Dongguan Portable Tools ist ein professioneller Hersteller von Werkzeugmaschinen für den Einsatz vor Ort. Wir entwickeln die Werkzeugmaschinen für den Einsatz vor Ort, darunter tragbare Linienbohrmaschinen, tragbare Flanschfräsmaschinen, tragbare Fräsmaschinen und andere Werkzeuge für den Einsatz vor Ort nach Ihren Anforderungen. ODM/OEM ist bei Bedarf willkommen.
Bohrstange vor OrtAls Teil einer tragbaren Linienbohrmaschine können wir die Bohrstangenlänge je nach Größe auf 2000–12000 Meter einstellen. Der Bohrdurchmesser kann je nach Einsatzsituation vor Ort zwischen 30 und 250 mm angepasst werden.
Der Bearbeitungsprozess von Bohrstangen umfasst im Wesentlichen folgende Schritte:
Herstellungsmaterialien: Wählen Sie zunächst entsprechend der Größe und Form des zu bearbeitenden Bohrstangenmaterials die geeigneten Rohstoffe für das Schneidmaterial aus.
Hämmern: Hämmern Sie die geschnittenen Materialien, um die Struktur und Leistung der Materialien zu verbessern.
Glühen: Durch die Glühbehandlung werden Spannungen und Defekte im Material beseitigt und die Plastizität und Zähigkeit des Materials verbessert.
Grobbearbeitung: Führen Sie eine vorläufige mechanische Bearbeitung durch, einschließlich Drehen, Fräsen und anderen Prozessen, um die Grundform der Bohrstange zu bilden.
Abschrecken und Anlassen: Durch das Abschrecken und Anlassen erhält das Material gute umfassende mechanische Eigenschaften, darunter hohe Festigkeit und hohe Zähigkeit.
Fertigstellung: Durch Schleifen und andere Prozesse wird die Bohrstange fein bearbeitet, um die erforderliche Maß- und Formgenauigkeit zu erreichen.
Hochtemperaturtempern: Die mechanischen Eigenschaften des Materials werden weiter verbessert und innere Spannungen reduziert.
Schleifen: Führen Sie den Endschliff der Bohrstange durch, um deren Oberflächenqualität und Maßgenauigkeit sicherzustellen.
Anlassen: Um die Struktur zu stabilisieren und Verformungen zu reduzieren, wird erneut ein Anlassen durchgeführt.
Nitrieren: Die Oberfläche der Bohrstange wird nitriert, um ihre Härte und Verschleißfestigkeit zu verbessern.
Lagerung (Montage): Nachdem alle Bearbeitungen abgeschlossen sind, wird die Bohrstange gelagert oder direkt für den Einsatz montiert.
Werkstoffauswahl und Wärmebehandlungsanordnung für Bohrstangen
Bohrstangen bestehen üblicherweise aus Werkstoffen mit hoher Festigkeit, hoher Verschleißfestigkeit und hoher Schlagzähigkeit, wie beispielsweise 40CrMo-legiertem Baustahl. Die Wärmebehandlung umfasst Normalisieren, Anlassen und Nitrieren. Normalisieren kann die Struktur verfeinern, Festigkeit und Zähigkeit erhöhen; Anlassen kann Verarbeitungsspannungen abbauen und Verformungen reduzieren; Nitrieren verbessert die Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit zusätzlich.
Häufige Probleme und Lösungen für Bohrstangen
Häufige Probleme bei der Bohrstangenbearbeitung sind Vibrationen und Verformungen. Um Vibrationen zu reduzieren, können mehrschneidige Schneidverfahren, wie beispielsweise die Verwendung einer Bohrschneidscheibe, eingesetzt werden, was die Bearbeitungseffizienz und -stabilität deutlich verbessern kann.
Um die Verformung zu kontrollieren, sind eine geeignete Wärmebehandlung und die Anpassung der Prozessparameter während der Verarbeitung erforderlich. Auch beim Hartnitrieren ist die Kontrolle der Verformung entscheidend. Die Qualität muss durch Tests und Prozessanpassungen sichergestellt werden.
Die langweilige Barist eine der wichtigsten Kernkomponenten der Werkzeugmaschine. Zwei Führungskeile dienen zur axialen Führung und Vorwärts- und Rückwärtsbewegung, um einen axialen Vorschub zu erzielen. Gleichzeitig führt die Hohlspindel durch das Drehmoment der Keilübertragung eine Drehbewegung aus, um eine Umfangsdrehung zu erzielen. Die Bohrstange ist das Herzstück der Hauptbewegung der Werkzeugmaschine, und ihre Fertigungsqualität hat einen entscheidenden Einfluss auf die Arbeitsleistung der Werkzeugmaschine. Daher ist die Analyse und Untersuchung des Bearbeitungsprozesses der Bohrstange von großer Bedeutung für die Zuverlässigkeit, Stabilität und Qualität der Werkzeugmaschine.
Auswahl der Bohrstangenmaterialien
Die Bohrstange ist das Hauptbauteil des Hauptgetriebes und muss hohe mechanische Eigenschaften wie Biegefestigkeit, Verschleißfestigkeit und Schlagzähigkeit aufweisen. Dies erfordert eine ausreichende Zähigkeit im Kern und eine ausreichende Härte an der Oberfläche. Der Kohlenstoffgehalt von 38CrMoAlA, einem hochwertigen legierten Baustahl, verleiht dem Stahl ausreichend Festigkeit. Legierungselemente wie Cr, Mo und Al bilden mit Kohlenstoff eine komplexe Dispersionsphase und sind gleichmäßig in der Matrix verteilt. Bei äußerer Belastung wirkt der Stahl als mechanische Barriere und verstärkt die Festigkeit. So kann die Zugabe von Cr die Härte der Nitrierschicht deutlich erhöhen, die Härtbarkeit des Stahls verbessern und die Kernfestigkeit erhöhen. Die Zugabe von Al kann die Härte der Nitrierschicht deutlich erhöhen und die Körner verfeinern. Mo beseitigt hauptsächlich die Anlasssprödigkeit des Stahls. Nach jahrelangen Tests und Untersuchungen erfüllt 38CrMoAlA die wichtigsten Leistungsanforderungen an Bohrstangen und ist derzeit die erste Wahl für Bohrstangenmaterialien.
Aufbau und Funktion der Wärmebehandlung von Bohrstangen
Wärmebehandlungsablauf: Normalisieren + Anlassen + Nitrieren. Das Nitrieren des Bohrstangenkörpers ist der letzte Schritt im Wärmebehandlungsprozess. Um dem Bohrstangenkern die erforderlichen mechanischen Eigenschaften zu verleihen, Prozessspannungen zu eliminieren, Verformungen während des Nitrierprozesses zu reduzieren und die Struktur für die optimale Nitrierschicht vorzubereiten, muss der Bohrstangenkörper vor dem Nitrieren einer entsprechenden Vorwärmebehandlung unterzogen werden, nämlich Normalisieren und Anlassen.
(1) Normalisieren. Beim Normalisieren wird der Stahl über die kritische Temperatur erhitzt, eine Zeit lang warmgehalten und anschließend mit Luft abgekühlt. Die Abkühlgeschwindigkeit ist relativ hoch. Nach dem Normalisieren weist die Normalisierungsstruktur eine blockartige Struktur aus „Ferrit und Perlit“ auf. Die Bauteilstruktur ist verfeinert, Festigkeit und Zähigkeit werden erhöht, die innere Spannung reduziert und die Schneidleistung verbessert. Vor dem Normalisieren ist keine Kaltbearbeitung erforderlich. Die durch das Normalisieren entstehende Oxidations- und Entkohlungsschicht führt jedoch zu Nachteilen wie erhöhter Sprödigkeit und unzureichender Härte nach dem Nitrieren. Daher sollte beim Normalisieren ausreichend Bearbeitungszugabe berücksichtigt werden.
(2) Anlassen. Der Bearbeitungsaufwand nach dem Normalisieren ist groß, und nach dem Schneiden entstehen hohe mechanische Spannungen. Um die mechanische Spannung nach der Grobbearbeitung zu eliminieren und die Verformung beim Nitrieren zu reduzieren, ist nach der Grobbearbeitung eine Anlassbehandlung erforderlich. Anlassen ist ein Hochtemperaturanlassen nach dem Abschrecken, und die erhaltene Struktur ist feiner Troostit. Die Teile weisen nach dem Anlassen ausreichende Zähigkeit und Festigkeit auf. Viele wichtige Teile müssen angelassen werden.
(3) Der Unterschied zwischen der normalisierenden Matrixstruktur und der Matrixstruktur „Normalisieren + Anlassen“. Die Matrixstruktur nach dem Normalisieren besteht aus blockigem Ferrit und Perlit, während die Matrixstruktur nach „Normalisieren + Anlassen“ eine feine Troostitstruktur aufweist.
(4) Nitrieren. Nitrieren ist ein Wärmebehandlungsverfahren, das der Oberfläche eines Werkstücks eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit verleiht, während der Kern seine ursprüngliche Festigkeit und Zähigkeit behält. Chrom-, molybdän- oder aluminiumhaltige Stähle erzielen nach dem Nitrieren eine relativ ideale Wirkung. Die Qualität des Werkstücks nach dem Nitrieren: 1. Die Oberfläche des Werkstücks ist silbergrau und matt. 2. Die Oberflächenhärte des Werkstücks beträgt ≥ 1.000 HV, nach dem Schleifen ≥ 900 HV. 3. Die Tiefe der Nitrierschicht beträgt ≥ 0,56 mm, nach dem Schleifen > 0,5 mm. 4. Die Nitrierverformung erfordert einen Rundlauf von ≤ 0,08 mm. 5. Sprödigkeitsgrad 1 bis 2 ist qualifiziert, kann in der Praxis erreicht werden und ist nach dem Schleifen besser.
(5) Der Strukturunterschied zwischen „Normalisieren + Nitrieren“ und „Normalisieren + Anlassen + Nitrieren“. Die Nitrierwirkung von „Normalisieren + Anlassen + Nitrieren“ ist deutlich besser als die von „Normalisieren + Nitrieren“. In der Nitrierstruktur von „Normalisieren + Nitrieren“ sind deutlich blockige und grobe, nadelförmige, spröde Nitride erkennbar, die auch als Referenz für die Analyse des Phänomens der Nitrierschichtablösung von Bohrstangen dienen können.
Endbearbeitungsprozess von Bohrstangen:
Prozess: Stanzen → Normalisieren → Bohren und Grobdrehen des Mittellochs → Grobdrehen → Vergüten → Vorschlichten des Drehens → Grobschleifen des Außenkreises → Grobschleifen des Kegellochs → Kratzen → Fräsen jeder Nut → Fehlererkennung → Grobschleifen der Keilnut (mit Feinschleifzugabe) → Vorschlichten des Außenkreises → Vorschlichten des Innenlochs → Nitrieren → Vorschlichten des Kegellochs (mit Feinschleifzugabe) → Vorschlichten des Außenkreises (mit Feinschleifzugabe) → Schleifen der Keilnut → Feinschleifen des Außenkreises → Feinschleifen des Kegellochs → Schleifen des Außenkreises → Polieren → Spannen.
Endbearbeitung von Bohrstangen. Da die Bohrstange nitriert werden muss, werden zwei Vorschlichtschleifvorgänge für den Außenkreis durchgeführt. Der erste Vorschlichtschleifvorgang erfolgt vor dem Nitrieren, um eine gute Grundlage für die Nitrierung zu schaffen. Er dient hauptsächlich dazu, das Toleranzmaß und die geometrische Genauigkeit der Bohrstange vor dem Schleifen zu kontrollieren, um sicherzustellen, dass die Härte der Nitrierschicht nach dem Nitrieren über 900 HV liegt. Obwohl die Biegeverformung beim Nitrieren gering ist, darf die Verformung vor dem Nitrieren nicht korrigiert werden, da sie sonst nur größer als die ursprüngliche Verformung sein kann. Unser Werksprozess legt fest, dass das Toleranzmaß für den Außenkreis beim ersten Vorschlichtschleifen 0,07–0,1 mm beträgt. Der zweite Vorschlichtschleifvorgang erfolgt nach dem Feinschleifen der konischen Bohrung. Dabei wird ein Schleifkern in die konische Bohrung eingesetzt, und seine beiden Enden werden nach oben gedrückt. Ein Ende drückt in die Mittelbohrung der kleinen Stirnfläche der Bohrstange, das andere Ende in die Mittelbohrung des Schleifkerns. Anschließend wird der Außenkreis mit einem formellen Mittelrahmen geschliffen, ohne den Schleifkern zu entfernen. Der Keilwellenschleifer wird gedreht, um die Passfedernut zu schleifen. Das zweite Vorschleifen des Außenkreises dient dazu, die beim Feinschleifen des Außenkreises entstehenden inneren Spannungen zu reduzieren, um die Präzision des Feinschleifens der Passfedernut zu verbessern und stabiler zu machen. Da eine Grundlage für das Vorschleifen des Außenkreises vorhanden ist, ist der Einfluss auf die Passfedernut beim Feinschleifen des Außenkreises sehr gering.
Die Keilnut wird mit einem Keilwellenschleifer bearbeitet, wobei ein Ende zum Mittelloch der kleinen Stirnfläche des Bohrers und das andere Ende zum Mittelloch des Schleifkerns zeigt. Dadurch zeigt die Keilnut beim Schleifen nach oben, und die Biegeverformung des äußeren Kreises und die Geradheit der Werkzeugmaschinenführung wirken sich nur auf den Nutgrund aus und haben kaum Auswirkungen auf die beiden Nutseiten. Bei der Bearbeitung mit einem Führungsschienenschleifer beeinträchtigen die Verformungen durch die Geradheit der Werkzeugmaschinenführung und das Eigengewicht des Bohrers die Geradheit der Keilnut. Generell ist es mit einem Keilwellenschleifer einfach, die Anforderungen an Geradheit und Parallelität der Keilnut zu erfüllen.
Das Feinschleifen des Außenkreises der Bohrstange wird auf einer Universalschleifmaschine durchgeführt. Als Methode wird das Längsmittelschleifen verwendet.
Der Rundlauf der konischen Bohrung ist ein wesentlicher Faktor für die Genauigkeit des Endprodukts einer Bohrmaschine. Die Anforderungen an die Bearbeitung der konischen Bohrung sind: 1. Der Rundlauf der konischen Bohrung zum Außendurchmesser muss am Spindelende 0,005 mm und 300 mm vom Spindelende entfernt 0,01 mm betragen. 2. Die Kontaktfläche der konischen Bohrung beträgt 70 %. 3. Die Oberflächenrauheit der konischen Bohrung beträgt Ra = 0,4 μm. Die Bearbeitungsmethode der konischen Bohrung: Entweder wird ein Toleranzbereich gelassen, und dann wird die Kontaktfläche der konischen Bohrung während der Montage durch Selbstschleifen auf die endgültige Produktgenauigkeit gebracht; oder die technischen Anforderungen werden direkt während der Bearbeitung erfüllt. Unsere Fabrik wendet jetzt die zweite Methode an, bei der das hintere Ende der Bohrstange M76X2-5g mit einer Kappe festgeklemmt wird, mit einem Mittelrahmen der äußere Kreis φ 110h8MF am vorderen Ende eingestellt wird, mit einem Mikrometer der äußere Kreis φ 80js6 ausgerichtet wird und das konische Loch geschliffen wird.
Schleifen und Polieren ist der abschließende Bearbeitungsprozess der Bohrstange. Durch Schleifen lassen sich sehr hohe Maßgenauigkeiten und sehr geringe Oberflächenrauheiten erzielen. Das Material des Schleifwerkzeugs ist in der Regel weicher als das Werkstückmaterial und weist eine gleichmäßige Struktur auf. Am häufigsten wird ein Gusseisen-Schleifwerkzeug verwendet (siehe Abbildung 10). Es eignet sich für die Bearbeitung verschiedener Werkstückmaterialien und den Feinschliff, gewährleistet eine gute Schleifqualität und hohe Produktivität und ist einfach herzustellen und kostengünstig. Beim Schleifen dient die Schleifflüssigkeit nicht nur der Vermischung der Schleifmittel, sondern auch der Schmierung und Kühlung, sondern beschleunigt den Schleifprozess auch chemisch. Sie haftet an der Werkstückoberfläche und bewirkt so die schnelle Bildung einer Oxidschicht. Sie glättet die Spitzen und schützt die Täler. Das Schleifmittel zum Schleifen von Bohrstangen ist eine Mischung aus weißem Korundpulver, weißem Aluminiumoxid und Kerosin.
Obwohl die Bohrstange nach dem Schleifen eine gute Maßgenauigkeit und geringe Oberflächenrauheit aufweist, ist ihre Oberfläche mit Sand durchsetzt und schwarz. Nach der Montage der Bohrstange mit der Hohlspindel tritt schwarzes Wasser aus. Um den Schleifsand auf der Oberfläche der Bohrstange zu entfernen, verwendet unser Werk ein selbstgebautes Polierwerkzeug, um die Oberfläche der Bohrstange mit grünem Chromoxid zu polieren. Die tatsächliche Wirkung ist sehr gut. Die Oberfläche der Bohrstange ist glänzend, schön und korrosionsbeständig.
Bohrstangenprüfung
(1) Überprüfen Sie die Geradheit. Legen Sie ein Paar gleich hoher V-Eisen auf die 0-Ebene-Plattform. Platzieren Sie die Bohrstange auf dem V-Eisen. Die Position des V-Eisens liegt bei 2/9L von φ 110h8MF (siehe Abbildung 11). Die Geradheitstoleranz über die gesamte Länge der Bohrstange beträgt 0,01 mm.
Überprüfen Sie zunächst mit einem Mikrometer die Isometrie der Punkte A und B bei 2/9L. Die Messwerte der Punkte A und B ergeben 0. Messen Sie anschließend, ohne die Bohrstange zu bewegen, die Höhen der mittleren und der beiden Endpunkte a, b und c und notieren Sie die Werte. Halten Sie die Bohrstange axial fest, drehen Sie sie von Hand um 90° und messen Sie mit einem Mikrometer die Höhen der Punkte a, b und c und notieren Sie die Werte. Drehen Sie die Bohrstange anschließend um 90°, messen Sie die Höhen der Punkte a, b und c und notieren Sie die Werte. Überschreitet keiner der ermittelten Werte 0,01 mm, ist das Werkstück qualifiziert, und umgekehrt.
(2) Überprüfen Sie Größe, Rundheit und Zylindrizität. Der Außendurchmesser der Bohrstange wird mit einem Außenmikrometer überprüft. Teilen Sie die gesamte Länge der polierten Oberfläche der Bohrstange φ 110h8MF in 17 gleiche Teile und messen Sie den Durchmesser mit einem Außendurchmessermikrometer in der Reihenfolge a, b, c und d. Tragen Sie die Messdaten in die Bohrstangen-Prüftabelle ein.
Der Zylindrizitätsfehler beschreibt die Durchmesserdifferenz in einer Richtung. Gemäß den horizontalen Werten in der Tabelle beträgt der Zylindrizitätsfehler in a-Richtung 0, in b-Richtung 2 μm, in c-Richtung 2 μm und in d-Richtung 2 μm. Betrachtet man die vier Richtungen a, b, c und d, entspricht die Differenz zwischen den Maximal- und Minimalwerten dem tatsächlichen Zylindrizitätsfehler von 2 μm.
Der Rundheitsfehler wird mit den Werten in den vertikalen Zeilen der Tabelle verglichen und der Maximalwert der Differenz zwischen den Werten ermittelt. Wenn die Bohrstangenprüfung fehlschlägt oder ein Teil die Toleranz überschreitet, muss weiter geschliffen und poliert werden, bis die Prüfung erfolgreich ist.
Darüber hinaus sollte bei der Prüfung auf den Einfluss der Raumtemperatur und der menschlichen Körpertemperatur (Haltemikrometer) auf die Messergebnisse geachtet werden und darauf geachtet werden, fahrlässige Fehler auszuschließen, den Einfluss von Messfehlern zu verringern und die Messwerte so genau wie möglich zu gestalten.
Wenn Sie dieBohrstange vor Ortindividuell angepasst, kontaktieren Sie uns gerne für weitere Informationen.
