el orificio de descarga de viruta. Sin embargo, dado que el borde de corte de la broca de ranura recta carece de un ángulo de inclinación positivo, su capacidad de ruptura de viruta y astilla es pobre, especialmente cuando se procesa un material dúctil.
La velocidad de corte (especialmente una velocidad de corte suficientemente alta) es otro factor en la aplicación exitosa de la perforación de ranura recta. Cuanto más rápida sea la velocidad de corte, más pequeñas serán las virutas formadas. La perforación de ranura recta logra una alta productividad a través de velocidades de husillo más rápidas en lugar de velocidades de avance más altas.
Muchas brocas helicoidales de alto rendimiento y alto taladro tienen un chaflán considerable en el filo. Esto requiere que la alimentación de la broca en la operación exceda el tamaño del chaflán del filo de corte para que el filo pueda cortar el material de la pieza de trabajo en lugar de simplemente empujarlo. Para algunas aplicaciones de mecanizado y materiales a procesar, el filo de la broca helicoidal funciona bien. Estas brocas helicoidales generalmente se perforan a una velocidad de avance más alta que la ranura recta, pero a una velocidad de corte menor que la broca de ranura recta.
Al usar una combinación razonable de presión de refrigerante y velocidad de corte, los taladros de ranura recta también pueden procesar eficientemente materiales de la pieza de trabajo que no necesariamente producen virutas cortas. Por ejemplo, el efecto del mecanizado de acero resistente a la tensión 1144 con perforación de ranura recta es muy bueno, la ruptura de viruta es suave y las virutas son pequeñas, y no se forma un borde acumulado. La broca utilizada para el procesamiento es H.A.M. La broca recta de 294-0500 de Precision no recubierta con enfriamiento interno: (diámetro 5mm), profundidad de perforación de 48 mm, velocidad de corte es de 185sfm (63m / min), velocidad de avance de 0.003ipr (0.076mm / r) y presión de refrigerante de 1500psi . El contenido de sulfuro de manganeso en la aleación 1144 es alto, lo que favorece la rotura de virutas. Sin embargo, para procesar con éxito este material, se requiere una alta presión del refrigerante (la experiencia ha demostrado que la presión del refrigerante debe ser superior a 600 psi, preferiblemente a 1000 psi, 1200 psi o superior).
Para la perforación de ranura recta, además del control de viruta, el borde acumulado también puede ser un problema. Esto se debe a que el material de la pieza extraída pasa a través del filo cuando sale del centro de broca de ranura recta y se empuja hacia la broca de la broca. Una forma de evitar la formación de bordes construidos es usar un taladro con una superficie lisa y un acabado alto; El uso de brocas revestidas también ayuda a prevenir la formación de bordes construidos. Los recubrimientos de disulfuro de molibdeno (MoS2), que se usan ampliamente en el procesamiento de aluminio, tienen propiedades similares a las del teflón y no se adhieren fácilmente a otros materiales. El uso de tales brocas revestidas es excelente en aplicaciones donde es necesario evitar la formación de bordes construidos.
La estructura de la punta de la broca de perforación recta permite afilar dos bordes en el borde exterior de cada ranura recta. Dado que la broca tiene cuatro puntos de contacto con la pieza de trabajo, la broca es más estable durante el procesamiento, lo que mejora la precisión de mecanizado.
El gran ángulo de la punta de la broca de ranura recta también ayuda a mejorar su procesabilidad. Por ejemplo, H.A.M. La broca de ranura recta estándar de Precision utiliza un vértice de 140 grados, similar a un taladro superior separado, que se puede perforar con un empuje muy pequeño. Además, el gran ángulo del ápice garantiza que todo el diámetro de la broca se enganche rápidamente con el material de la pieza de trabajo, lo que minimiza la posibilidad de que la broca se "salga".
En muchas situaciones de mecanizado, es mejor mecanizar primero un orificio de inicio (orificio previo) con una broca piloto (broca central) cuyo ángulo de vértice es mayor que el ángulo de la broca de carburo de ranura recta. De esta manera, se puede garantizar que el centro del punto de perforación (borde horizontal) de la broca de ranura recta entre primero en el agujero previo para evitar la rotura de borde causada por el primer contacto del filo de carburo frágil con la pieza de trabajo . Otra estrategia para usar la perforación de ranura recta es simplemente determinar la posición del orificio antes de comenzar la perforación. Porque incluso la superficie de la pieza de trabajo que ha sido mecanizada puede tener defectos, y el operador solo necesita tocar el orificio con la broca para determinar su posición. Mientras el borde horizontal de la broca entre en contacto primero con la pieza de trabajo, la broca no se "desviará" y el orificio de posicionamiento puede desempeñar un papel similar al de la guía de broca.
La rectitud del orificio medida al mecanizar orificios de φ10 mm en material de fundición con tres brocas diferentes indica: La broca helicoidal de acero de alta velocidad tiene una velocidad de corte de 98sfm (30m / min) y una velocidad de avance de 7.66ipm (195mm / min). Se adopta el método de enfriamiento externo y la calidad de procesamiento del orificio alcanza IT12; La broca helicoidal de carburo sólido tiene una velocidad de corte de 295sfm (90m / min). La velocidad de alimentación es de 34.5ipm (876 mm / min), y el método de enfriamiento interno es de 440 psi / 2.4 gpm con la presión del refrigerante. La calidad de procesamiento del agujero alcanza IT9; La broca de ranura recta tiene una velocidad de corte de 425sfm (130m / min), una velocidad de alimentación de 33.3ipm (845mm / min), y un método de enfriamiento interno con una presión de refrigerante de 735 psi / 3.2 gpm. La calidad de procesamiento del agujero alcanza IT8.
Muchas personas se refieren a todos los simulacros de ranura recta como "taladros G", pero esto no es cierto. De hecho, los "taladros G" son solo los nombres comerciales de una clase de taladros de ranura recta producidos por Accuromm USA Int. El borde exterior de la cola de dicha broca puede aplastar la pared del agujero.
Compare el acabado de la pared del orificio que se puede lograr con varias herramientas de mecanizado de orificios. En general, las brocas de acero de alta velocidad son de aproximadamente 125 rms, las brocas de alta eficiencia con ranura en espiral de carburo cementado son de aproximadamente 63 rms, y el escariador de tres ranuras es de aproximadamente 32 rms. El taladro G puede alcanzar 16 rms o menos y ha alcanzado el nivel de acabado final.
Para procesar agujeros de diferentes niveles de calidad, Accuromm ha diseñado diferentes brocas. Los taladros G de la compañía generalmente cumplen con los requisitos de mecanizado de orificios del estándar de tolerancia H9, mientras que los taladros G-7 de la compañía combinan perforación y escariado para cumplir con los requisitos de tolerancia H7. Por ejemplo, Accuromm citó un ejemplo de un método de mecanizado en el que un taladro G de ranura recta reemplaza un taladro de torsión en un material de aluminio. El diámetro del taladro G es de 0.394 "(φ 10 mm), la velocidad de corte es de 330 pies / min (100 m / min) y la cantidad de avance es de 0.008 ipr (0.20 mm / r). Los resultados muestran que la precisión de mecanizado del orificio mejora significativamente, y el error de apertura se reduce desde el original ± 0.0032 "(0.08mm) a ± 0.0012" (0.03mm). Bajo los mismos parámetros de corte, como con un taladro G-7, el error de apertura se puede reducir a ± 0.0008 "(0.02 mm). Debido a que la calidad de perforación del taladro de ranura recta es alta, también es útil para el procesamiento de otros orificios. Accuromm señala que su excelente precisión dimensional puede aumentar la vida útil del grifo en aproximadamente un 50% si se requieren orificios procesados con brocas rectas.
La mejora en el rendimiento de las herramientas de corte casi siempre requiere una gama más reducida de objetos para ser mecanizados. Aunque la perforación con ranura recta está lejos de ser una herramienta de uso general, su alcance de uso se está expandiendo. La popularización de la perforación con ranuras rectas puede lograr beneficios significativos en términos de mejorar la eficiencia del mecanizado y mejorar la calidad de la pieza.
H.A.M. La broca escalonada de carburo recto integral "Muilt-Drill" de Precision utiliza un revestimiento de TiAlN y un diseño de canal de enfriamiento interno, que es adecuado para taladrar, perforar orificios y biselar en materiales de aleación de aluminio de viruta corta.
La herramienta compuesta especial "Insatiable G-Spot" de Competitive Carbide Int. combina el taladro recto de ranura G-Spot de la empresa con el cortador de cavidad interno. Se puede realizar una variedad de mecanizado de la geometría de la pieza con una sola herramienta. La herramienta puede realizar un total de nueve operaciones de mecanizado, incluyendo taladrado, biselado y taladrado de diámetro exterior (OD), biselado y taladrado de diámetro interno (ID) y torneado OD (mecanizado previo de piezas roscadas). Dado que el área de contacto entre la herramienta y la pieza de trabajo es grande, y el diámetro exterior de la broca está en contacto con la pieza de trabajo en 4 puntos. la herramienta de dos piezas ayuda a mantener la posición de la pieza de trabajo y proporciona una acción de sujeción adicional a la pieza de trabajo. Dado que la broca de ranura recta tiene 2 correas, la herramienta no solo puede taladrar agujeros, sino también apretar los agujeros. Esto significa que el orificio terminado tiene un acabado más alto y una mejor rectitud, y puede satisfacer mejor los requisitos de tamaño específicos del orificio en comparación con un taladro convencional que tiene solo un filo de corte. La herramienta compuesta Insatiable G-Spot puede reemplazar al menos 3 a 4 herramientas, es decir, si se usa la herramienta original, se necesita 3 veces para cambiar la herramienta y completar 4 operaciones de mecanizado. Por lo tanto, el uso de tal herramienta compuesta multifuncional es beneficioso para mejorar la eficiencia de procesamiento y acortar el tiempo de procesamiento.
