Wiercenie - teoria

/1 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

Proces wiercenia

 Wiertło w czasie pracy jest zawsze zagłębione w materiale, co uniemożliwia obserwację obróbki  Usuwanie wiórów i podawanie ch łodziwa jest sprawą zasadniczą, jeśli chodzi o otrzymaną jakość otworu, trwałość narzędzi i niezawodność  Usuwanie wiórów musi być opanowane niemal w każdym zastosowaniu /2 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

Definicje

l 4

a

p

a

p

v

c

D

c

a

p

v

f n

n

= Prędkość obrotowa wrzeciona (obr/min)

v

c = Prędkość skrawania przy

D

c (m/min)

D

c = Średnica wiertła (mm)

l

4 = Maks. zalecana głebokość wiercenia (mm)

f

n

a

p = Głębokość skrawania

f

n = Posuw na obrót (mm/obr)

v f

= Prędkość posuwu (mm/min)

v c

= p  D c  n 1000

v f

=

f n



n

/3 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

Wiertło na płytki wymienne

Jedna centralna i jedna zewnętrzna płytka

v c =0 v c maks.

/2 v c maks.

/2 v c maks.

f

n

=

f

z /4 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

Wiertło pełnowęglikowe

Dwie krawędzie skrawające od osi do zewnętrznej średnicy /5 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

f

n

= 2 x

f

z

Wiertło z węglika spiekanego kontra wiertło z HSS

140 stopni 118 stopni Ścin wiertła

 Siła osiowa w trakcie wiercenia diametralnie spada, dzięki prawie całkowitej eliminacji ścinu w wiertle z węglika spiekanego  Kształt litery S w centralnej części wiertła poprawia odprowadzanie wiórów i zwiększa precyzję położenia otworu. Nie należy stosować wiercenia wstępnego.

/6 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

Zmiana posuwu - f

n f n

 Daje kontrolę nad tworzeniem się wióra  Wpływa na jakość otworu – Głównie wpływa na jakość powierzchni  Wpływa na siłę posuwu  Przyczynia się do odkształceń mechanicznych i termicznych /7 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

Zmiana prędkości - v

c vc

 Najważniejszy czynnik określający trwałość narzędzia  Zwiększenie prędkości powoduje wyższą temperaturę i zwiększa zużycie, szczególnie na zewnętrznej średnicy (naroże zewnętrzne)  Większa prędkość jest korzystna dla formowania wiórów w materiałach dających długie wióry, np. stal niskowęglowa /8 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

Obliczanie mocy, kW

CoroDrill ® 880 γ 0 =15 ° К r =88 °

P c

=

f n



v c

240 

D c

 10 3 

k c k c

=

k c

1  (

f z

 sin k

r

) -

m c

   1 g 0 100  

CoroDrill ® Delta-C К r =70 °

f

z γ 0 =30 °

/9 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory Patrz katalog główny C-2900:4 strona D158

Obliczanie momentu obrotowego (Nm) i siły posuwowej (N)

M c

=

P c

 p 30   10 3

n F f

= 0 .

5 

k c



D c

2 

f n

 sin k

r

/10 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

Dostarczanie chłodziwa

Zalecana mieszanina

( chłodziwo bazujące na

-

wodzie):

Wiercenie żeliwa - Wiercenie stali 3 - 5 % 4 - 7 % - Wiercenie stali nierdzewnej 9 - 12 % Należy użyć oleju z dużą ilością dodatków (EP)

 Wewnętrzne podawanie chłodziwa – Jest zawsze zalecane dla najlepszego usuwania wiórów i najwyższej niezawodności – Jest ważne w przypadku wiercenia materiałów dających długie wióry (stal niskowęglowa, lub nierdzewna), oraz dla głębszych otworów (>3xD).

 Zewnętrzne podawanie chłodziwa – Nowoczesne wiertła takie jak CoroDrill Delta-C czy CoroDrill 880 może wiercić z zewnętrznym podawaniem chłodziwa w zwykłej stali, lub żeliwie dla otworów o głębokości do 3xD.

 Mgła olejowa, lub minimalna ilość chłodziwa – W niektórych przypadkach daje bardzo dobre rezultaty.

 Obróbka na sucho – Wiertło na płytki wymienne CoroDrill 880 w korzystnych warunkach może być użyte bez chłodziwa. Patrz kolejny slajd.

/11 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

Procedura wyboru wiertła

Ø +/- 0.xxx

1.

Określić materiał obrabiany, średnicę i głębokość otworu, oraz wymaganą tolerancję i chropowatość powierzchni.

Ra

2.

Wybrać rodzaj wiertła 3.

Wybrać gatunek i geometrię 4.

Wybrać chwyt i oprawkę wiertła /12 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

Średnica i głębokość otworu

Zastosowanie wierteł do płytkiego wiercenia

CoroDrill ® 880

 Wiertło na płytki wymienne

CoroDrill 880

zawsze powinno być pierwszym wyborem aby osiągnąć najniższy koszt.

Jest to także uniwersalne narzędzie.

,

CoroDrill ® Delta-C Coromant Delta ®

 Pełnowęglikowe wiertło

CoroDrill Delta-C

jest pierwszym wyborem dla mniejszych średnic i dla mniejszych tolerancji.

 Wiertło

Coromant Delta

jest alternatywą dla CoroDrill Delta-C, gdy potrzebna jest większa średnica, a stabilność jest słaba (np. w mało sztywnych korpusach).

/13 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

Jakość powierzchni

Różne możliwości

CoroDrill ® Delta-C Coromant Delta ® CoroDrill ® 880 R844 R840, 842, 850 Ra 0,3-1 μm Ra 0,5-2 μm Ra 1-4 μm Ra 0.5-5 μm

• Uzyskana jakość powierzchni w dużym stopniu zależy od stabilności (tendencji do wpadania w drgania), od materiału obrabianego i od posuwu na obrót.

Również mieszanina olejowa wpływa na wykończenie powierzchni. Wyższa zawartość oleju zwiększa jakość powierzchni.

/14 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

Jakość powierzchni

CoroDrill ® 880 – Jak ją dodatkowo poprawić

Ra µm

Do 0,5 2,0-4,0

Posuw

Niski Wysoki  Powierzchnia końcowa – Jeśli wymagana jest dobra jakość powierzchni należy zastosować wyższą prędkość skrawania i mniejszy posuw – Powierzchnia końcowa: z Ra 0.5

 m jest możliwa do osiągnięcia w stabilnych warunkach w stali o twardości 250-350HB /15 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

Tolerancje otworu

Różne możliwości

CoroDrill ® Delta-C Coromant Delta ® CoroDrill ® 880 R844 R840, 842, 850 Krótkie precyzyjne otwory Niska tolerancja otworu IT 6-7 IT 8-10 Średnia tolerancja otworu IT 12-13

• Krótkie wiertła i sztywność układu OUPN poprawiają dokładność otworu.

• Kliknij, aby uzyskać więcej informacji o klasyfikcji tolerancji wg ISO.

/16 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

Tolerancja otworu

Zmniejszanie tolerancji poprzez nastawienie

CoroDrill ® Delta-C Coromant Delta ® CoroDrill ® 880

Tuleja mimośrodowa Regulowany uchwyt Wiertło nieruchome

Otwory precyzyjne IT 10-11 Niska tolerancja otworu Średnia tolerancja otworu

• Możemy zwiększyć dokładność otworu, poprzez nastawienie wiertła CoroDrill 880 na tokarce, lub przy użyciu tulejek mimośrodowych lub uchwytów regulowanych w zastosowaniu obrotowym.

/17 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

1. Otwór

ISO – klasy tolerancji

Dmax Dmin

 Gdy odejmiemy

D

min od

D

max dostaniemy pole tolerancji, zwane po prostu IT Pro du ctivi ty i n D ril lin g - C MMD /E dva rdss on /18 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

Klasy tolerancji

Szerokość pola tolerancji (IT)

Tolerancja IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 IT13 D>3-6 0.008

0.012

0.018

0.030

0.048

0.075

0.120

0.180

Zakres średnic (mm) D>6-10 0.009

0.015

D>10-18 0.011

0.018

D>18-30 0.013

0.021

0.022

0.036

0.058

0.090

0.150

0.220

0.027

0.043

0.070

0.110

0.180

0.270

0.033

0.052

0.084

0.130

0.210

0.330

D>30-50 0.016

0.025

0.039

0.062

0.100

0.160

0.250

0.390

Przykłady:

Łożysko, kołki ustalające Otwory pod wygniataki Otwory pod gwintowniki   Im niższy numer IT, tym lepsza tolerancja otworu Tolerancja IT rośnie wraz ze wzrostem średnicy /19 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

Klasy tolerancji

Otwór

Wymiar nominalny D F FG G H J JS

 Wielka litera oznacza położenie pola tolerancji

P Pole tolerancji (IT) K M N

/20 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

Przykład standardowych tolerancji - D

c D c

Wymiar nominalny wiertła

D

c +

m7

+ 0

h7

+

js7

Coromant Delta /21 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

Jakość otworu

Oprawki również wpływają na rezultat  Aby uzyskać najlepszą stabilność i jakość otworu, należy stosować oprawki CoroGrip lub Hydrogrip, wraz z zalecanym systemem mocowania Coromant Capto.

 Zawsze należy używać możliwie najkrótszego wiertła i wysięgu.

 Sztywne zamocowanie narzędzia pozwala zastosować wyższe parametry skrawania i zwiększa trwałość narzędzia.

/22 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

Bicie jest równie ważne

0,02 mm 0,02 mm

 Niespełnione wymagania odnośnie bicia spowodują, że: – nastąpi nierówne zużycie powierzchni zewnętrznych – otwór nie zachowa swojej okrągłości – otwór znajdzie się poza polem tolerancji – wiertło złamie się w okolicach wrzeciona /23 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

Co powinna zapewnić obrabiarka

   Stabilność obróbki – Wrzeciona i ogólną  Prędkość obrotową wrzeciona – Czy prędkość jest wystarczająca dla małych średnic?

 Przepływ chłodziwa – Czy jest wystarczający dla dużych otworów?

 Ciśnienie chłodziwa – Czy wystarczy dla małych średnic?

 Mocowanie przedmiotu obrabianego – Czy jest stabilne??

Wrzeciono poziome czy pionowe – Poziome wrzeciono ułatwia odprowadzanie wiórów Moc i moment obrotowy  – Czy jest wystarczający? – Jeśli nie, otwór można wykonać wiertłem trepanacyjnym lub poprzez interpolację kołową/śrubową narzędziem frezarskim Magazyn narzędzi – Jeśli posiada ograniczenia, można zastoswać na przykład wiertła stopniowe.

/24 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

Nieruchome wiertło

Powinny być rozpatrzone dwie dodatkowe sprawy w stosunku do obrotowego zastosowania wiertła:   Stabilność głowicy Współosiowość /25 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

Stabilność głowicy

Siła posuwowa /26 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory  W wielu obrabiarkach głowica może się odkształcić na skutek siły posuwowej  Aby sprawdzić stabilność należy: – Wywiercić jeden otwór z małym posuwem, drugi z dużym posuwem – Zmierzyć średnicę otworów – Jeśli różnica jest duża, głowica ma tendencje do wychyleń

Stabilność głowicy

Rozwiązywanie problemów Poz. B Poz. A 1.

Pierwszym krokiem jest redukcja momentu obrotowego poprzez inne zamocowanie. Pozycja B jest bardziej zalecana niż A.

2.

Wiertło powinno być zamocowane tak, by płytka zewnętrzna była położona jak na rysunku – Wielkość otworu będzie większa, ale nie będzie problemu z działaniem. – Jeśli wiertło zamocowane będzie odwrotnie, spowoduje to rysowanie powierzchni i zużycie korpusu wiertła /27 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory

Współosiowość

Wiertło na płytki wymienne CoroDrill ® 880  Całkowite bicie między osią narzędzia a osią przedmiotu obrabianego nie może przekroczyć 0,03 mm.

Ø +  Wiertło powinno być zamocowane tak, aby górna powierzchnia płytki peryferyjnej była równoległa do poprzecznego posuwu narzędzia (zwykle oś X).

/28 CoroKey 2006 – Products / Drilling theory