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En el campo del mecanizado mecánico,El escariador es un tipo de herramienta de mecanizado de orificios centrales. Utiliza microcorte para refinar los agujeros ásperos, lo que mejora en gran medida la precisión del tamaño, la precisión geométrica y la suavidad de la superficie. En la actualidad, hay varios tipos de escariadores utilizados en el mecanizado, incluidos 14 tipos de mango recto, mango cónico, espiral, orificio cilíndrico, escariador manual, etc. Cada tipo tiene sus propias ventajas y limitaciones de procesamiento debido a los diferentes materiales, parámetros geométricos y métodos de eliminación de virutas.

Al comprender las características, el principio de funcionamiento y la aplicación de estos escariadores, podemos elegir y utilizar mejor los escariadores adecuados, a fin de mejorar la eficiencia del procesamiento, reducir el costo y garantizar la calidad del producto. A continuación, exploremos sus infinitas posibilidades en el procesamiento.

¿Qué es el mecanizado con escariador?

El mecanizado con escariador es un tipo deProcesos mecánicos de precisiónmétodo para mejorar la precisión de la dimensión, la precisión de la geometría y la suavidad de la superficie de los orificios mediante el uso deEscariador rotativo para perforar o perforar agujeros. El principio básico es utilizar el microcontacto entre la cuchilla del escariador y la pieza de trabajo para eliminar gradualmente el exceso de material a una velocidad de corte baja y, finalmente, alcanzar la tolerancia de tamaño y la tolerancia de posición requeridas por el diseño del orificio.

Los escariadores suelen estar hechos deHerramientas de corte de acero rápido, aleación dura o revestida. La hoja está finamente afilada y tiene ciertos bordes de corte (como ángulo de bifurcación, ángulo de bifurcación, ángulo de bifurcación), que se pueden adaptar a diferentes materiales y requisitos de procesamiento. Durante el proceso de mecanizado, el escariador se puede operar manualmente (como a mano escariador) o montado en una máquina herramienta (como una máquina perforadora,Máquina herramienta CNC), especialmente en áreas donde el mecanizado de orificios es muy exigente, como los moldes de precisión,Componentes aeroespaciales,Dispositivos médicosetcetera.

¿Cuáles son las características estructurales de un escariador?

1. Forma geométrica y diseño de la hoja

• Unngle:unLa combinación razonable del ángulo de desprendimiento (que afecta a la fuerza de corte y a la eliminación de virutas), el ángulo de desprendimiento (que reduce la fricción) y el ángulo de desprendimiento (que controla la dirección del flujo de virutas) afecta directamente a la eficiencia del procesamiento y a la calidad de la pared de poro.
• Radio del arco: La transición del borde del radio del arco requiere un equilibrio entre la fuerza de corte y la resistencia del borde. En general, los materiales duros utilizan un radio más pequeño (0,05-0,1 mm), mientras que los materiales blandos utilizan un radio mayor (0,1-0,2 mm).

2. Estructura del mango

• Mango recto: Estructura simple, amplia gama de usos, adecuado para máquinas herramienta manuales o de baja velocidad, pero poca rigidez.
• Vástago cónico: Conectado al husillo de la máquina mediante un cono de Mohs (por ejemplo, MT3, BT4), buena rigidez, adecuado paraMecanizado de alta velocidad.
• Mango flotante: no tiene una estructura de guía fija, compensa los errores de la pieza de trabajo a través del cuerpo de la hoja flotante, se aplica al procesamiento de orificios irregulares de producción por lotes.

3. Estructura de eliminación de virutas

• Ranura de eliminación de virutas en espiral: Se fuerza a través de un canal en espiral para reducir el riesgo de bloqueo de virutas, pero tiene una alta fuerza de corte y se usa a menudo en el mecanizado de orificios profundos.
• Canal interno de eliminación de virutas: Sistema integrado de eliminación de virutas de presión negativa o alto voltaje para orificios de relaciones de aspecto grandes (como orificios de cilindros del motor).
• Ranura de placa recta: estructura simple, baja eficiencia de eliminación de virutas, baja fuerza de corte, adecuada para el procesamiento de material quebradizo o de orificio corto.

4. Materiales y recubrimientos

• Material de la matriz: el acero de alta velocidad tiene bajo costo pero poca resistencia al calor, la aleación dura tiene alta dureza pero alta fragilidad, las herramientas de corte recubiertas (por ejemplo, TiAlN, DLC) tienen resistencia a la abrasión y resistencia a la corrosión.
• Tratamiento superficial: El tratamiento criogénico (transformación de austenita residual), el tratamiento de nitrificación (aumenta la dureza de la superficie), el revestimiento láser (mejora la resistencia a la abrasión) puede prolongar significativamente la vida útil de la herramienta.

¿Cuál es el principio de funcionamiento de un escariador?

El principio de funcionamiento de un escariador es realizar un tamaño de apertura preciso, una forma geométrica y una baja rugosidad de la superficie mediante el movimiento de avance giratorio y axial de la pieza de trabajo. Así es como funciona el escariador:

1.Movimiento de rotación:El escariador gira alrededor de su eje, ya sea mecánica o manualmente. Este movimiento de rotación permite que el filo del escariador corte el material de la pieza de trabajo y realice el corte.

2. Movimiento de alimentación axial:Al girar, el escariador también se mueve a lo largo del movimiento de alimentación en dirección axial del orificio. Este movimiento de alimentación hace que el escariador ingrese a la pieza de trabajo gradualmente, cortando y puliendo continuamente la pared del orificio.

3. Corte y calibración:

• Pieza de corte:La parte de corte de un escariador suele ser cónica y tiene uno o más dientes. Estos dientes de corte se giran y se alimentan para cortar la pared del orificio y eliminar la fina capa de metal en la superficie preperforada.
• Sección de calibración: La sección de calibración después del segmento de corte se utiliza para un mayor pulido y calibración de la pared del orificio. Las piezas de calibración suelen ser cilíndricas con pequeños conos para reducir la fricción con la pared del poro y evitar que la apertura se expanda. La banda de la cuchilla de la pieza de calibración también puede garantizar la precisión del diámetro, el tamaño del escariador y el error de pulsación radial de cada diente es pequeño.

4. Eliminación de virutas y enfriamiento:Durante el proceso de corte, las virutas producidas por el escariador son expulsadas a través de su ranura dentada. Para mantener el filo del filo y reducir el calor de corte, el fluido de corte se usa generalmente para enfriamiento y lubricación. La elección del fluido de corte debe basarse en los materiales de mecanizado, las condiciones de corte, los materiales del escariador y otros factores.

5. Precisión de procesamiento yrugosidad de la superficie:Debido al largo filo del escariador y a la participación en el proceso de corte, la eficiencia de producción es alta. En las condiciones correctas de funcionamiento y uso, un escariador puede procesar agujeros con dimensiones precisas, buena geometría y baja rugosidad superficial. La precisión de procesamiento es generalmente IT8-IT6 con una rugosidad superficial de Ra1.25-0.08 μ m.

¿Cuáles son los tipos de escariadores?

1.By método de uso

• Escariador manual: adecuado para la producción de una sola pieza o lotes pequeños, operación flexible.
• Escariador de la máquina: adecuado paraProducción a gran escala, bajo la premisa de garantizar la precisión y la estabilidad, puede mejorar en gran medida la eficiencia de la producción.

2.By Material de la herramienta

• Escariador de acero de alta velocidad: hecho de acero de alta velocidad, adecuado para el procesamiento de materiales comunes como acero al carbono y acero aleado, con buena tenacidad y rendimiento de corte.
• Escariador de carburo: hecho de carburo, adecuado para procesar acero inoxidable, hierro fundido y otros materiales duros, alta dureza, resistencia al desgaste.
• Escariador cerámico: especialmente diseñado para aleaciones de titanio y otros procesamientos de materiales de alta dureza y alta temperatura, con excelente resistencia a la abrasión y resistencia a altas temperaturas.
• Escariador de diamante: especialmente adecuado para el procesamiento de metales no ferrosos como aleaciones de aluminio, extremadamente dureza, eficiencia de corte.

3.By tipo de edificio

• Escariador de mango recto: El mango recto se usa generalmente para uso manual o pequeñoMecanizado de máquinas herramienta.
• Escariador de mango cónico: Mango cónico, más adecuado para el procesamiento de máquinas herramienta grandes, conexión estable.
• Escariador tipo manguito: adopta una estructura de manguito, fácil de usar en un entorno específico.

4. Ordenado según la forma del agujero

• Escariador de orificios cilíndricos: Se utiliza para mecanizar orificios rectos, es el tipo de escariador más común.
• Escariador de agujeros cónicos: Especialmente diseñado para procesar agujeros cónicos, como el escariador cónico de Mohs.

5.Clasificación según otras características

• Escariador manual ajustable: La cuchilla se puede mover hacia adelante y hacia atrás para ajustar con precisión el diámetro de trabajo del escariador.
• Escariador de ranura recta: Ranura recta fácil de fabricar, rectificar y verificar, adecuada para la mayoría de las necesidades de mecanizado convencionales.
• Escariador de ranura en espiral: la ranura del diente es helicoidal, el proceso de corte es suave, el efecto de eliminación de virutas es bueno, es adecuado paraprocesamiento de orificio profundo y el orificio en la superficie discontinua.

¿Cómo equilibrar el requisito de fuerza de corte de un escariador manual durante la operación manual?

Ajuste la herramienta de acuerdo con la dureza de la pieza de trabajo

1. Elección del material de la herramienta

• Materiales duros(como acero inoxidable y acero templado): los escariadores recubiertos tienen alta dureza, resistencia al desgaste y pueden reducir significativamente la fuerza de corte (30% ~ 50% menos que el acero de alta velocidad).
• Material blando(por ejemplo, aluminio, cobre, hierro fundido): Se utilizan herramientas de acero rápido (HSS) o aleaciones duras sin recubrimiento para reducir la resistencia al corte con sus bordes afilados.

2.Refuerzo del tratamiento superficial

• Tecnología de recubrimiento: los recubrimientos de TiN y TiAlN reducen el coeficiente de fricción y la fuerza de corte
• Tratamiento de pasivación: Un filo de corte ligeramente pasivado (R=0,05-0,1 mm) dispersa la fuerza de corte y evita la viruta creada por un filo afilado.

Ajuste de los parámetros de corte

1. Control de velocidad

• Principio de baja velocidad: La velocidad recomendada para los escariadores manuales es de 50-100 RPM (para evitar la vibración a alta velocidad y la acumulación de calor).
• Punto de equilibrio: Si se necesita eficiencia, la velocidad de alimentación se puede aumentar adecuadamente, pero la velocidad de alimentación debe reducirse de forma sincrónica (en un 20% y la velocidad de alimentación en un 30%).

2. Optimización de las velocidades de alimentación

• Fórmula empírica: 0,5% -1% de la velocidad de avance para una apertura (por ejemplo, 0,05 10 mm, 0,05-0,1 mm/revolución para una apertura de 10 mm).
• Material duro: Reduzca la velocidad de avance (por ejemplo, 0,3% -0,5%) para evitar que la fuerza de corte sea demasiado grande y provoque la rotura del borde.

Lubricación y enfriamiento

1. El papel del fluido de corte

• Lubricación y reducción de la fricción: El uso de emulsión o fluido de corte de extrema presión puede reducir el coeficiente de fricción entre la herramienta y la pieza de trabajo y reducir la fuerza de corte (por ejemplo, la lubricación puede reducir la fuerza de corte entre un 15% y un 30%).
• Limitaciones manuales: La lubricación local se puede lograr sumergiendo el escariador en el fluido de corte durante 10-15 minutos o aplicando grasa manualmente.

2. Idoneidad del corte en seco

• Procesamiento de orificios cortos (L/D<3): Los materiales blandos se pueden cortar en seco para reducir el tiempo de inactividad de la limpieza.
• Material duro: Se necesita fluido de corte, de lo contrario, la fuerza de corte aumentará considerablemente.

Habilidades operativas y monitoreo en tiempo real

1. Avance progresivo: cuando se opera manualmente, se debe utilizar un avance segmentado (por ejemplo, 0,02 mm por avance de rotación, aumentando gradualmente hasta el valor objetivo) para evitar una presión repentina que pueda causar un cambio repentino en la fuerza de corte.

2. Control de vibración: para materiales duros,Método de alimentación intermitente de la manija del escariador de grifo, utilizando el impacto de la fragmentación de la viruta, para reducir la fuerza de corte continua.

3. Retroalimentación háptica en tiempo real: la fuerza de corte anómala se siente a través de las vibraciones del mango y los cambios de resistencia (como aumentos repentinos, que pueden indicar un borde agrietado o un bloqueo de viruta), así que deje de ajustar inmediatamente.

¿Cuáles son los usos de los escariadores en el procesamiento mecánico?

A continuación se muestran sus escenarios de aplicación práctica a través de la clasificación cruzada:

¿Cuáles son las ventajas de LS en el procesamiento mecánico?

1.Soluciones digitales de proceso completo

• Construya plataformas digitales, desde la simulación de diseño (CAD/CAM) hasta la programación automatizada, que admitan el acceso directo a archivos multiformato como STEP e IGES.
• El control de tolerancia se incrementa a ± 0,01 mm mediante el ajuste dinámico de los parámetros de mecanizado mediante un sistema de monitoreo en tiempo real.

2. Experiencia en la fabricación de estructuras complejas

• Equipado conMáquinas-herramienta CNC enlazadas de 5 ejesy sumando y restando equipos compuestos, la geometría de mecanizado tradicional del avance.
• Capaz de manejar estructuras irregulares tridimensionales con características de nivel micrométrico.

3. Sistemas de producción inteligentes

• Se introducen algoritmos de optimización de procesos de inteligencia artificial para mejorar la eficiencia de corte de nuevos materiales en más de un 30%.
• El sistema de detección automática combina mediciones de cámaras y sondas industriales para lograr una trazabilidad de calidad 100% en línea.

Resumen

El mecanizado con escariador es una de las técnicas básicas deTecnología de mecanizado CNC. Ampliamente utilizado en la industria aeroespacial, fabricación de automóviles, dispositivos médicos y otros campos. Como una herramienta importante paraMecanizado de agujeros de precisión, el escariador tiene una variedad de diseños estructurales y funcionales. Hay 14 tipos de escariador (incluido el de mano escariador, escariador de acero de alta velocidad, escariador de mango recto, escariadores de ranura en espiral, etc.).

En la aplicación práctica, la selección del escariador debe tener en cuenta el material de la pieza de trabajo, el tamaño de la abertura, la precisión del mecanizado, el lote de producción, etc. En el futuro, con el desarrollo de la fabricación inteligente y la fabricación ecológica, el escariador se desarrollará aún más en la dirección de ser inteligente, liviano y sostenible, promoviendo la innovación continua en la tecnología de mecanizado de precisión.

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Preguntas frecuentes

1.¿Cuáles son las principales diferencias entremano¿Y los escariadores mecánicos?

Los escariadores de máquinas son adecuados para la producción a gran escala, lo que puede mejorar en gran medida la eficiencia de la producción al tiempo que garantiza la precisión y la estabilidad. Los escariadores manuales son más adecuados para la producción o el mantenimiento a pequeña escala y son flexibles en su funcionamiento, pero relativamente bajos en eficiencia.

2.¿Cuáles son las ventajas de los escariadores de aleación dura sobre los escariadores de acero de alta velocidad?

El escariador de carburo tiene alta dureza y resistencia a la abrasión y es adecuado para el procesamiento de acero inoxidable, hierro fundido y otros materiales duros. En comparación con los escariadores de acero de alta velocidad, los escariadores de aleación dura tienen una vida útil más larga y una mayor eficiencia de corte al procesar materiales duros.

3. ¿Cuál es la diferencia entre un escariador de vástago recto y un escariador cónico en conexión?

El mango de un escariador de vástago recto es cilíndrico y generalmente está conectado al husillo o al portaherramientas de la máquina mediante abrazaderas de resorte, accesorios laterales, etc. El mango del escariador de mango cónico es cónico. Se coloca a través del contacto entre la superficie cónica y la superficie cónica del orificio del husillo de la máquina herramienta.

4. ¿Por qué mi escariador produce orificios de gran tamaño?

El diámetro exterior del escariador puede estar diseñado para ser demasiado grande, o el borde del escariador tiene rebabas, lo que provoca un aumento en el diámetro del orificio del escariador. Además, la velocidad de corte es demasiado rápida, la velocidad de avance no es la correcta, el protagonista del escariador es demasiado grande, el escariador se dobla, la viruta en el borde de corte, etc., también puede afectar el tamaño de la apertura.

Recursos

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