Расточная обработка: определение, процесс, типы операций и применение

Расточка — это процесс субтрактивной резки, который расширяет или улучшает уже имеющиеся отверстия в заготовках. Этот процесс используется производителями станков с ЧПУ для достижения точности размеров и гладкой отделки поверхности внутри отверстия. Многие производственные компании используют расточную обработку для исправления ошибок сверления, увеличения отверстий до точных размеров и удаления неровностей литья или формовки. В этой статье объясняется, что такое расточная обработка, как она работает, а также различные типы доступных расточных операций.

Что такое расточная обработка?

Обработка расточкой — это субтрактивный производственный процесс, используемый для увеличения и улучшения существующего отверстия. Процесс улучшает диаметр отверстия, геометрию, концентричность и чистоту поверхности. В отличие от сверления, которое создает отверстие, расточка улучшает его. Она основана на одноточечном режущем инструменте, называемом расточная штанга.

Историческое развитие и эволюция

История расточки тесно связана с эволюцией станков. В 1774 году Джон Уилкинсон изобрел то, что многие считают первым станком — расточную машину для создания точных цилиндров для паровых двигателей. Это изобретение произвело революцию в точном машиностроении.

К 1860-м годам Фрэнсис Пратт представил расточной станок с винтовой подачей, обеспечивающий большую управляемость. В 20-м веке, особенно в период Первой и Второй мировых войн, расточка получила быстрое развитие с появлением координатно-расточных станков. К 1970-м годам технология ЧПУ взяла верх, превратив то, что раньше было ручной интенсивной задачей, в автоматизированный точный процесс.

Процесс расточной обработки и как он работает

Расточной инструмент входит в уже существующее отверстие, обычно просверленное или отлитое, и удаляет материал с его внутренних стенок. Это достигается либо вращением заготовки (в токарных станках), либо режущим инструментом (в фрезерных станках).

Выделяют четыре основных этапа:

• Настроить: Выровняйте инструмент и зафиксируйте заготовку.
• Черновая обработка: Быстро удалите большую часть материала.
• Получистовая обработка: Улучшить точность и качество поверхности.
• Отделка: Достижение окончательных спецификаций.

В зависимости от типа станка и выполняемой работы расточка может выполняться вертикально или горизонтально.

Необходимые инструменты и оборудование

Для достижения высокой степени точности расточной обработки требуются специализированные инструменты и машины. Производители используют различные компоненты, чтобы гарантировать оптимальное выполнение процесса.

Инструмент/Оборудование	Цель
Бурильная штанга	Удерживает режущую пластину для резки внутренних поверхностей отверстий
Режущая вставка	Фактическая режущая кромка, прикрепленная к расточной оправке
Токарный станок	Вращает заготовку для цилиндрической расточки
Фрезерный станок	Удерживает заготовку неподвижно; резку выполняет вращающийся инструмент
Координатно-расточной станок	Высокоточный инструмент для точного позиционирования отверстий
Вращатель	Возможность регулировки под различные размеры отверстий и точной настройки
Контроллер ЧПУ	Автоматизирует и контролирует все траектории движения инструмента и подачи

Виды расточной обработки

Производители классифицировали расточную обработку на несколько типов в зависимости от компоновки станка и требований к применению. Основные типы включают:

Горизонтальное растачивание

Горизонтальная расточка является наиболее распространенным типом. При этом методе расточный инструмент движется параллельно оси заготовки. Многие мастерские используют горизонтально-расточные станки, поскольку они хорошо подходят для более длинных заготовок. Каждая горизонтальная расточная система предназначена для поддержания правильного выравнивания оси при увеличении отверстия.

Вертикальный Скучно

Вертикальное сверление выполняется с помощью вертикальная машина настройка, при которой инструмент движется в направлении, перпендикулярном полу. Этот метод обычно используется, когда заготовки тяжелые или когда размер отверстия особенно большой. Вертикальные расточные станки обеспечивают больший контроль при работе с тяжелыми компонентами.

Прецизионные расточные станки

Прецизионные расточные станки — это специализированные устройства для небольших, деликатных деталей, требующих очень гладкой отделки и высокой точности. Каждый прецизионный расточный станок предназначен для удаления материала с помощью очень тонкого режущего инструмента, который следует точной центральной линии уже существующего отверстия. Многие пользователи в таких отраслях, как часовое дело и производство медицинских приборов, предпочитают именно эти станки.

Специализированные методы сверления

Производители также применяют передовые технологии, в том числе:

• Расточка линии: Выравнивает и корректирует несколько отверстий в блоке двигателя или аналогичной детали.
• Расточка спины: Увеличивает отверстие изнутри наружу с задней стороны, полезно, когда требуется зенковка или особая внутренняя форма.
• Слепое сверление: Увеличивает отверстие, которое не проникает полностью в заготовку. Этот метод требует тщательного контроля глубины.
• Микрорасточка: Обеспечивает сверхточные результаты для очень малых диаметров, что необходимо в медицинской и электронной промышленности.

Производители выбирают определенный тип на основе геометрии заготовки, характера материалов и требуемого конечного использования. Ниже приведен список распространенных видов расточки по типу:

• Горизонтальное бурение: Блоки двигателей, длинные валы, трубопроводы.
• Вертикальное сверление: Корпуса турбин, тяжелые корпуса подшипников.
• Прецизионное растачивание: Компоненты медицинских приборов, детали для аэрокосмической техники.
• Линейная и обратная расточка: Сборочные приспособления, элементы цековки.

Сводная таблица этих типов представлена ​​ниже:

Тип сверления	Описание	общие приложения
Горизонтальное растачивание	Использует горизонтальную расточную оправку; идеально подходит для длинных заготовок.	Блоки двигателей, длинные валы, ремонтные мастерские.
Вертикальный Скучно	Использует вертикальное движение шпинделя; идеально подходит для тяжелых деталей.	Корпуса турбин, крупные промышленные компоненты.
Точность скучно	Обеспечивает высокую точность и жесткие допуски.	Авиакосмическая промышленность, компоненты часов, точные приборы.
Линия/Обратная/Слепая	Специальные методы выравнивания и особые формы отверстий.	Выравнивание двигателя, создание цековки, обработка глухих отверстий.
Микро Растачивание	Производит очень маленькие, точные отверстия.	Медицинские приборы, электронные компоненты, крошечные механические детали.

Основные параметры и настройки расточной обработки

Успех расточной обработки зависит от нескольких параметров, которые необходимо тщательно контролировать.

Скорость резания

Скорость резания — это скорость, с которой режущий инструмент движется вдоль заготовки. Скорость влияет как на качество поверхности, так и на срок службы инструмента. Операторы используют умеренные скорости, чтобы предотвратить вибрацию инструмента и чрезмерный нагрев.

Скорость подачи

Скорость подачи — это расстояние, которое инструмент проходит за один оборот. Скорость подачи определяет качество обработки поверхности и скорость удаления материала. Более низкая скорость подачи выбирается для точного сверления, чтобы избежать вибраций.

Глубина резания

Глубина реза — это количество материала, удаляемого за один проход. Небольшая глубина реза снижает вероятность прогиба инструмента и вибрации. Операторы выполняют несколько проходов, если требуется значительное увеличение.

Погрешности

Допуски определяют допустимые отклонения в готовых размерах. Жесткие допуски требуют тщательной настройки и низкой скорости резки. Целью процесса является достижение уровней допуска, часто таких жестких, как ±0.002 дюйма.

Расход и температура охлаждающей жидкости

Расход охлаждающей жидкости контролирует температуру и смазывает зону резания. Правильное охлаждение снижает износ инструмента и улучшает качество отделки. Операторы используют высококачественную охлаждающую жидкость и управляют потоком, чтобы поддерживать зону резания чистой.

В следующей таблице приведены основные параметры и типичные настройки:

Параметр	Описание	Типичный диапазон значений
Скорость резания	Скорость, с которой инструмент перемещается по материалу	100 м/мин (макс.)
Скорость подачи	Расстояние, пройденное инструментом за один оборот	0.1 – 0.2 мм/об
Глубина резания	Толщина материала, удаляемого за каждый проход	0.010 – 0.200 дюйма/проход
Вылет инструмента	Длина инструмента, выступающего за пределы держателя	Минимизировано для точности
Скорость вращения шпинделя	Количество оборотов в минуту	Скорректировано на основе материала

Операторы станков с ЧПУ убедиться, что каждая настройка проверена до начала полного производства. Они используют комбинацию опыта и измерительных приборов для установки оптимальных параметров.

Преимущества и ограничения расточной обработки

Производители ценят расточную обработку из-за ее преимуществ, однако они помнят об ограничениях этого метода.

Преимущества расточной обработки

• Расточная обработка обеспечивает исключительную точность, иногда достигая допусков вплоть до ±0.0005 дюйма.
• В результате процесса получается гладкая поверхность, которая снижает трение и упрощает последующее обслуживание.
• Производители могут применять расточную обработку для различных материалов и размеров заготовок: от крошечных медицинских приборов до крупного промышленного оборудования.
• Один и тот же расточной инструмент можно использовать для отверстий разных размеров, что повышает эффективность производства.
• Хотя первоначальная настройка может быть дорогостоящей, производители получают выгоду от сокращения времени обработки при крупносерийном производстве.
• Расточная обработка позволяет исправить ошибки предыдущих операций, таких как сверление, обеспечивая лучшую центровку и точность размеров.

Ограничения расточной обработки

• Производителям необходимо инвестировать в высококачественные расточные станки, особенно если требуется управление с помощью ЧПУ.
• Технические специалисты должны обладать глубокими знаниями принципов обработки, чтобы правильно настраивать и эксплуатировать оборудование.
• Режущие пластины и расточные оправки подвержены износу и могут потребовать частой замены.
• Сверление не может создавать новые отверстия; этот процесс лишь увеличивает уже имеющиеся.
• Производители должны контролировать отклонение инструмента и вибрации при работе с глубокими отверстиями.
• Большие расточные станки требуют значительной площади, что может стать проблемой на небольших предприятиях.

Применение и поддерживаемые материалы для расточной обработки

Отрасли, использующие сверление

• Aerospace: Компоненты турбины, шасси
• Автомобили: Блоки двигателя, головки цилиндров
• Медицина: Хирургические инструменты, ортопедические детали
• Нефтяной газ: Корпуса клапанов, корпуса насосов
• Энергетика: Ступицы ветровых турбин, ядерные компоненты
• Строительство: Рамы экскаваторов, редукторы

Поддерживаемые материалы

Материалы	годность
Сталь	Прекрасно
Алюминий	Прекрасно
Чугун	Прекрасно
Титан	Хорошо
Латунь / медь	Хорошо
пластики	Хорошая
композиты	Специализированный

Сравнение расточной обработки с другими процессами

Производители часто сравнивают расточку со сверлением, точением, развертыванием и фрезерованием, чтобы выбрать оптимальную технику для любого конкретного применения. Производители отметили следующие различия:

• Сверление против расточки: Сверление создает начальное отверстие с помощью сверла, в то время как расточка увеличивает и улучшает это отверстие. Сверление обеспечивает более низкую точность и более грубые поверхности по сравнению со растачиванием.
• Точение против расточки: Точение удаляет материал с внешней поверхности заготовки. Расточка, напротив, очищает внутреннюю поверхность отверстия.
• Развертывание против растачивания: Развертывание использует многолезвийные инструменты для завершения отверстия с еще более тонкой поверхностью. Расточная обработка использует одноточечный инструмент, который обеспечивает повышенную точность в различных формах отверстий, но может снимать больше материала.

Таблица. Сравнение процессов обработки

Разработка	Цель	Тип инструмента	Типичный допуск	Качество отделки поверхности	Заполнитель
Бурение	Создать новые отверстия	Сверло	От ± 0.005 до ± 0.02 дюймов	Грубая отделка; более низкая точность	Создание начального отверстия
Сверление	Увеличить/уточнить отверстия	Расточная оправка с режущей пластиной	От ± 0.0005 до ± 0.002 дюймов	Гладкая отделка; высокая точность	Прецизионная внутренняя обработка
Поворот	Форма внешних поверхностей	Одноточечный режущий инструмент	±0.005 дюйма (приблизительно)	Отделка от умеренной до грубой	Обработка наружной поверхности
Растирание	Тонкая настройка существующих отверстий	Развертка многогранная	±0.001 дюйма	Очень гладкая отделка	Отделка просверленных отверстий

Читайте также: Сверление против растачивания против расширения

BOYI TECHNOLOGY Услуги по обработке

Каждая компания, использующая расточную обработку, должна сбалансировать эффективность и точность, а каждый оператор должен применять передовые методы и использовать новейшие технологии для повышения общего качества продукции.

БОЙИ ТЕХНОЛОГИИ предлагает первоклассное услуги механической обработки по всему миру. Благодаря передовой технологии ЧПУ мы поставляем индивидуальные детали с гладкой отделкой и сверхжесткими допусками. Наши быстрые сроки выполнения заказов, конкурентоспособные цены и строгий контроль качества действительно отличают нас. Свяжитесь с нами сегодня чтобы начать!