Barra de perfuração de linha no local
A Dongguan Portable Tools, fabricante profissional de máquinas-ferramentas para usinagem no local, projeta máquinas-ferramentas para usinagem no local, incluindo mandrilhadoras portáteis, máquinas portáteis para faceamento de flanges, fresadoras portáteis e outras ferramentas para usinagem no local, de acordo com suas necessidades. Aceitamos ODM/OEM conforme necessário.
Barra de perfuração no localComo parte da máquina de perfuração de linha portátil, podemos fabricar barras de perfuração com comprimentos de até 2.000 a 12.000 metros, de acordo com diferentes tamanhos. E o diâmetro de perfuração pode ser personalizado de 30 mm a 250 mm, de acordo com a necessidade do serviço no local.
O processo de processamento de barras de mandrilar inclui principalmente as seguintes etapas:
Fabricação de materiais: Primeiro, de acordo com o tamanho e o formato da barra de mandrilar a ser processada, selecione as matérias-primas apropriadas para o corte dos materiais.
Martelamento: Martelar os materiais cortados para melhorar a estrutura e o desempenho dos materiais.
Recozimento: Por meio do tratamento de recozimento, o estresse e os defeitos internos do material são eliminados, e a plasticidade e a tenacidade do material são melhoradas.
Usinagem de desbaste: Realizar processamento mecânico preliminar, incluindo torneamento, fresamento e outros processos, para formar o formato básico da barra de mandrilar.
Têmpera e revenimento: Por meio do tratamento de têmpera e revenimento, o material obtém boas propriedades mecânicas abrangentes, incluindo alta resistência e alta tenacidade.
Acabamento: Por meio de retificação e outros processos, a barra de mandrilar é finamente processada para atingir o tamanho e a precisão de formato necessários.
Revenimento em alta temperatura: melhora ainda mais as propriedades mecânicas do material e reduz o estresse interno.
Retificação: Realize a retificação final da barra de mandrilar para garantir sua qualidade de superfície e precisão dimensional.
Revenimento: O revenimento é realizado novamente para estabilizar a estrutura e reduzir a deformação.
Nitretação: A superfície da barra de mandrilar é nitretada para melhorar sua dureza e resistência ao desgaste.
Armazenamento (instalação): Após a conclusão de todo o processamento, a barra de mandrilar é armazenada ou instalada diretamente para uso.
Seleção de materiais e arranjo de tratamento térmico para barras de mandrilar
As barras de mandrilar são geralmente feitas de materiais de alta resistência, alta resistência ao desgaste e alta resistência ao impacto, como o aço estrutural de liga 40CrMo. O processo de tratamento térmico inclui normalização, revenimento e nitretação. A normalização pode refinar a estrutura, aumentar a resistência e a tenacidade; o revenimento pode eliminar o estresse do processamento e reduzir a deformação; a nitretação melhora ainda mais a dureza da superfície e a resistência ao desgaste.
Problemas comuns e soluções para barras de perfuração
Problemas comuns no processamento de barras de mandrilar incluem vibração e deformação. Para reduzir a vibração, métodos de corte multiarestas podem ser utilizados, como o uso de um disco de corte para mandrilar, o que pode melhorar significativamente a eficiência e a estabilidade do processamento.
Para controlar a deformação, é necessário um tratamento térmico adequado e o ajuste dos parâmetros do processo durante o processamento. Além disso, o controle da deformação durante a nitretação dura também é fundamental, e a qualidade precisa ser garantida por meio de testes e ajustes do processo.
O bar chatoÉ um dos principais componentes da máquina-ferramenta. Ele se baseia em duas chaves-guia para guiar e mover-se axialmente para frente e para trás, obtendo avanço axial. Ao mesmo tempo, o fuso oco realiza movimento rotativo através do torque de transmissão da chave para alcançar a rotação circunferencial. A barra de mandrilar é o núcleo do movimento principal da máquina-ferramenta, e sua qualidade de fabricação tem uma influência extremamente importante no desempenho da máquina-ferramenta. Portanto, analisar e estudar o processo de processamento da barra de mandrilar é de grande importância para a confiabilidade, estabilidade e qualidade da máquina-ferramenta.
Seleção de materiais de barras de mandrilar
A barra de mandrilar é o principal componente da transmissão principal e precisa ter altas propriedades mecânicas, como resistência à flexão, resistência ao desgaste e tenacidade ao impacto. Isso requer que a barra de mandrilar tenha tenacidade suficiente no núcleo e dureza suficiente na superfície. O teor de carbono do 38CrMoAlA, um aço estrutural de liga de alta qualidade, garante que o aço tenha resistência suficiente, e elementos de liga como Cr, Mo e Al podem formar uma fase dispersa complexa com o carbono e são distribuídos uniformemente na matriz. Quando submetido a tensões externas, atua como uma barreira mecânica e fortalece. Entre eles, a adição de Cr pode aumentar significativamente a dureza da camada de nitretação, melhorar a temperabilidade do aço e a resistência do núcleo; a adição de Al pode aumentar significativamente a dureza da camada de nitretação e refinar os grãos; e o Mo elimina principalmente a fragilidade da têmpera do aço. Após anos de testes e exploração, o 38CrMoAlA pode atender aos principais requisitos de desempenho das barras de mandrilar e é atualmente a primeira escolha para materiais de barras de mandrilar.
Disposição e função do tratamento térmico da barra de mandrilar
Tratamento térmico: normalização + revenimento + nitretação. A nitretação da barra de mandrilar é a última etapa do processo de tratamento térmico. Para que o núcleo da barra de mandrilar apresente as propriedades mecânicas necessárias, elimine o estresse de processamento, reduza a deformação durante o processo de nitretação e prepare a estrutura para a melhor camada de nitretação, a barra de mandrilar precisa ser adequadamente pré-tratada termicamente antes da nitretação, ou seja, normalização e revenimento.
(1) Normalização. A normalização consiste em aquecer o aço acima da temperatura crítica, mantê-lo aquecido por um período e, em seguida, resfriá-lo com ar. A velocidade de resfriamento é relativamente rápida. Após a normalização, a estrutura de normalização é um bloco de "ferrita + perlita", a estrutura da peça é refinada, a resistência e a tenacidade são aumentadas, a tensão interna é reduzida e o desempenho de corte é aprimorado. O trabalho a frio não é necessário antes da normalização, mas a camada de oxidação e descarbonetação produzida pela normalização levará a desvantagens como aumento da fragilidade e dureza insuficiente após a nitretação, portanto, deve-se deixar uma margem de processamento suficiente no processo de normalização.
(2) Revenimento. A quantidade de processamento após a normalização é grande, e uma grande quantidade de estresse mecânico será gerada após o corte. Para eliminar o estresse mecânico após o desbaste e reduzir a deformação durante a nitretação, é necessário adicionar um tratamento de revenimento após o desbaste. O revenimento é um revenimento em alta temperatura após a têmpera, e a estrutura obtida é uma troostita fina. As peças após o revenimento apresentam tenacidade e resistência mecânica suficientes. Muitas peças importantes precisam ser revenidas.
(3) A diferença entre a estrutura da matriz de normalização e a estrutura da matriz de “normalização + revenimento”. A estrutura da matriz após a normalização é ferrita e perlita em blocos, enquanto a estrutura da matriz após “normalização + revenimento” é uma estrutura de troostita fina.
(4) Nitretação. A nitretação é um método de tratamento térmico que faz com que a superfície da peça tenha alta dureza e resistência ao desgaste, enquanto o núcleo mantém a resistência e a tenacidade originais. O aço contendo cromo, molibdênio ou alumínio alcançará um efeito relativamente ideal após a nitretação. A qualidade da peça de trabalho após a nitretação: ① A superfície da peça de trabalho é cinza-prateada e fosca. ② A dureza da superfície da peça de trabalho é ≥1 000HV, e a dureza da superfície após a retificação é ≥900HV. ③ A profundidade da camada de nitretação é ≥0,56 mm, e a profundidade após a retificação é >0,5 mm. ④ A deformação da nitretação requer runout ≤0,08 mm. ⑤ O nível de fragilidade 1 a 2 é qualificado, o que pode ser alcançado na produção real, e é melhor após a retificação.
(5) A diferença estrutural entre "normalização + nitretação" e "normalização + revenimento + nitretação". O efeito de nitretação de "normalização + têmpera e revenimento + nitretação" é significativamente superior ao de "normalização + nitretação". Na estrutura de nitretação de "normalização + nitretação", existem nitretos quebradiços em forma de agulha, grosseiros e em blocos, que também podem ser usados como referência para analisar o fenômeno de desprendimento da camada de nitretação de barras de mandrilar.
Processo de acabamento de barras de mandrilar:
Processo: corte → normalização → furação e torneamento bruto do furo central → torneamento bruto → têmpera e revenimento → torneamento de semiacabamento → retificação bruta do círculo externo → retificação bruta do furo cônico → raspagem → fresamento de cada ranhura → detecção de falhas → retificação bruta da ranhura (reservando margem de retificação fina) → retificação de semiacabamento do círculo externo → retificação de semiacabamento do furo interno → nitretação → retificação de semiacabamento do furo cônico (reservando margem de retificação fina) → retificação de semiacabamento do círculo externo (reservando margem de retificação fina) → retificação da ranhura → retificação fina do círculo externo → retificação fina do furo cônico → retificação do círculo externo → polimento → fixação.
Processo de acabamento de barras de mandrilar. Como a barra de mandrilar precisa ser nitretada, dois processos de semiacabamento do círculo externo são especialmente organizados. A primeira retificação de semiacabamento é realizada antes da nitretação, com o objetivo de estabelecer uma boa base para o tratamento de nitretação. O objetivo principal é controlar a tolerância e a precisão geométrica da barra de mandrilar antes da retificação, para garantir que a dureza da camada de nitretação após a nitretação seja superior a 900HV. Embora a deformação por flexão seja pequena durante a nitretação, a deformação antes da nitretação não deve ser corrigida, caso contrário, ela só pode ser maior que a deformação original. Nosso processo de fábrica determina que a tolerância do círculo externo durante a primeira retificação de semiacabamento seja de 0,07 a 0,1 mm, e o segundo processo de retificação de semiacabamento é realizado após a retificação fina do furo cônico. Este processo instala um núcleo de retificação no furo cônico e as duas extremidades são empurradas para cima. Uma extremidade empurra o furo central da pequena face da extremidade da barra de mandrilar e a outra extremidade empurra o furo central do núcleo de retificação. Em seguida, o círculo externo é retificado com uma estrutura central formal, sem a remoção do núcleo de retificação. A retificadora estriada é girada para retificar a ranhura. A segunda retificação de semiacabamento do círculo externo visa fazer com que a tensão interna gerada durante a retificação fina do círculo externo seja refletida primeiro, de modo que a precisão da retificação fina da ranhura seja aprimorada e mais estável. Como existe uma base para o semiacabamento do círculo externo, a influência na ranhura durante a retificação fina do círculo externo é muito pequena.
A ranhura é processada com uma retificadora estriada, com uma extremidade voltada para o furo central da face menor da barra de mandrilar e a outra extremidade voltada para o furo central do núcleo de retificação. Dessa forma, durante a retificação, a ranhura fica voltada para cima, e a deformação por flexão do círculo externo e a retidão da guia da máquina-ferramenta afetam apenas a parte inferior da ranhura, com pouco efeito nos dois lados da ranhura. Se uma retificadora de trilho-guia for utilizada para o processamento, a deformação causada pela retidão da guia da máquina-ferramenta e pelo peso próprio da barra de mandrilar afetará a retidão da ranhura. Em geral, é fácil usar uma retificadora estriada para atender aos requisitos de retidão e paralelismo da ranhura.
A retificação fina do círculo externo da barra de mandrilar é realizada em uma retificadora universal, e o método utilizado é o método de retificação longitudinal do centro da ferramenta.
A excentricidade do furo cônico é um dos principais requisitos de precisão do produto final da mandriladora. Os requisitos finais para o processamento do furo cônico são: ① A excentricidade do furo cônico em relação ao diâmetro externo deve ser garantida em 0,005 mm na extremidade do fuso e 0,01 mm a 300 mm da extremidade. ② A área de contato do furo cônico é de 70%. ③ O valor da rugosidade da superfície do furo cônico é Ra = 0,4 μm. O método de acabamento do furo cônico: um é deixar uma margem e, em seguida, o contato do furo cônico atinge a precisão do produto final por autoretificação durante a montagem; o outro é atender diretamente aos requisitos técnicos durante o processamento. Nossa fábrica agora adota o segundo método, que é usar uma tampa para prender a extremidade traseira da barra de mandrilar M76X2-5g, usar uma estrutura central para definir o círculo externo φ 110h8MF na extremidade frontal, usar um micrômetro para alinhar o círculo externo φ 80js6 e retificar o furo cônico.
A retificação e o polimento são os processos de acabamento final da barra de mandrilar. A retificação permite obter uma precisão dimensional muito alta e uma rugosidade superficial muito baixa. De modo geral, o material da ferramenta de retificação é mais macio do que o material da peça de trabalho e possui uma estrutura uniforme. A ferramenta de retificação de ferro fundido mais comumente utilizada (ver Figura 10), adequada para o processamento de diversos materiais da peça e para retificação fina, garante boa qualidade de retificação e alta produtividade, além de ser fácil de fabricar e de baixo custo. No processo de retificação, o fluido de retificação não apenas desempenha um papel na mistura de abrasivos, lubrificação e resfriamento, mas também desempenha um papel químico para acelerar o processo de retificação. Ele adere à superfície da peça de trabalho, causando a formação rápida de uma camada de óxido na superfície da peça de trabalho, que atua no alisamento dos picos na superfície da peça de trabalho e na proteção dos vales na superfície da peça de trabalho. O abrasivo utilizado na retificação da barra de mandrilar é uma mistura de pó de corindo branco, óxido de alumínio branco e querosene.
Embora a barra de mandrilar tenha alcançado boa precisão dimensional e baixa rugosidade superficial após o desbaste, sua superfície é incrustada com areia e apresenta coloração preta. Após a montagem da barra de mandrilar com o fuso oco, a água preta escorre. Para eliminar a areia de moagem incrustada na superfície da barra de mandrilar, nossa fábrica utiliza uma ferramenta de polimento de fabricação própria para polir a superfície da barra de mandrilar com óxido de cromo verde. O efeito real é muito bom. A superfície da barra de mandrilar é brilhante, bonita e resistente à corrosão.
Inspeção de barra de perfuração
(1) Verifique a retilinidade. Coloque um par de ferros em V de altura igual na plataforma do nível 0. Coloque a barra de mandrilar sobre o ferro em V, e a posição do ferro em V é 2/9L de φ 110h8MF (ver Figura 11). A tolerância de retilinidade em todo o comprimento da barra de mandrilar é de 0,01 mm.
Primeiro, use um micrômetro para verificar a isometria dos pontos A e B em 2/9L. As leituras dos pontos A e B são 0. Em seguida, sem mover a barra de mandrilar, meça as alturas do meio e dos dois pontos finais a, b e c e registre os valores; mantenha a barra de mandrilar axialmente estacionária, gire-a 90° manualmente e use um micrômetro para medir as alturas dos pontos a, b e c e registre os valores; em seguida, gire a barra de mandrilar 90°, meça as alturas dos pontos a, b e c e registre os valores. Se nenhum dos valores detectados exceder 0,01 mm, significa que a peça está qualificada e vice-versa.
(2) Verifique o tamanho, a circularidade e a cilindricidade. O diâmetro externo da barra de mandrilar é verificado com um micrômetro externo. Divida o comprimento total da superfície polida da barra de mandrilar φ 110h8MF em 17 partes iguais e use um micrômetro de diâmetro externo para medir o diâmetro na ordem dos radiais a, b, c e d, e registre os dados medidos na tabela de registro de inspeção da barra de mandrilar.
O erro de cilindricidade refere-se à diferença de diâmetro em uma direção. De acordo com os valores horizontais na tabela, o erro de cilindricidade na direção a é 0, o erro na direção b é 2 μm, o erro na direção c é 2 μm e o erro na direção d é 2 μm. Considerando as quatro direções a, b, c e d, a diferença entre os valores máximo e mínimo é o verdadeiro erro de cilindricidade de 2 μm.
O erro de circularidade é comparado com os valores nas linhas verticais da tabela, e o valor máximo da diferença entre os valores é considerado. Se a inspeção da barra de mandrilar falhar ou um dos itens exceder a tolerância, é necessário continuar a retificação e o polimento até que a tolerância seja atendida.
Além disso, durante a inspeção, deve-se prestar atenção à influência da temperatura ambiente e da temperatura do corpo humano (micrômetro de retenção) nos resultados da medição, e deve-se prestar atenção à eliminação de erros negligentes, reduzindo a influência dos erros de medição e tornando os valores de medição o mais precisos possível.
Se você precisar dobarra de perfuração no localpersonalizado, entre em contato conosco para mais informações.
