Wspólne wskazówki dotyczące wiercenia obróbki

Wiercenie jest procesem usuwania materiału lub cięcia, w którym narzędzie wykorzystuje wiertło do wycięcia otworu o przekroju kołowym w materiałach pełnych. Przedstawimy techniki wiercenia od zastosowania chłodziwa, kontroli wiórów, kontroli posuwu i prędkości skrawania, oraz przybliżymy techniki uzyskiwania wysokiej jakości otworów i techniki wiercenia dla różnych materiałów.

Użycie chłodziwa

Prawidłowe stosowanie chłodziwa jest niezbędne do uzyskania dobrych wyników wiercenia. Wpływa ono bezpośrednio na usuwanie wiórów, trwałość narzędzia oraz jakość obrabianego otworu podczas obróbki.

1.Jak używać chłodziwa

1) Wewnętrzna konstrukcja chłodzenia

Chłodzenie wewnętrzne jest zawsze pierwszym wyborem w celu uniknięcia blokowania wiórów, szczególnie przy obróbce długich materiałów wiórowych i wierceniu głębszych otworów (o średnicy większej niż 3 razy średnica otworu). W przypadku wiertła poziomego, gdy chłodziwo wypływa z wiertła, nie powinno być niedostatecznej ilości płynu chłodzącego na długości co najmniej 30 cm.

2) Chłodzenie zewnętrzne

Zastosowanie zewnętrznego chłodziwa może być użyte gdy formowanie wiórów jest dobre a głębokość otworu płytka. W celu lepszego odprowadzania wiórów, w pobliżu osi narzędzia powinna znajdować się przynajmniej jedna dysza chłodziwa (lub dwie dysze, jeśli jest to zastosowanie nieobrotowe).

3) Techniki wiercenia na sucho bez użycia chłodziwa

Wiercenie na sucho generalnie nie jest zalecane.

1. Może być stosowane przy krótkich wiórach i głębokości otworu do 3 razy większej od średnicy.
2. Odpowiednie dla obrabiarek poziomych
3. Zaleca się zmniejszenie prędkości skrawania
4. Skraca się żywotność narzędzia

Nie zaleca się stosowania wiercenia na sucho dla:

1. Materiałów ze stali nierdzewnej (ISO M i S)
2. Wiertła z wymiennymi końcówkami

4) Chłodzenie wysokociśnieniowe (HPC) (~70 bar)

Korzyści z zastosowania chłodziwa wysokociśnieniowego są następujące:

1. Ze względu na wzmocniony efekt chłodzenia, trwałość narzędzia jest dłuższa
2. Poprawa efektu usuwania wiórów przy obróbce materiałów o długich wiórach, takich jak stal nierdzewna, co może wydłużyć żywotność narzędzia
3. Lepsza wydajność usuwania wiórów, a więc większe bezpieczeństwo
4. Zapewnij wystarczający przepływ zgodnie z danym ciśnieniem i rozmiarem otworu, aby utrzymać dopływ chłodziwa

2 Umiejętności stosowania chłodziwa

Upewnij się, że używasz rozpuszczalnego oleju chłodzącego (emulsji) zawierającego dodatki EP (extreme pressure). W celu zapewnienia najlepszej trwałości narzędzia, zawartość oleju w mieszaninie oleju i wody powinna wynosić od 5-12% (od 10-15% przy obróbce stali nierdzewnej i materiałów nadstopowych). Przy zwiększaniu zawartości oleju w cieczy chłodząco-smarującej należy pamiętać o sprawdzeniu za pomocą separatora oleju, czy nie została przekroczona zalecana zawartość oleju.

Gdy pozwalają na to warunki, chłodziwo wewnętrzne jest zawsze pierwszym wyborem w porównaniu do chłodziwa zewnętrznego.

Czysty olej może poprawić efekt smarowania i przynieść korzyści podczas wiercenia w stali nierdzewnej. Należy pamiętać, aby stosować go razem z dodatkami EP. Zarówno wiertła pełnowęglikowe jak i wiertła z płytkami wymiennymi mogą używać czystego oleju i osiągać dobre wyniki.

Sprężone powietrze, mgła olejowa lub MQL (minimalne smarowanie) mogą być dobrym wyborem w stabilnych warunkach, szczególnie przy obróbce niektórych żeliw i stopów aluminium. Ponieważ wzrost temperatury może mieć negatywny wpływ na trwałość narzędzia, zaleca się zmniejszenie prędkości skrawania. 

Czytaj dalej na: http://alfacomputers.pl

Wióry Controlling Skills

Tworzenie i usuwanie wiórów to kluczowe zagadnienia podczas wiercenia, zależne od materiału obrabianego, geometrii wiertła/ostrza, ciśnienia/wydajności chłodziwa oraz parametrów skrawania.

Zablokowane wióry powodują promieniowe przemieszczanie się wiertła, co wpływa na jakość otworu, trwałość i niezawodność wiertła lub może doprowadzić do złamania wiertła/ostrza.

Gdy wióry mogą być bezproblemowo odprowadzane z wiertła, kształtowanie wiórów jest dopuszczalne. Najlepszym sposobem na zidentyfikowanie tego zjawiska jest słuchanie podczas procesu wiercenia. Ciągły dźwięk oznacza dobre odprowadzanie wiórów, a przerywany dźwięk oznacza zatkanie wiórami. Sprawdź siłę posuwu lub monitor mocy. Jeśli wystąpi nieprawidłowość, przyczyną mogą być zatkane wióry. Sprawdź wióry. Jeśli wióry są długie i zakrzywione, ale nie zawinięte, oznacza to, że wióry są zatkane. Sprawdź otwór. Po zatkaniu wiórów zobaczysz szorstką powierzchnię.

Wskazówki, których należy unikać Blok odprysków:

1) Upewnij się, że stosowane są prawidłowe parametry skrawania i geometria końcówki wiertła/narzędzia

2) Sprawdź kształt wióra - dostosuj posuw i prędkość

3) Sprawdź przepływ i ciśnienie cieczy chłodząco-smarującej

4) Sprawdź krawędź skrawającą. Gdy cały łamacz nie działa, uszkodzenie krawędzi skrawającej/wióra może powodować długie wióry

5) Sprawdź czy obrabialność nie zmieniła się z powodu nowej partii detali - dostosuj parametry skrawania.

Kontrola posuwu i prędkości skrawania

(1) Wpływ prędkości skrawania Vc (m/min)

Oprócz twardości materiału, prędkość skrawania jest głównym czynnikiem wpływającym na trwałość narzędzia i zużycie energii.

1) Prędkość skrawania jest najważniejszym czynnikiem decydującym o trwałości narzędzia.

2) Prędkość skrawania ma wpływ na moc Pc (kW) i moment obrotowy Mc (Nm).

3) Wyższa prędkość skrawania spowoduje wyższą temperaturę i większe zużycie powierzchni, szczególnie na końcówce narzędzia.

4) Przy obróbce miękkich materiałów o długich wiórach (np. stal niskowęglowa), wyższa prędkość skrawania sprzyja tworzeniu się wiórów.

Prędkość skrawania jest zbyt duża:

1. a) zbyt szybko zużywa się obrzeże
2. b) Odkształcenie plastyczne
3. c) Słaba jakość otworu i mała średnica otworu

Zbyt mała prędkość skrawania:

1. a) Powstawanie guza
2. b) Słabe odprowadzanie wiórów
3. c) Dłuższy czas skrawania

(2) Wpływ posuwu fn (mm/r)

1) Wpływ na powstawanie wiórów, jakość powierzchni i jakość otworu

2) Wpływ na moc Pc (kW) i moment obrotowy Mc (Nm)

3) Duży posuw wpływa na siłę posuwu Ff (N), co należy rozważyć, gdy warunki pracy są niestabilne

4) Wpływ na naprężenia mechaniczne i termiczne

Duża prędkość posuwu:

1. a) Twarde łamanie wiórów
2. b) Krótki czas skrawania
3. c) Zużycie narzędzia jest niewielkie, ale wzrasta ryzyko wykruszenia krawędzi wiertła
4. d) obniża się jakość otworu

Niski posuw:

1. a) Dłuższe i cieńsze wióry
2. b) Poprawa jakości
3. c) Przyspieszone zużycie narzędzia
4. d) Dłuższy czas skrawania
5. e) Przy wierceniu cienkich elementów o słabej sztywności posuw powinien być niski

Wskazówki dotyczące uzyskania wysokiej jakości otworów

(1) Usuwanie wiórów

Upewnij się, że wydajność usuwania wiórów spełnia wymagania. Zatykanie wiórami wpływa na jakość otworu, niezawodność i trwałość narzędzia. Geometria wiertła/wkładki oraz parametry skrawania są krytyczne.

(2) Stabilność, mocowanie narzędzia

Stosować możliwie najkrótsze wiertło. Stosować sztywny uchwyt narzędziowy o najmniejszym biciu. Upewnij się, że wrzeciono maszyny jest w dobrym stanie i dokładnie wyregulowane. Upewnić się, że części są zamocowane i stabilne. Zastosować prawidłowy posuw dla nieregularnych powierzchni, powierzchni pochyłych i otworów poprzecznych.

(3) Żywotność narzędzia

Sprawdź zużycie ostrza i ustaw program zarządzania trwałością narzędzia. Najskuteczniejszą metodą jest użycie monitora siły posuwu do monitorowania wiercenia.

(4) Konserwacja

Regularnie wymieniaj śrubę dociskową ostrza. Wyczyść uchwyt noża przed wymianą ostrza, pamiętając o użyciu klucza dynamometrycznego. Nie należy przekraczać maksymalnego zużycia przed ponownym szlifowaniem wiertła z pełnego węglika.

Techniki wiercenia dla różnych materiałów

1. Umiejętność wiercenia w stali niskowęglowej

W przypadku stali niskowęglowych, które są często używane do spawania elementów, tworzenie się wiórów może być problemem. Im niższa twardość, zawartość węgla i siarki w stali, tym dłuższe są powstające wióry.

1) Jeśli problem jest związany z tworzeniem się wiórów, należy zwiększyć prędkość cięcia vc i zmniejszyć posuw fn (należy pamiętać, że podczas obróbki zwykłej stali posuw powinien być zwiększony).

2) Zastosuj wysokie ciśnienie i wewnętrzne doprowadzenie chłodziwa.

2. Techniki wiercenia dla austenitycznej i dupleksowej stali nierdzewnej

Materiały austenityczne, dupleksowe i super dupleksowe mogą powodować problemy związane z tworzeniem się wiórów i odprowadzaniem wiórów.

1) Prawidłowa geometria jest bardzo ważna, ponieważ może sprawić, że wióry będą się prawidłowo formować i ułatwić ich odprowadzanie. Ogólnie rzecz biorąc, najlepiej jest używać ostrej krawędzi skrawającej. Jeśli problem jest związany z formowaniem wiórów, zwiększenie posuwu spowoduje, że wióry będą bardziej podatne na złamanie.

2) Wewnętrzna konstrukcja chłodząca, wysokie ciśnienie.

3 Umiejętności wiercenia CGI (kompaktowe żeliwo grafitowe)

CGI zazwyczaj nie wymaga szczególnej uwagi. Wytwarza większe wióry niż szare żeliwo, ale wióry są łatwe do złamania. Siła skrawania jest większa, co wpływa na żywotność narzędzia. Konieczność stosowania super odpornych na zużycie materiałów. Będzie takie samo typowe zużycie końcówki narzędzia jak w przypadku wszystkich żeliw.

1) Jeśli problem jest związany z tworzeniem wiórów, zwiększ prędkość skrawania Vc i zmniejsz posuw fn.

2) Wewnętrzna konstrukcja chłodzenia.

4. Umiejętności wiercenia stopów aluminium

Tworzenie się zadziorów i odprowadzanie wiórów może być problemem. Może to również spowodować krótką żywotność narzędzia z powodu przyklejenia.

1) Aby zapewnić najlepsze formowanie wiórów, użyj niskiego posuwu i wysokiej prędkości skrawania.

2) Aby uniknąć krótkiego okresu trwałości narzędzia, konieczne może być przetestowanie różnych powłok w celu zminimalizowania zakleszczania. Powłoki te mogą zawierać powłoki diamentowe lub nie posiadać żadnych powłok (w zależności od podłoża).

3) Stosować wysokociśnieniowe chłodziwo emulsyjne lub mgłowe.

5. Umiejętności wiercenia w stopach tytanu i stopach wysokotemperaturowych

Utwardzenie powierzchni otworu ma wpływ na dalsze procesy. Trudno jest uzyskać dobrą wydajność usuwania wiórów.

1) Wybierając geometrię do obróbki stopów tytanu, najlepiej jest mieć ostrą krawędź skrawającą. Przy obróbce stopów na bazie niklu, solidna geometria jest niezbędna. Jeśli występuje problem z hartowaniem, należy zwiększyć prędkość posuwu.

2) Chłodziwo pod wysokim ciśnieniem do 70 bar poprawia wydajność.

6. Umiejętność wiercenia w stali hartowanej

Uzyskaj akceptowalną trwałość narzędzia.

1) Zmniejsz prędkość skrawania aby zredukować ciepło. Dostosuj prędkość posuwu, aby uzyskać akceptowalne i łatwe do wyrzucenia wióry.

2) Mieszana emulsja o wysokim stężeniu.