Fordele, ulemper og anvendelser af reaming -værktøjer

Omfattende introduktion af reamer -reaming -værktøjer: Fordele, ulemper og applikationsanalyse

Som et nøgleværktøj inden for hulforarbejdning spiller Reamer en uundværlig rolle i moderne mekanisk fremstilling. Denne artikel vil omfattende introducere arbejdsprincippet og type egenskaber ved reamer -reaming -værktøjer, dybt analysere dens betydelige fordele i forhold til andre hulforarbejdningsmetoder, objektivt evaluere dens begrænsninger og udforske selektionskriterierne og typiske applikationsscenarier for forskellige reamer -typer. Ved at sammenligne med traditionelle borings- og kedsprocesser og introducere innovative teknologier såsom flydende reamer-håndtag, vil læserne få en omfattende og dybdegående forståelse af reamer-værktøjer, hvilket giver professionel reference til værktøjsvalg i faktisk produktion.

Grundlæggende koncepter og arbejdsprincipper for reamer -reaming -værktøjer

En reamer er et multi-kant-banebrydende værktøj, der bruges til præcisionshulbehandling, som er specielt brugt til at afslutte præborede huller for at opnå højere dimensionel nøjagtighed og overfladekvalitet. En reamer består normalt af en arbejdsdel, en hals og en skaft, hvor arbejdsdelen indeholder flere jævnt distribuerede skærekanter, der fungerer sammen for at fjerne en lille mængde materiale på hulvæggen og derved korrigere geometrien og overfladen ruhed i hullet. Arbejdsprincippet for reameren er baseret på dets unikke strukturelle design: Når reameren roterer og foder aksialt, deltager flere skærekanter i skæring på samme tid og fjerner jævnt hulvægsmaterialet. Denne multi-kant-banebrydende funktion gør det muligt for reameren at opnå mere stabile behandlingsresultater og højere behandlingseffektivitet end værktøjer til enkeltkant6.

Reamers kan opdeles i mange typer i henhold til forskellige klassificeringsstandarder. I henhold til værktøjsstrukturen kan de opdeles i integrerede reamers og justerbare reamers; I henhold til skæredelmaterialet kan de opdeles i højhastighedsstålreamere, carbidreamers og diamantreamere osv.; I henhold til chipfjernelsesretningen kan de opdeles i lige rille -reamers og spiralgriller; I henhold til brugsmetoden kan de opdeles i håndreamere og maskinreamere. Blandt dem er integrerede carbide -reamers især vidt brugt i moderne præcisionsbearbejdning på grund af deres høje hårdhed, høje slidstyrke og god bøjningsstyrke7. Det flydende reamerhåndtag er en innovativ teknologi udviklet i de senere år. Det indser kontinuerlig aksial afbøjning og radial oversættelse gennem en speciel intern struktur, så midten af ​​den klemte reamer let kan flyde 360 ​​grader rundt om midten af ​​maskinværktøjsspindlen i dets lodrette plan og derved markant forbedre reaming -nøjagtigheden.

Skæreprocessen for reamer er en kompleks metalfjernelsesproces, der involverer skærekraft, skæring af varme, værktøjsslitage og andre faktorer. I modsætning til traditionelle enkeltpunktsskæreværktøjer gør det multi-kantdesign af reamer sin skæreproces glattere og skærekraftfordelingen mere jævn. Under ideelle forhold skal hver forkant af reameren deltage i den samme mængde skærearbejde for at sikre, at det forarbejdede hul har høj rundhed og cylindricitet. På grund af faktisk behandling på grund af påvirkningen af ​​faktorer som koaksialitetsfejlen mellem maskinværktøjspindlen og reameren, har centrifugalkraften af ​​rotation osv. Imidlertid den traditionelle stift forbundne reamer ofte kun et par klinger, der stikker ud i den roterende bane -cirkel, der virkelig er involveret i skæring, hvilket ikke kun påvirker behandlingen af ​​behandlingen, men også forkorter værktøjet Life12. Eksistensen af ​​dette problem har ført til udvikling og anvendelse af nye teknologier såsom flydende reamer -håndtag.

Hovedfordele ved reamer -reaming -værktøjer

Reamer reaming -værktøjer har en række betydelige fordele inden for behandling af præcisionshul, hvilket gør dem til en uundværlig behandlingsmetode i mange industrielle anvendelser. Først og fremmest, hvad angår behandlingsnøjagtighed, kan reamer opnå ekstremt høj dimensionel nøjagtighed og form og positionstolerancer. Rundheden af ​​huller, der er behandlet af højtydende reamers, kan kontrolleres inden for 1μM, cylindriciteten er mindre end 1,5 um, ruheden kan nå RA0,2 um, og den dimensionelle nøjagtighed kan normalt nå H7 og H8-tolerance-grader57. Især når det bruges sammen med flydende reamerhåndtag, kan den runde og cylindricitet af den reamede huldiameter endda nå et ultrahøjt præcisionsniveau på 0,002 mm, og overfladefremheden kan også stabiliseres ved Ra0.2um. Dette præcisionsniveau har nærmet sig eller nået behandlingsniveauet for honing og slibning.

Produktivitet er en anden stor fordel ved reamer. Sammenlignet med single-point kedelige, højtydende reamers har 4 til 16 skærekanter, og teoretisk kan deres tilførselshastighed øges med 4 til 16 gange, hvilket markant forkorter behandlingscyklustiden. Anvendelsen af ​​flydende reamerhåndtag forbedrer yderligere effektiviteten. Det kan automatisk justere midten af ​​det forarbejdede hul og automatisk justere spindlen for at sikre, at REAMER -midtlinjen er parallelt med midtlinjen i det forarbejdede hul, hvilket eliminerer det kedelige værktøjsindretning og kalibreringsproces i traditionelle metoder, så den første behandlede hul kan opfylde kvalitetskravene28. Derudover kan reamer -behandling normalt undgå den efterfølgende honing -proces og direkte opnå den krævede overfladekvalitet, hvilket ikke kun reducerer behandlingstrinnene, men også reducerer de faste aktivinvesteringer3.

Med hensyn til værktøjets levetid klarer reameren også godt. Især når du bruger et flydende reamerhåndtag, kan værktøjets levetid udvides med mindst 5 gange, fordi alle skærekanterne på reameren kan være jævnt involveret i skæring uden vibration28. Den fulde carbide-integrerede reamer bruger høj kvalitet, stærkt slidbestandig ultra-fine korncarbidmaterialer, som har god bøjningsstyrke, høj hårdhed og høj slidstyrke. Dets levetid er normalt mere end 10 gange den med højhastighedsstålreamers og almindelige carbide reamers57. Anvendelsen af ​​visse specielle belægninger kan yderligere forbedre slidmodstanden og levetiden for reameren, især når man behandler vanskelige at skære materialer.

De relativt lave krav fra reameren til værktøjsmaskiner er også værd at bemærke. Traditionel højpræcisionshulbehandling kræver ofte højpræcisionsboringsmaskiner eller slibemaskiner, men med brug af flydende reamerhåndtag kan selv almindelige drejebænke, boremaskiner og andet udstyr behandle high-præcision Hole Products28. Denne funktion gør det muligt for små og mellemstore virksomheder at opnå præcisionshulbehandling uden enorme udstyrsinvesteringer, hvilket i høj grad reducerer produktionsomkostningerne og tekniske barrierer. På samme tid er reamer -behandlingsprocessen stabil og pålidelig, let at betjene og kræver ikke dyre værktøjsindstillingsinstrumenter til gentagen debugging, der undgår generering af skrot under fejlfindingsprocessen5.

Fra et økonomisk perspektiv, selv om de indledende værktøjsomkostninger ved reamer-behandling kan være høje, i betragtning af faktorer såsom behandlingseffektivitet, værktøjslevetid og skrothastighed, er dets enkelthuls behandlingsomkostninger ofte flere gange lavere end ved at bruge importerede high-end kedelige værktøjer eller honing-processer5. Især i masseproduktion behøver reameren ikke ofte udskiftes og justeres, og hjælpearbejdningstiden reduceres kraftigt, hvilket forbedrer de samlede økonomiske fordele 6 yderligere. Til behandlingsscenarier, der bruger dyre materialer (såsom inkonkelslegeringer og titanlegeringer, der ofte bruges i luftfartsfeltet), er omkostningsbesparelserne, der er anlagt af den høje stabilitet og den lave skrothastighed for reameren, især betydelige6.

Begrænsninger af reamer -reaming -værktøjer

Selvom Reamer har mange fordele inden for hulforarbejdning, har det også nogle iboende begrænsninger. At forstå disse begrænsninger er afgørende for det korrekte valg af behandlingsteknologi. Begrænsninger i geometrisk nøjagtighed er en af ​​de mest åbenlyse ulemper ved reamer. Selvom reamer kan give ekstremt høj dimensionel nøjagtighed og overfladefinish, er det ofte ikke så ideelt som kedeligt med hensyn til geometriske tolerancer som hulrunde, lige og lodrethed.7 Især når den flydende ærme bruges til at klemme reameren, kan det kun korrigere huldiameteren og ruheden i den behandlede bundhul, men ikke kan korrigere positionens afvigelse af hullet. Selv hvis reamer -muffen bruges til vejledning, kan hulpositionsafvigelsen kun delvist korrigeres, og cylindriciteten af ​​hullet er stadig vanskelig at garantere.7 Denne funktion bestemmer, at reameren ikke er egnet til behandling af scenarier med ekstremt høje krav til hulpositionsnøjagtighed.

Reamers har også visse begrænsninger i procestilpasningsevne. Traditionelle reamers kræver normalt forbehandlede huller for at have gode indledende betingelser, fordi reaminggodtgørelsen generelt er lille (ca. 0,1-0,3 mm), og overdreven kvote vil forårsage værktøjsoverbelastning og hurtig slid.6 Dette betyder, at det, inden brug af reameren skal gennemgå forbearbejdningsprocesser, såsom boring og reaming, hvilket øger kompleksiteten i processen. Derudover er justeringsområdet for skæreparametre for reamer relativt begrænset. Når en reamer med en specifik diameter er valgt, er den forarbejdede huldiameter dybest set fast, i modsætning til kedelige værktøjer, som let kan justeres til at ændre huldiameterstørrelsen6. Selvom nogle specielt designet boring og reaming af sammensatte værktøjer forsøger at kombinere boring og reaming, har de ofte problemer, såsom vanskelig chipfjernelse og vanskeligheder med at tage hensyn til kravene i forskellige processer i faktiske anvendelser, især når de behandler blinde huller.4.

Fjernelse af chip og køleproblemer er også almindelige udfordringer i reaming. Hvis de chips, der genereres under reaming -processen, ikke fjernes glat, er det let at ridse den bearbejdede overflade eller få værktøjet til at sidde fast. Selvom det interne køle-reamer-design (såsom KKJ-serien højhastigheds intern køle-reamer) effektivt forbedrer dette problem gennem Central Axial Cooling Channel, kræver dette design, at maskinværktøjet har tilsvarende intern kølefunktionsstøtte5. Når udstyret mangler intern kølefunktion, kan det kun stole på ekstern hældning af skærefluid, hvilket vil få skærehastigheden til at falde og kræve, at den ydre skærevæske opretholder tilstrækkeligt tryk til at opnå den ideelle effekt5. Til dybt hullers reaming er problemer med afkøling og chipfjernelse mere fremtrædende. Selv hvis et internt kølingsdesign vedtages, svækkes køleeffekten gradvist, når huldybden øges.

Fra perspektivet af værktøjsomkostninger og vedligeholdelse er de oprindelige købsomkostninger for højpræcisionsreamere, især solide carbidreamers og specielle reamers, relativt høje . Selvom det måske er mere omkostningseffektivt set fra langtidsbrug, er denne høje indledende investering muligvis ikke økonomisk til produktionsscenarier med små batch eller F & U-forsøg. Derudover kræver skærpning og rekonditionering af reamers professionelt udstyr og teknologi, hvilket er vanskeligt for almindelige brugere at gennemføre af sig selv. Det skal normalt sendes tilbage til professionelle producenter for behandling, hvilket øger vedligeholdelsesomkostningerne og nedtime67. I modsætning hertil er kedelige værktøjer med indeksbare indsatser mere fleksible og praktiske i indsatsudskiftning og justering.

Med hensyn til materiel tilpasningsevne, selvom moderne reamers kan behandle en række forskellige materialer fra almindeligt kulstofstål til høje temperaturlegeringer, er det stadig nødvendigt at udvikle specielle reamers og generelle reamers, og generelle reamers, og generelle reamers, og generelle reamers, og generelle reamers, og generelle reamers, ofte udfører højhårdhed eller høj-slår-resistente materialer) . For eksempel, når man behandler superhardmaterialer såsom hærdet stål og keramik, er konventionelle reamers tilbøjelige til hurtig slid og endda flisning. Særlige materialer (såsom PCD eller polykrystallinsk diamant) eller reamers med specielle geometriske design er påkrævet for at opnå tilfredsstillende resultater6.

Karakteristika og udvælgelseskriterier for forskellige typer reamers

Der er mange typer reamers. I henhold til forskellige behandlingskrav og betingelser er det nødvendigt at vælge den passende type reamer. Solid carbidreamers repræsenterer udviklingsretningen for højpræcisionsreamere. Deres klinger og skærerlegemer er lavet af faste ultra-fine korncarbidmaterialer, som har god bøjningsstyrke, høj hårdhed og høj slidbestandighed7. Denne type reamer undgår ulemperne ved svejste klinger. Ved at optimere banebrydende geometri-parametre tilpasser den sig krav til højhastighedsskærende og vedtager internt kølingsdesign for at sikre køleeffekten under dyb hulforarbejdning. Solid carbidreamere er især velegnede til højpræcision, masseproduktionsscenarier og kan opfylde H7- og H8-tolerancekrav. Overflades ruhed kan nå RA3.2 eller over7. Dog er omkostningerne relativt høje, og de er generelt ikke justerbare. Det er velegnet til præcisionsbehandling med fast åbning.

Justerbare reamers giver brugerne større fleksibilitet. De kan ændre diameter inden for et bestemt interval gennem mekanisk justering for at kompensere for værktøjsslitage eller tilpasse sig forskellige åbningskrav6. Justerbare reamers er opdelt i to hovedtyper: udvidelige reamers og radialt justerbare reamers. Udvidelige reamers er målrettet mod den gennemsnitlige blænde og kan ekspandere flere gange, indtil overfladegruheden ikke længere opfylder kravene; Radialt justerbare reamers opnår fin diameterjustering gennem en præcisions trådmekanisme6. Justerbare reamers er især egnede til bearbejdningsscenarier med relativt store tolerancer, men ikke ekstremt høje overfladebehandlingskrav, såvel som arbejdsforhold, hvor værktøjsslitage er hurtig og hyppig udskiftning er uøkonomisk. Imidlertid er strukturen af ​​justerbare reamers relativt kompleks, og deres stivhed og præcision er normalt lidt lavere end for integrerede reamers.

Den flydende reamer -skaft er en vigtig innovation inden for reaming -teknologi i de senere år. Det er ikke selve reameren, men den nøglegrænsefladekomponent, der forbinder maskinværktøjspindlen og reameren. Den specielle struktur inde i den flydende reamer -skaft tillader kontinuerlig aksial afbøjning og radial oversættelse, hvilket giver REAMER -centret mulighed for at flyde 360 ​​grader omkring midten af ​​maskinværktøjsspindlen i dets lodrette plan. Dette design kompenserer effektivt for afvigelsen mellem reamercentret og midten af ​​det forarbejdede hul, hvilket eliminerer påvirkningen af ​​den radiale runout af maskinværktøjsspindlen. Når du bruger et flydende reamerhåndtag, kan reamer automatisk justere hulcentret for at sikre, at reamercenterlinjen er parallelt med midtlinjen i det forarbejdede hul, så alle klinger er jævnt involveret i skæring, hvilket forbedrer behandlingskvaliteten markant og forlænger værktøjets levetid. Den radiale flydende række af det flydende reamerhåndtag kan normalt nå 1,5 mm, og swingvinklen kan nå 1 °. Det flydende beløb kan kontrolleres nøjagtigt ved at justere møtrikken og den centrerende ærme.

Højhastigheds interne køle-reamers (såsom KKJ-serien) er specielt optimeret til at løse problemet med utilstrækkelig afkøling af traditionelle reamers. Centret er forsynet med en kølevæskekanal, der går lige gennem klingen langs den aksiale retning. Højtryksskærende væske indsprøjtes fra håndtagets hale og skyndte sig ud fra bladhullet for effektivt at afkøle skæreområdet og fjerne chips. Dette design er især velegnet til behandling af dyb hul og vanskelig behandling af materialer og kan forbedre behandlingen af ​​behandling af kvalitet og værktøj. Gun-type reamers og multi-joint reamers i KKJ-serien er designet til højhastighedsskæring af CNC-værktøjsmaskiner. De er lette at betjene og kræver ikke fejlsøgning. Skærevolumen er meget større end den for single-edge kedelige værktøjer. Når udstyret mangler intern kølefunktion, kan skærevæske også hældes eksternt, men behandlingseffektiviteten reduceres.

Der er mange faktorer, der skal overvejes, når man vælger en reamer: behandlingsmaterialet bestemmer materialet og belægningen af ​​reameren. F.eks. Kan højtydende reamer med specifik belægning være påkrævet til behandling af rustfrit stål; Størrelsen og dybden af ​​åbningen påvirker aspektforholdet og kølemetoden valg af reamer; Præcisionskravene bestemmer, om der kræves en flydende skaft eller en fast carbidreamer; Produktionsbatchet påvirker, om det er mere økonomisk at vælge en standardreamer eller en justerbar reamer; Udstyrsbetingelserne bestemmer, om en intern køling -reamer kan bruges, eller om der kræves en flydende kompensationsfunktion. 67. Generelt set er storskala højpræcisionsproduktion velegnet til faste carbidreamere med flydende skaft; Små portioner af flere sorter er egnede til justerbare reamers; Dyb hulbehandling prioriterer internt kølingsdesign; Almindelig udstyrsbehandling af huller med høj præcision kræver en flydende reamer-skaft for at kompensere for maskinværktøjsfejl. 

Applikationsscenarier og udviklingstendenser for reamer

Reamer reaming -værktøjer er blevet vidt brugt i mange industrielle felter på grund af deres høje præcision og høj effektivitet. Bilproduktion er en af ​​industrierne med den mest koncentrerede brug af reamers, især præcisionshulets behandling af nøglekomponenter såsom motorcylinderblokke, cylinderhoveder, forbindelsesstænger, krumtapaksler osv., Som har en stor efterspørgsel efter reamers og ekstremt høje krav18. Flydende reamer -håndtag er især vidt brugt i bilproduktionslinjer for biler. De kan stabilt sikre den dimensionelle nøjagtighed og form og positionstolerancer for nøglepatchende huller, mens de forbedrer produktionseffektiviteten i høj grad. F.eks. Kræver pinhullerne og bolthullerne i motorcylindre normalt rundhed og cylindricitet inden for 0,005 mm og overfladegruhed under RA0.4. Disse krav kan kun opnås stabilt ved højtydende reamers med flydende håndtag.

Kravene til reamers i rumfartsfeltet er strengere. Branchen bruger et stort antal vanskelige at behandle materialer såsom titanlegeringer og nikkelbaserede høje temperaturlegeringer, og præcisionen af ​​delhulbehandling er ekstremt høj6. Ramning af rumfartsdele kræver ikke kun nøjagtige dimensioner, men også særlige krav til hullernes træthedsydelse. Derfor anvendes reamers med specielle geometriske former og belægninger ofte. I disse applikationer er den høje stabilitet og den lave skrothastighed af reameren særlig vigtige, fordi luftfartsmaterialer normalt er meget dyre, og reducerende skrot kan direkte bringe betydelige omkostningsbesparelser6. Højpresterende reamers spiller en uerstattelig rolle i præcisionshulets behandling af nøgledele såsom fly landingsudstyr og motorblad toner.

Fremstilling af energiudstyr er et andet vigtigt applikationsfelt for reamers, herunder præcisionshulbehandling af stort udstyr såsom vindkraftudstyr, vandkraftturbiner og atomkraftkomponenter13. Dette udstyr er normalt stort i størrelse, høj i værdi og har et hårdt arbejdsmiljø og har ekstremt høje krav til nøjagtigheden og overfladeintegriteten af ​​nøglematchende huller. Hydrauliske komponenter såsom cylindre, pumpelegemer og ventilblokke er også typiske applikationsscenarier for reamers. Kvaliteten af ​​de indre huller på disse komponenter påvirker direkte ydelsen og pålideligheden af ​​det hydrauliske system13. Selvom efterspørgslen efter reamers inden for fremstilling af medicinsk udstyr ikke er stort, er præcisionskravene ekstremt høje, især præcisionshulbehandlingen af ​​medicinske udstyr såsom kunstige led og ortopædiske implantater, som kræver specielt designet mikro -reamers at afslutte.