Barra de mandrinar en línea en sitio
Dongguan Portable Tools, como fabricante profesional de máquinas herramienta in situ, diseñamos máquinas herramienta in situ, incluyendo mandrinadoras portátiles, refrentadoras portátiles, fresadoras portátiles y otras herramientas in situ según sus necesidades. Aceptamos ODM/OEM según sea necesario.
Barra de perforación en el sitioComo parte de nuestra mandrinadora portátil, podemos fabricar barras de mandrinar con longitudes de hasta 2000 a 12000 metros, según diferentes tamaños. El diámetro de mandrinado se puede personalizar entre 30 mm y 250 mm, según las necesidades del servicio in situ.
El proceso de procesamiento de barras de mandrinar incluye principalmente los siguientes pasos:
Fabricación de materiales: En primer lugar, de acuerdo con el tamaño y la forma de la barra de mandrinar que se va a procesar, seleccione las materias primas adecuadas para los materiales de corte.
Martillado: Martillar los materiales cortados para mejorar la estructura y el rendimiento de los materiales.
Recocido: Mediante el tratamiento de recocido, se eliminan la tensión y los defectos dentro del material, y se mejoran la plasticidad y tenacidad del material.
Mecanizado de desbaste: Realizar un procesamiento mecánico preliminar, incluido torneado, fresado y otros procesos, para formar la forma básica de la barra de mandrinar.
Temple y revenido: A través del tratamiento de temple y revenido, el material obtiene buenas propiedades mecánicas integrales, que incluyen alta resistencia y alta tenacidad.
Acabado: mediante rectificado y otros procesos, la barra de mandrinar se procesa finamente para lograr la precisión de forma y tamaño requerida.
Revenido a alta temperatura: Mejora aún más las propiedades mecánicas del material y reduce la tensión interna.
Rectificado: Realizar el rectificado final de la barra de mandrinar para garantizar su calidad superficial y precisión dimensional.
Revenido: Se realiza un nuevo revenido para estabilizar la estructura y reducir la deformación.
Nitruración: La superficie de la barra de mandrinar se nitrura para mejorar su dureza y resistencia al desgaste.
Almacenamiento (instalación): Una vez completado todo el procesamiento, la barra de mandrinar se almacena o se instala directamente para su uso.
Selección de materiales y disposición del tratamiento térmico para barras de mandrinar
Las barras de mandrinar suelen fabricarse con materiales de alta resistencia, alta resistencia al desgaste y alta resistencia al impacto, como el acero estructural de aleación 40CrMo. El proceso de tratamiento térmico incluye normalización, revenido y nitruración. La normalización puede refinar la estructura, aumentar la resistencia y la tenacidad; el revenido puede eliminar la tensión de procesamiento y reducir la deformación; y la nitruración mejora aún más la dureza superficial y la resistencia al desgaste.
Problemas y soluciones comunes para barras de mandrinar
Los problemas comunes en el procesamiento de barras de mandrinar incluyen vibración y deformación. Para reducir la vibración, se pueden utilizar métodos de corte multifilo, como un disco de mandrinar, que puede mejorar significativamente la eficiencia y la estabilidad del procesamiento.
Para controlar la deformación, se requiere un tratamiento térmico adecuado y el ajuste de los parámetros del proceso durante el procesamiento. Además, el control de la deformación durante la nitruración dura también es crucial, y la calidad debe garantizarse mediante pruebas y ajustes del proceso.
La barra aburridaEs uno de los componentes principales de la máquina herramienta. Se apoya en dos chavetas guía para su desplazamiento axial hacia adelante y hacia atrás, logrando así el avance axial. Al mismo tiempo, el husillo hueco realiza un movimiento rotatorio mediante la transmisión de par de la chaveta para lograr una rotación circunferencial. La barra de mandrinar es el núcleo del movimiento principal de la máquina herramienta, y su calidad de fabricación influye de forma crucial en su rendimiento. Por lo tanto, el análisis y estudio del proceso de procesamiento de la barra de mandrinar es fundamental para la fiabilidad, estabilidad y calidad de la máquina herramienta.
Selección de materiales de la barra de mandrinar
La barra de mandrinar es el componente principal de la transmisión principal y debe poseer altas propiedades mecánicas, como resistencia a la flexión, al desgaste y al impacto. Esto requiere que la barra de mandrinar tenga suficiente tenacidad en el núcleo y suficiente dureza en la superficie. El contenido de carbono del 38CrMoAlA, un acero estructural de aleación de alta calidad, le confiere suficiente resistencia, y elementos de aleación como Cr, Mo y Al pueden formar una fase dispersa compleja con el carbono y distribuirse uniformemente en la matriz. Al ser sometido a tensiones externas, actúa como barrera mecánica y se refuerza. Entre ellas, la adición de Cr puede aumentar significativamente la dureza de la capa de nitruración, mejorando la templabilidad del acero y la resistencia del núcleo; la adición de Al puede aumentar significativamente la dureza de la capa de nitruración y refinar los granos; y el Mo elimina principalmente la fragilidad por revenido del acero. Tras años de pruebas y exploración, el 38CrMoAlA cumple con los principales requisitos de rendimiento de las barras de mandrinar y actualmente es la opción preferida como material para barras de mandrinar.
Disposición y función del tratamiento térmico de la barra de mandrinar
Disposición del tratamiento térmico: normalizado + revenido + nitruración. La nitruración de la barra de mandrinar es el último paso del proceso de tratamiento térmico. Para que el núcleo de la barra de mandrinar tenga las propiedades mecánicas necesarias, eliminar las tensiones de procesamiento, reducir la deformación durante el proceso de nitruración y preparar la estructura para la mejor capa de nitruración, la barra de mandrinar debe recibir un pretratamiento térmico adecuado antes de la nitruración, es decir, normalizado y revenido.
(1) Normalización. La normalización consiste en calentar el acero por encima de la temperatura crítica, mantenerlo caliente durante un tiempo y luego enfriarlo con aire. El enfriamiento es relativamente rápido. Tras la normalización, la estructura de la pieza adquiere una estructura de bloques de ferrita y perlita, lo que refina la estructura, aumenta la resistencia y la tenacidad, reduce la tensión interna y mejora el rendimiento de corte. No se requiere trabajo en frío antes de la normalización, pero la capa de oxidación y descarburación que se produce durante la normalización conlleva desventajas como mayor fragilidad y dureza insuficiente después de la nitruración, por lo que se debe dejar suficiente margen de procesamiento durante el proceso de normalización.
(2) Revenido. El proceso posterior al normalizado requiere un gran esfuerzo mecánico, lo que genera una gran tensión tras el corte. Para eliminar la tensión mecánica tras el desbaste y reducir la deformación durante la nitruración, es necesario aplicar un tratamiento de revenido. El revenido es un revenido a alta temperatura posterior al temple, y la estructura obtenida es troostita fina. Las piezas revenidas presentan suficiente tenacidad y resistencia. Muchas piezas importantes requieren revenido.
(3) Diferencia entre la estructura de la matriz de normalización y la de “normalización + revenido”. La estructura de la matriz después de la normalización es de ferrita y perlita en bloques, mientras que la estructura de la matriz después de “normalización + revenido” es de troostita fina.
(4) Nitruración. La nitruración es un método de tratamiento térmico que hace que la superficie de la pieza tenga alta dureza y resistencia al desgaste, mientras que el núcleo mantiene la resistencia y tenacidad originales. El acero que contiene cromo, molibdeno o aluminio logrará un efecto relativamente ideal después de la nitruración. La calidad de la pieza de trabajo después de la nitruración: ① La superficie de la pieza de trabajo es gris plateada y mate. ② La dureza superficial de la pieza de trabajo es ≥1 000HV, y la dureza superficial después del rectificado es ≥900HV. ③ La profundidad de la capa de nitruración es ≥0,56 mm, y la profundidad después del rectificado es >0,5 mm. ④ La deformación por nitruración requiere un descentramiento ≤0,08 mm. ⑤ El nivel de fragilidad de 1 a 2 está calificado, lo cual se puede lograr en la producción real, y es mejor después del rectificado.
(5) Diferencia estructural entre “normalización + nitruración” y “normalización + revenido + nitruración”. El efecto de nitruración de “normalización + temple y revenido + nitruración” es significativamente mejor que el de “normalización + nitruración”. En la estructura de nitruración de “normalización + nitruración”, se observan nitruros frágiles, con forma de aguja gruesa y en forma de bloque, que también sirven como referencia para analizar el fenómeno del desprendimiento de la capa de nitruración en las barras de mandrinar.
Proceso de acabado de barras de mandrinar:
Proceso: corte → normalización → taladrado y torneado de desbaste del agujero central → torneado de desbaste → temple y revenido → torneado de semiacabado → rectificado de desbaste del círculo exterior → rectificado de desbaste del agujero cónico → rayado → fresado de cada ranura → detección de defectos → rectificado de desbaste del chavetero (reservando una tolerancia para rectificado fino) → rectificado de semiacabado del círculo exterior → rectificado de semiacabado del agujero interior → nitruración → rectificado de semiacabado del agujero cónico (reservando una tolerancia para rectificado fino) → rectificado de semiacabado del círculo exterior (reservando una tolerancia para rectificado fino) → rectificado de chavetero → rectificado fino del círculo exterior → rectificado fino del agujero cónico → rectificado del círculo exterior → pulido → sujeción.
Proceso de acabado de barras de mandrinar. Dado que la barra de mandrinar requiere nitruración, se implementan dos procesos de semiacabado en el círculo exterior. El primer rectificado de semiacabado se realiza antes de la nitruración, con el objetivo de sentar las bases para el tratamiento de nitruración. Su objetivo principal es controlar la tolerancia y la precisión geométrica de la barra de mandrinar antes del rectificado para garantizar que la dureza de la capa de nitruración después del mismo sea superior a 900 HV. Aunque la deformación por flexión es pequeña durante la nitruración, no debe corregirse, ya que de lo contrario solo puede ser mayor que la deformación original. Nuestro proceso de fábrica determina que la tolerancia del círculo exterior durante el primer rectificado de semiacabado sea de 0,07 a 0,1 mm, y el segundo proceso de semiacabado se realiza después del rectificado fino del agujero cónico. Este proceso instala un núcleo de rectificado en el agujero cónico y empuja ambos extremos hacia arriba. Un extremo empuja el agujero central de la cara del extremo pequeño de la barra de mandrinar y el otro extremo empuja el agujero central del núcleo de rectificado. A continuación, se rectifica el círculo exterior con un marco central formal, sin retirar el núcleo de rectificado. La rectificadora de ranuras gira para rectificar el chavetero. El segundo rectificado de semiacabado del círculo exterior tiene como objetivo reflejar primero la tensión interna generada durante el rectificado fino, mejorando así la precisión del rectificado fino del chavetero y haciéndolo más estable. Gracias a la base para el semiacabado del círculo exterior, la influencia en el chavetero durante el rectificado fino es mínima.
El chavetero se procesa con una rectificadora de ranuras, con un extremo orientado hacia el orificio central de la cara pequeña de la barra de mandrinar y el otro hacia el orificio central del núcleo de rectificado. De esta manera, durante el rectificado, el chavetero queda orientado hacia arriba, y la deformación por flexión del círculo exterior y la rectitud de la guía de la máquina herramienta solo afectan la parte inferior de la ranura, con poco efecto en los dos lados. Si se utiliza una rectificadora de rieles guía para el procesamiento, la deformación causada por la rectitud de la guía de la máquina herramienta y el peso propio de la barra de mandrinar afectará la rectitud del chavetero. En general, es fácil utilizar una rectificadora de ranuras para cumplir con los requisitos de rectitud y paralelismo del chavetero.
El rectificado fino del círculo exterior de la barra de mandrinar se realiza en una rectificadora universal y el método utilizado es el método de rectificado central de la herramienta longitudinal.
El descentramiento del agujero cónico es un factor clave en la precisión del producto final de la mandrinadora. Los requisitos finales para el procesamiento del agujero cónico son: 1. El descentramiento del agujero cónico respecto al diámetro exterior debe ser de 0,005 mm en el extremo del husillo y de 0,01 mm a 300 mm del extremo. 2. El área de contacto del agujero cónico es del 70 %. 3. La rugosidad superficial del agujero cónico es Ra = 0,4 μm. El método de acabado del agujero cónico consiste en dejar una tolerancia, y luego el contacto del agujero cónico alcanza la precisión del producto final mediante autorectificado durante el ensamblaje; y 4. El cumplimiento directo de los requisitos técnicos durante el procesamiento. Nuestra fábrica ahora adopta el segundo método, que consiste en utilizar una tapa para sujetar el extremo trasero de la barra de mandrinar M76X2-5g, utilizar un marco central para fijar el círculo exterior φ 110h8MF en el extremo delantero, utilizar un micrómetro para alinear el círculo exterior φ 80js6 y rectificar el agujero cónico.
El rectificado y pulido es el proceso de acabado final de la barra de mandrinar. Este proceso permite obtener una alta precisión dimensional y una rugosidad superficial muy baja. Generalmente, el material de la herramienta de rectificado es más blando que el material de la pieza de trabajo y presenta una estructura uniforme. La herramienta de rectificado más utilizada es la de hierro fundido (véase la Figura 10), adecuada para el procesamiento de diversos materiales de pieza y para el rectificado fino, garantizando una buena calidad de rectificado y una alta productividad. Además, es fácil de fabricar y tiene un bajo coste. Durante el rectificado, el fluido de rectificado no solo actúa mezclando abrasivos, lubricando y refrigerando, sino que también desempeña una función química para acelerar el proceso. Se adhiere a la superficie de la pieza de trabajo, formando rápidamente una película de óxido, que suaviza las crestas y protege las depresiones. El abrasivo utilizado en el rectificado de barras de mandrinar es una mezcla de polvo de corindón blanco, óxido de aluminio blanco y queroseno.
Aunque la barra de mandrinar ha alcanzado una buena precisión dimensional y una baja rugosidad superficial tras el rectificado, su superficie presenta incrustaciones de arena y es negra. Tras ensamblarla con el husillo hueco, sale agua negra. Para eliminar la arena de rectificado incrustada en la superficie de la barra de mandrinar, nuestra fábrica utiliza una herramienta de pulido de fabricación propia para pulirla con óxido de cromo verde. El resultado es excelente. La superficie de la barra de mandrinar es brillante, atractiva y resistente a la corrosión.
Inspección de la barra de mandrinar
(1) Compruebe la rectitud. Coloque un par de hierros en V de igual altura sobre la plataforma de nivel 0. Coloque la barra de mandrinar sobre el hierro en V, de modo que la posición del hierro en V sea 2/9L de φ 110h8MF (véase la Figura 11). La tolerancia de rectitud en toda la longitud de la barra de mandrinar es de 0,01 mm.
Primero, utilice un micrómetro para comprobar la isometría de los puntos A y B a 2/9L. Las lecturas de los puntos A y B son 0. A continuación, sin mover la barra de mandrinar, mida las alturas de los puntos central y de los dos extremos a, b y c, y registre los valores. Mantenga la barra de mandrinar axialmente estacionaria, gírela 90° manualmente y utilice un micrómetro para medir las alturas de los puntos a, b y c, y registre los valores. A continuación, gire la barra de mandrinar 90°, mida las alturas de los puntos a, b y c, y registre los valores. Si ninguno de los valores detectados supera los 0,01 mm, significa que la herramienta está calificada, y viceversa.
(2) Verifique el tamaño, la redondez y la cilindricidad. El diámetro exterior de la barra de mandrinar se verifica con un micrómetro de exteriores. Divida la longitud total de la superficie pulida de la barra de mandrinar φ 110h8MF en 17 partes iguales y utilice un micrómetro de diámetro exterior para medir el diámetro en el orden radial a, b, c y d. Anote los datos medidos en la tabla de registro de inspección de la barra de mandrinar.
El error de cilindricidad se refiere a la diferencia de diámetro en una dirección. Según los valores horizontales de la tabla, el error de cilindricidad en la dirección a es 0, el error en la dirección b es 2 μm, el error en la dirección c es 2 μm y el error en la dirección d es 2 μm. Considerando las cuatro direcciones a, b, c y d, la diferencia entre los valores máximo y mínimo es el error de cilindricidad real de 2 μm.
El error de redondez se compara con los valores de las filas verticales de la tabla y se toma la diferencia máxima entre ellos. Si la inspección de la barra de mandrinar falla o alguno de los elementos excede la tolerancia, es necesario continuar el rectificado y pulido hasta que la supere.
Además, durante la inspección, se debe prestar atención a la influencia de la temperatura ambiente y la temperatura del cuerpo humano (sosteniendo el micrómetro) en los resultados de la medición, y se debe prestar atención a eliminar errores negligentes, reducir la influencia de los errores de medición y hacer que los valores de medición sean lo más precisos posible.
Si necesitas elBarra de mandrinado en sitiopersonalizado, bienvenido a contactarnos para obtener más información.
