Boren, als de meest voorkomende snijgereedschappen bij het bewerken van gaten, worden veel gebruikt in de mechanische productie, vooral voor het bewerken van gaten in onderdelen zoals koelapparaten, pijpplaten van apparatuur voor energieopwekking en stoomgeneratoren. De toepassing ervan is bijzonder uitgebreid en belangrijk.
I. Kenmerken van boren
Boren hebben doorgaans twee hoofdsnijkanten. Tijdens het bewerken snijdt de boor draaiend. De hellingshoek van de boor neemt toe vanaf de centrale as naar de buitenrand; de snijsnelheid is hoger dichter bij de buitenste cirkel en neemt af naar het midden, tot nul in het rotatiecentrum. De beitelrand van de boor bevindt zich nabij de centrale rotatieas. Het heeft een grote secundaire spaanhoek, geen spaanruimte en een lage snijsnelheid, waardoor een aanzienlijke axiale weerstand wordt gegenereerd. Als de beitelrand volgens DIN 1414 type A of C wordt geslepen, zal de snijkant nabij de centrale as een positieve hellingshoek hebben, wat de snijweerstand kan verminderen en de snijprestaties aanzienlijk kan verbeteren.
Boren kunnen in vele typen worden ingedeeld op basis van de vorm, het materiaal, de structuur en de functie van het werkstuk, zoals hoge-staalboren (spiraalboren, meer-boren, platte boren), volhardmetalen boren, wisselplaatboren voor ondiepe gaten, diepgatboren, nestboren en boren met verwisselbare kop.
II. Spaanbreken en verwijderen
Boren vindt plaats in de beperkte ruimte van een gat en spanen moeten via de snijgroeven van de boor worden verwijderd. Daarom heeft de spaanvorm een grote invloed op de snijprestaties van de boor. Veel voorkomende chipvormen zijn vlokchips, buisvormige chips, naald-achtige chips, conische spiraalvormige chips, lint-achtige chips, waaier-vormige chips en poederachtige chips.
De sleutel tot boren – Spaanbeheersing
Wanneer de chipvorm niet geschikt is, zullen de volgende problemen optreden:
① Fijne spanen verstoppen de snijgroeven, wat de boornauwkeurigheid beïnvloedt, de levensduur van de boor verkort en zelfs boorbreuk veroorzaakt (bijv. poedervormige spanen, waaier-vormige spanen, enz.);
② Lange spanen wikkelen zich rond de boor, waardoor de werking wordt belemmerd, waardoor de boor breekt of wordt voorkomen dat snijvloeistof het gat binnendringt (bijv. spiraalvormige spanen, lintspanen, enz.).
Hoe het probleem van een ongepaste chipvorm op te lossen:
① Methoden zoals het verhogen van de voedingssnelheid, intermitterende voeding, het opnieuw- slijpen van de beitelrand en het installeren van spaanbrekers kunnen afzonderlijk of in combinatie worden gebruikt om de spaanbreking en -verwijdering te verbeteren, waardoor problemen veroorzaakt door spanen worden geëlimineerd.
② Er kunnen gespecialiseerde spaan-breekboren worden gebruikt. Als u bijvoorbeeld een ontworpen chip-breekrand aan de boorgroeven toevoegt, worden de spanen in gemakkelijker te verwijderen fragmenten gebroken. De fragmenten worden soepel langs de groeven afgevoerd, waardoor verstopping wordt voorkomen. Daarom bereiken nieuwe spaanboren-een veel soepeler snijeffect dan traditionele boren.
Tegelijkertijd vergemakkelijken de korte, gefragmenteerde metaalchips de koelmiddelstroom naar de boorpunt, waardoor de warmteafvoer en de snijprestaties tijdens de bewerking verder worden verbeterd. Omdat de nieuw toegevoegde chip-breekrand de gehele groef van de boor doordringt, behoudt deze bovendien zijn vorm en functie, zelfs na meerdere her-slijpcycli. Naast de bovengenoemde functionele verbeteringen is het de moeite waard te vermelden dat dit ontwerp de stijfheid van het boorlichaam versterkt, waardoor het aantal gaten dat in één enkele slijpcyclus kan worden geboord aanzienlijk toeneemt.
III. Boornauwkeurigheid
De nauwkeurigheid van een gat wordt voornamelijk bepaald door factoren zoals gatdiameter, positionele nauwkeurigheid, coaxialiteit, rondheid, oppervlakteruwheid en bramen bij de gatopening.
Factoren die de nauwkeurigheid van het bewerkte gat tijdens het boren beïnvloeden:
① Nauwkeurigheid van boorklem en snijomstandigheden, zoals gereedschapshouder, snijsnelheid, voedingssnelheid en snijvloeistof;
② Grootte en vorm van de boor, zoals boorlengte, snijkantvorm en kernvorm;
③ Vorm van het werkstuk, zoals de vorm van de zijwand van het gat, de vorm van de gatopening, de dikte en de klemstatus.
Vergroten
Het vergroten wordt veroorzaakt door het trillen van de boor tijdens het bewerken. De oscillatie van de gereedschapshouder heeft een aanzienlijke invloed op de gatdiameter en de positioneringsnauwkeurigheid. Daarom moet de gereedschapshouder onmiddellijk worden vervangen als deze ernstig versleten is. Het meten en afstellen van de oscillatie is moeilijk bij het boren van kleine gaten, dus u kunt het beste een boor met een grote-schacht en een kleine- diameter gebruiken met een goede coaxialiteit tussen de snijkant en de schacht. Bij het gebruik van nageslepen boren is de afname van de gatnauwkeurigheid vaak te wijten aan asymmetrie in de achtervorm. Door het hoogteverschil van de snijkant te beheersen, kan het ruimen van het gat effectief worden onderdrukt.
Rondheid van het gat
Door trillingen van de boor wordt de vorm van het geboorde gat gemakkelijk veelhoekig, wat resulteert in klinkpatronen op de gatwand. Veel voorkomende veelhoekige gaten zijn vaak driehoekig of vijfhoekig. De reden voor driehoekige gaten is dat de boor tijdens het boren twee rotatiecentra heeft, die trillen met een frequentie van eens per 600 graden. De belangrijkste oorzaak van deze trillingen is een onbalans in de snijweerstand. Na één omwenteling van de boor, als gevolg van een slechte rondheid van het gat, raakt de snijweerstand tijdens de tweede omwenteling uit balans, waarbij de vorige trilling wordt herhaald, maar met een kleine faseverschuiving, wat resulteert in klinknagelpatronen op de gatwand. Wanneer de boordiepte een bepaald niveau bereikt, neemt de wrijving tussen de snijkant van de boor en de wand van het gat toe, nemen de trillingen af, verdwijnt het schroefdraad en verbetert de ronding. Dit type gat lijkt in de lengtedoorsnede trechtervormig-. Om dezelfde reden kunnen tijdens het snijden ook vijfhoekige en zevenhoekige gaten ontstaan. Om dit fenomeen te elimineren, moeten naast het beheersen van factoren zoals trillingen van de boorkop, het hoogteverschil van de snijkant en asymmetrie in de vorm van de flank en de snijkant, maatregelen worden genomen om de stijfheid van de boor te verbeteren, de voeding per omwenteling te verhogen, de vrijloophoek te verkleinen en de beitelrand opnieuw te slijpen.
Boren op hellende en gebogen oppervlakken
Wanneer het snijvlak of het indringingsoppervlak van de boor een hellend oppervlak, gebogen oppervlak of trede is, is de positioneringsnauwkeurigheid slecht omdat de boor radiaal enkel-zijdig snijdt, waardoor de standtijd wordt verkort.
Om de positioneringsnauwkeurigheid te verbeteren, kunnen de volgende maatregelen worden genomen:
1. Boor eerst een middengat;
2. Frees de gatzitting met een vingerfrees;
3. Kies een boor met goede penetratie en stijfheid;
4. Verlaag de voedingssnelheid.
Bramen verwijderen
Tijdens het boren verschijnen er vaak bramen aan de in- en uitgang van het gat, vooral bij het bewerken van taaie materialen en dunne platen. Dit komt omdat wanneer de boor de penetratie nadert, het werkstuk plastische vervorming ondergaat. Het driehoekige gedeelte dat door de snijrand nabij de buitenrand moet worden gesneden, wordt naar buiten vervormd door de axiale snijkracht en verder gekruld onder de werking van de afschuining en snijrand van de boor, waardoor een braam of gerolde rand wordt gevormd.
[Afbeelding]
IV. Boren Verwerkingsomstandigheden
De meeste boorcatalogi bevatten een "Basis Snijparameter Referentietabel", gerangschikt op materiaal dat wordt verwerkt. Gebruikers kunnen de meegeleverde snijparameters raadplegen om de juiste snijomstandigheden voor het boren te selecteren. De geschiktheid van de geselecteerde snijomstandigheden moet worden beoordeeld door middel van proefsnijden, waarbij rekening wordt gehouden met factoren zoals bewerkingsnauwkeurigheid, bewerkingsefficiëntie en levensduur van de boor.
1. Levensduur van de boor en efficiëntie van de bewerking
Vanuit het uitgangspunt dat aan de technische vereisten van het werkstuk moet worden voldaan, moet de geschiktheid van het gebruik van de boor uitvoerig worden beoordeeld op basis van de levensduur van de boor en de bewerkingsefficiëntie. Het snijpad kan worden gebruikt als evaluatiemaatstaf voor de levensduur van de boor; de voedingssnelheid kan worden gebruikt als evaluatiemaatstaf voor de bewerkingsefficiëntie. Bij hogesnelheidsstaalboren wordt de levensduur aanzienlijk beïnvloed door de rotatiesnelheid en minder door de voeding per omwenteling. Daarom kan het verhogen van de voeding per omwenteling de bewerkingsefficiëntie verbeteren en tegelijkertijd een langere levensduur van de boor garanderen. Er moet echter worden opgemerkt dat een overmatige voeding per omwenteling de spanen dikker zal maken, waardoor het breken van de spanen moeilijk wordt. Daarom is het essentieel om het optimale bereik van de voeding per omwenteling te bepalen voor een succesvolle spaanbreking door middel van proefsneden. Bij hardmetalen boren heeft de snijkant een grotere afschuining langs de richting van de negatieve spaanhoek, wat resulteert in een kleiner selecteerbaar bereik voor voeding per omwenteling vergeleken met hogesnelheidsstaalboren. Als u dit bereik tijdens het bewerken overschrijdt, wordt de levensduur van de boor verkort. Omdat hardmetalen boren een hogere hittebestendigheid hebben dan stalen boren met hoge snelheid, heeft de rotatiesnelheid een minimale invloed op de levensduur van de boor. Daarom kan het verhogen van de rotatiesnelheid de bewerkingsefficiëntie verbeteren en tegelijkertijd de levensduur van de boor garanderen.
2. Correct gebruik van snijvloeistof
Boren vindt plaats in de beperkte ruimte van een gat. Daarom heeft het type en de toepassingsmethode van de snijvloeistof een aanzienlijke invloed op de levensduur van de boor en de nauwkeurigheid van de gatbewerking. Snijvloeistoffen kunnen grofweg worden ingedeeld in water-oplosbare en niet-water-oplosbare typen. Niet-water-oplosbare snijvloeistoffen bieden betere smeer-, bevochtigings- en anti-hechteigenschappen, en zorgen ook voor roestpreventie. In water-oplosbare snijvloeistoffen bieden betere koeleigenschappen, zijn niet-rokend en-niet ontvlambaar. Vanwege milieubeschermingsoverwegingen is het gebruik van water-oplosbare snijvloeistoffen de afgelopen jaren aanzienlijk toegenomen. Onjuiste verdunningsverhoudingen of verslechtering van de snijvloeistof kunnen de standtijd van het gereedschap echter drastisch verkorten, dus er moet tijdens het gebruik zorgvuldig op worden gelet. Ongeacht of de snijvloeistof water-oplosbaar of niet-water-oplosbaar is, het is essentieel om ervoor te zorgen dat de vloeistof het snijpunt voldoende bereikt. Bovendien moeten het debiet, de druk, het aantal sproeiers en de koelmethode (interne of externe koeling) strikt worden gecontroleerd.
V.
Boor opnieuw slijpen
Criteria voor het opnieuw slijpen van de boor
De criteria om te bepalen of een boor moet worden nageslepen zijn:
1. Slijtage van de snijkant, beitelrand en snijbandfacetten;
2. Maatnauwkeurigheid en oppervlakteruwheid van het bewerkte gat;
3. Kleur en vorm van de chips;
4. Snijweerstand (indirecte waarden zoals spilstroom, geluid en trillingen);
5. Hoeveelheid voltooid werk, enz.
Bij feitelijk gebruik moet op basis van specifieke omstandigheden een nauwkeurig en handig criterium worden bepaald op basis van de bovenstaande indicatoren. Wanneer de mate van slijtage als criterium wordt gebruikt, moet de optimale herslijpperiode met de beste economische efficiëntie worden geïdentificeerd. Omdat de belangrijkste slijpgebieden de achterkant van de kop en de beitelrand zijn, leidt overmatige boorslijtage tot langere slijptijden, grotere slijpvolumes en minder herslijpcycli (totale standtijd=standtijd na herslijpen x aantal herslijpcycli), waardoor uiteindelijk de totale levensduur van de boor wordt verkort. Wanneer de maatnauwkeurigheid van het bewerkte gat als criterium wordt gebruikt, moeten meters of grensmeters worden gebruikt om de ruiming en rechtheid van het gat te controleren; als deze waarden worden overschreden, moet de boor onmiddellijk opnieuw worden geslepen. Wanneer snijweerstand als criterium wordt gebruikt, kunnen methoden worden gebruikt zoals het automatisch stoppen van de machine wanneer een ingestelde grenswaarde (bijvoorbeeld spilstroom) wordt overschreden. Bij het beheren van de limieten voor de bewerkingshoeveelheid moeten de bovenstaande criteria uitgebreid in overweging worden genomen om de juiste normen vast te stellen.
Boor slijpmethoden
Bij het herslijpen van boren kunt u het beste een speciale borenslijpmachine of een universele gereedschapslijpmachine gebruiken. Dit is van cruciaal belang voor het garanderen van de levensduur van de boor en de nauwkeurigheid van de bewerking. Als de originele boor in goede staat verkeert, kan deze opnieuw-geslepen worden volgens het oorspronkelijke ontwerp. Als de originele boor gebreken vertoont, kan de vorm van de rug op passende wijze worden aangepast en kan de beitelrand opnieuw- worden geslepen volgens het beoogde gebruik.
Bij het slijpen moeten de volgende punten in acht worden genomen:
1. Voorkom oververhitting om te voorkomen dat de hardheid van de boor afneemt;
2. Verwijder alle schade aan de boor (vooral schade aan de snijkant);
3. De vorm van de boor moet symmetrisch zijn;
4. Zorg ervoor dat u de snijkant tijdens het slijpen niet beschadigt en verwijder eventuele bramen na het slijpen;
5. Bij hardmetalen boren heeft de slijpvorm een aanzienlijke invloed op de prestaties van de boor. De vorm van de boor in de fabriek is de optimale vorm die is verkregen door wetenschappelijk ontwerp en herhaalde tests; daarom moet de oorspronkelijke snijkantvorm over het algemeen behouden blijven bij het opnieuw-slijpen.
