As brocas, como as ferramentas de corte mais comuns na usinagem de furos, são amplamente utilizadas na fabricação mecânica, especialmente para usinar furos em peças como dispositivos de resfriamento, chapas tubulares de equipamentos de geração de energia e geradores de vapor. A sua aplicação é particularmente extensa e importante.
I. Características da Perfuração
As brocas normalmente têm duas arestas de corte principais. Durante a usinagem, a broca corta enquanto gira. O ângulo de inclinação da broca aumenta do eixo central até a borda externa; a velocidade de corte é maior próximo ao círculo externo e diminui em direção ao centro, chegando a zero no centro de rotação. A borda cinzelada da broca está localizada próxima ao eixo central de rotação. Possui grande ângulo de saída secundário, sem espaço para cavacos e baixa velocidade de corte, gerando significativa resistência axial. Se a aresta do cinzel for retificada no tipo A ou C de acordo com DIN 1414, a aresta de corte próxima ao eixo central terá um ângulo de inclinação positivo, o que pode reduzir a resistência de corte e melhorar significativamente o desempenho de corte.
As brocas podem ser classificadas em vários tipos com base no formato, material, estrutura e função da peça, como brocas de aço rápido-(brocas helicoidais, brocas-multifuros, brocas planas), brocas de metal duro, brocas para furos rasos indexáveis, brocas para furos profundos, brocas de agrupamento e brocas de cabeça intercambiável.
II. Quebra e remoção de cavacos
O corte da broca ocorre no espaço confinado de um furo e os cavacos devem ser removidos através das ranhuras de corte da broca. Portanto, o formato do cavaco afeta muito o desempenho de corte da broca. Os formatos comuns de chips incluem chips em flocos, chips tubulares, chips em forma de agulha, chips em espiral cônica, chips em forma de fita, chips em formato de leque- e chips em pó.
A chave para a perfuração – controle de cavacos
Quando o formato do chip for inadequado, ocorrerão os seguintes problemas:
① Lascas finas obstruem as ranhuras de corte, afetando a precisão da perfuração, reduzindo a vida útil da broca e até mesmo causando quebra da broca (por exemplo, lascas pulverulentas, lascas em forma de leque, etc.);
② Lascas longas envolvem a broca, dificultando a operação, causando a quebra da broca ou impedindo a entrada de fluido de corte no furo (por exemplo, lascas em espiral, lascas de fita, etc.).
Como resolver o problema do formato inadequado do chip:
① Métodos como aumento da taxa de avanço, avanço intermitente,-reafiação da borda do cinzel e instalação de quebra-cavacos podem ser usados individualmente ou em combinação para melhorar a quebra e remoção de cavacos, eliminando problemas causados por cavacos.
② Brocas especializadas-que quebram cavacos podem ser usadas. Por exemplo, adicionar uma aresta de quebra de cavacos projetada-às ranhuras da broca quebra os cavacos em fragmentos mais facilmente removidos. Os fragmentos são descarregados suavemente ao longo das ranhuras, evitando entupimentos. Portanto, as novas brocas-quebradoras de cavacos alcançam um efeito de corte muito mais suave do que as brocas tradicionais.
Simultaneamente, os cavacos metálicos curtos e fragmentados facilitam o fluxo do líquido refrigerante para a ponta da broca, melhorando ainda mais a dissipação de calor e o desempenho de corte durante a usinagem. Além disso, como a borda de quebra de cavaco recém-adicionada-penetra toda a ranhura da broca, ela mantém seu formato e função mesmo após vários ciclos de{2}}afiação. Além das melhorias funcionais mencionadas, vale ressaltar que esse design fortalece a rigidez do corpo da broca, aumentando significativamente o número de furos que podem ser perfurados em um único-ciclo de afiação.
III. Precisão de Perfuração
A precisão de um furo é determinada principalmente por fatores como diâmetro do furo, precisão posicional, coaxialidade, circularidade, rugosidade da superfície e rebarbas na abertura do furo.
Fatores que afetam a precisão do furo usinado durante a furação:
① Precisão de fixação da broca e condições de corte, como porta-ferramenta, velocidade de corte, taxa de avanço e fluido de corte;
② Tamanho e formato da broca, como comprimento da broca, formato da aresta de corte e formato do núcleo;
③ Formato da peça de trabalho, como o formato da parede lateral do furo, formato da abertura do furo, espessura e status de fixação.
Ampliando
O alargamento é causado pela oscilação da broca durante a usinagem. A oscilação do porta-ferramenta afeta significativamente o diâmetro do furo e a precisão do posicionamento. Portanto, o porta-ferramenta deve ser substituído imediatamente quando estiver muito desgastado. Medir e ajustar a oscilação é difícil ao fazer furos pequenos, por isso é melhor usar uma broca de-haste grande e pequeno-diâmetro com boa coaxialidade entre a aresta de corte e a haste. Ao usar brocas reafiadas, a diminuição na precisão do furo geralmente se deve à assimetria no formato traseiro. Controlar a diferença de altura da aresta de corte pode efetivamente suprimir o alargamento do furo.
Redondeza do furo
Devido à vibração da broca, o formato do furo perfurado é facilmente poligonal, resultando em padrões rebitados na parede do furo. Os buracos poligonais comuns são frequentemente triangulares ou pentagonais. A razão para os furos triangulares é que a broca tem dois centros de rotação durante a perfuração, vibrando a uma frequência de uma vez a cada 600 graus. A principal causa desta vibração é um desequilíbrio na resistência ao corte. Após uma rotação da broca, devido à baixa circularidade do furo, a resistência ao corte torna-se desequilibrada durante a segunda rotação, repetindo a vibração anterior, mas com uma ligeira mudança de fase, resultando em padrões de rebitagem na parede do furo. Quando a profundidade de perfuração atinge um determinado nível, o atrito entre a ponta da broca e a parede do furo aumenta, a vibração diminui, o estriado desaparece e a circularidade melhora. Este tipo de furo aparece em formato de funil-na seção longitudinal. Pela mesma razão, furos pentagonais e heptagonais também podem aparecer durante o corte. Para eliminar esse fenômeno, além de controlar fatores como vibração do mandril, diferença de altura da aresta de corte e assimetria no formato do flanco e da aresta de corte, medidas devem ser tomadas para melhorar a rigidez da broca, aumentar o avanço por revolução, reduzir o ângulo de incidência e re-afiar a aresta do cinzel.
Perfuração em superfícies inclinadas e curvas
Quando a face de corte ou superfície de penetração da broca é uma superfície inclinada, uma superfície curva ou um degrau, a precisão do posicionamento é baixa porque a broca realiza corte radial-de um lado, reduzindo a vida útil da ferramenta.
Para melhorar a precisão do posicionamento, as seguintes medidas podem ser tomadas:
1. Faça primeiro um furo central;
2. Fresar o assento do furo com uma fresa de topo;
3. Selecione uma broca com boa penetração e rigidez;
4. Reduza a taxa de alimentação.
Remoção de rebarbas
Durante a furação, muitas vezes aparecem rebarbas na entrada e na saída do furo, especialmente na usinagem de materiais tenazes e chapas finas. Isso ocorre porque à medida que a broca se aproxima da penetração, a peça sofre deformação plástica. A porção triangular que deve ser cortada pela aresta de corte próxima à aresta externa é deformada para fora pela força de corte axial e ainda mais enrolada sob a ação do chanfro e da aresta de corte da broca, formando uma rebarba ou aresta laminada.
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4. Condições de processamento de perfuração
A maioria dos catálogos de brocas contém uma "Tabela de referência de parâmetros básicos de corte" organizada por material sendo processado. Os usuários podem consultar os parâmetros de corte fornecidos para selecionar as condições de corte apropriadas para perfuração. A adequação das condições de corte selecionadas deve ser avaliada através de corte experimental, considerando fatores como precisão de usinagem, eficiência de usinagem e vida útil da broca.
1. Vida útil da broca e eficiência de usinagem
Sob a premissa de atender aos requisitos técnicos da peça de trabalho, a adequação do uso da broca deve ser avaliada de forma abrangente com base na vida útil da broca e na eficiência da usinagem. O caminho de corte pode ser usado como uma métrica de avaliação da vida útil da broca; a taxa de avanço pode ser usada como uma métrica de avaliação da eficiência da usinagem. Para brocas de aço rápido-, a vida útil é significativamente afetada pela velocidade de rotação e menos pelo avanço por rotação. Portanto, aumentar o avanço por revolução pode melhorar a eficiência da usinagem e, ao mesmo tempo, garantir uma vida útil mais longa da broca. Entretanto, deve-se observar que o avanço excessivo por rotação irá engrossar os cavacos, dificultando a quebra dos cavacos. Portanto, é essencial determinar a faixa ideal de avanço por rotação para uma quebra de cavacos bem-sucedida em cortes de teste. Para brocas de metal duro, a aresta de corte tem um chanfro maior ao longo da direção do ângulo de inclinação negativo, resultando em uma faixa selecionável menor para avanço por revolução em comparação com brocas de aço rápido-. Exceder esta faixa durante a usinagem reduzirá a vida útil da broca. Como as brocas de metal duro têm maior resistência ao calor do que as brocas de aço rápido, a velocidade de rotação tem impacto mínimo na vida útil da broca. Portanto, aumentar a velocidade de rotação pode melhorar a eficiência da usinagem e, ao mesmo tempo, garantir a vida útil da broca.
2. Uso adequado de fluido de corte
O corte da broca ocorre no espaço confinado de um furo, portanto, o tipo e o método de aplicação do fluido de corte impactam significativamente a vida útil da broca e a precisão da usinagem do furo. Os fluidos de corte podem ser amplamente classificados em tipos-solúveis em água e não-solúveis-em água. Os fluidos de corte não solúveis em-água-oferecem melhores propriedades de lubrificação, umectação e anti{7}}aderência, além de fornecerem prevenção contra ferrugem. Os fluidos de corte-solúveis em água oferecem melhores propriedades de resfriamento, não-fumaçam e não-inflamáveis. Devido a considerações de proteção ambiental, o uso de fluidos de corte-solúveis em água aumentou significativamente nos últimos anos. No entanto, taxas de diluição inadequadas ou deterioração do fluido de corte podem reduzir drasticamente a vida útil da ferramenta, portanto, deve-se prestar muita atenção durante o uso. Independentemente de o fluido de corte ser solúvel em água-ou não-solúvel em água-, é essencial garantir que o fluido atinja o ponto de corte adequadamente. Além disso, a vazão, a pressão, o número de bicos e o método de resfriamento (resfriamento interno ou externo) devem ser rigorosamente controlados.
V.
Reafiação de broca
Critérios de reafiação de broca
Os critérios para determinar se uma broca precisa ser reafiada são:
1. Quantidade de desgaste da aresta de corte, aresta do cinzel e facetas da cinta de corte;
2. Precisão dimensional e rugosidade superficial do furo usinado;
3. Cor e formato dos chips;
4. Resistência ao corte (valores indiretos como corrente do fuso, ruído e vibração);
5. Quantidade de trabalho concluído, etc.
Na utilização real, um critério preciso e conveniente deve ser determinado a partir dos indicadores acima com base em circunstâncias específicas. Ao usar a quantidade de desgaste como critério, o período de reapertagem ideal com a melhor eficiência econômica deve ser identificado. Como as principais áreas de afiação são a parte traseira da cabeça e a borda do cinzel, o desgaste excessivo da broca leva a tempos de afiação mais longos, maiores volumes de retificação e menos ciclos de reafiação (vida útil total da ferramenta=vida útil da ferramenta após a reafiação × número de ciclos de reafiação), encurtando, em última análise, a vida útil total da broca. Ao utilizar como critério a precisão dimensional do furo usinado, devem ser utilizados medidores ou medidores limite para verificar o alargamento e a retilineidade do furo; se esses valores forem excedidos, a broca deverá ser reafiada-imediatamente. Ao usar a resistência de corte como critério, podem ser usados métodos como a parada automática da máquina quando um valor limite definido (por exemplo, corrente do fuso) é excedido. Ao gerenciar limites de quantidade de usinagem, os critérios acima devem ser considerados de forma abrangente para definir os padrões apropriados.
Métodos de afiação de broca
Ao reafiar brocas, é melhor usar uma máquina de afiar brocas dedicada ou uma retificadora de ferramentas universal. Isto é crucial para garantir a vida útil da broca e a precisão da usinagem. Se a broca original estiver em boas condições, ela poderá ser-afiada novamente de acordo com o projeto original. Se a broca original apresentar defeitos, o formato posterior poderá ser modificado adequadamente e a borda do cinzel poderá ser reafiada-de acordo com o uso pretendido.
Os seguintes pontos devem ser observados ao afiar:
1. Evite o superaquecimento para evitar a redução da dureza da broca;
2. Remova todos os danos à broca (especialmente danos à aresta de corte);
3. O formato da broca deve ser simétrico;
4. Tome cuidado para não danificar a aresta de corte durante a afiação e remova quaisquer rebarbas após a afiação;
5. Para brocas de metal duro, o formato de afiação tem um impacto significativo no desempenho da broca. O formato da broca na fábrica é o formato ideal obtido por meio de projeto científico e testes repetidos; portanto, o formato original da aresta de corte geralmente deve ser mantido durante a-afiação.
