Τα τρυπάνια, ως τα πιο κοινά εργαλεία κοπής στη μηχανική κατεργασία οπών, χρησιμοποιούνται ευρέως στη μηχανική κατασκευή, ειδικά για τη μηχανική κατεργασία οπών σε μέρη όπως συσκευές ψύξης, φύλλα σωλήνων εξοπλισμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και γεννήτριες ατμού. Η εφαρμογή τους είναι ιδιαίτερα εκτεταμένη και σημαντική.
Ι. Χαρακτηριστικά Γεώτρησης
Τα τρυπάνια έχουν συνήθως δύο κύριες ακμές κοπής. Κατά τη μηχανική κατεργασία, το τρυπάνι κόβει ενώ περιστρέφεται. Η γωνία κλίσης του τρυπανιού αυξάνεται από τον κεντρικό άξονα προς την εξωτερική άκρη. η ταχύτητα κοπής είναι μεγαλύτερη πιο κοντά στον εξωτερικό κύκλο και μειώνεται προς το κέντρο, φτάνοντας στο μηδέν στο κέντρο περιστροφής. Το άκρο της σμίλης του τρυπανιού βρίσκεται κοντά στον κεντρικό άξονα περιστροφής. Έχει μεγάλη δευτερεύουσα γωνία κλίσης, χωρίς χώρο τσιπ και χαμηλή ταχύτητα κοπής, δημιουργώντας έτσι σημαντική αξονική αντίσταση. Εάν η άκρη της σμίλης αλεσθεί σε τύπο Α ή C σύμφωνα με το DIN 1414, η κοπτική άκρη κοντά στον κεντρικό άξονα θα έχει θετική γωνία κλίσης, η οποία μπορεί να μειώσει την αντίσταση κοπής και να βελτιώσει σημαντικά την απόδοση κοπής.
Τα τρυπάνια μπορούν να ταξινομηθούν σε πολλούς τύπους με βάση το σχήμα, το υλικό, τη δομή και τη λειτουργία του τεμαχίου εργασίας τους, όπως τρυπάνια υψηλής ταχύτητας από χάλυβα (στρέψτε τρυπάνια, τρυπάνια πολλαπλών{{1}τρυπών, επίπεδα τρυπάνια), τρυπάνια από συμπαγές καρβίδιο, τρυπάνια ρηχών οπών με δυνατότητα ευρετηρίασης, τρυπάνια βαθιάς οπής, τρυπάνια με κεφαλή και τρυπάνια.
II. Σπάσιμο και αφαίρεση τσιπ
Η κοπή του τρυπανιού γίνεται στον περιορισμένο χώρο μιας οπής και τα τσιπ πρέπει να αφαιρεθούν μέσα από τις αυλακώσεις κοπής του τρυπανιού. Επομένως, το σχήμα του τσιπ επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό την απόδοση κοπής του τρυπανιού. Τα κοινά σχήματα τσιπ περιλαμβάνουν τσιπς με νιφάδες, σωληνωτά τσιπ, τσιπς-όπως βελόνες, κωνικά σπειροειδή τσιπ, τσιπς-σαν κορδέλα, τσιπς σε σχήμα βεντάλιας-και τσιπς σε μορφή πούδρας.
The Key to Drilling – Chip Control
Όταν το σχήμα του τσιπ είναι ακατάλληλο, θα προκύψουν τα ακόλουθα προβλήματα:
① Λεπτά ροκανίδια φράζουν τις αυλακώσεις κοπής, επηρεάζοντας την ακρίβεια του τρυπήματος, μειώνοντας τη διάρκεια ζωής του τρυπανιού και προκαλούν ακόμη και θραύση του τρυπανιού (π.χ. τσιπς πούδρας, τσιπς σε σχήμα ανεμιστήρα, κ.λπ.).
② Τα μακριά τσιπ τυλίγονται γύρω από το τρυπάνι, εμποδίζοντας τη λειτουργία, προκαλώντας θραύση του τρυπανιού ή εμποδίζοντας το υγρό κοπής να εισέλθει στην τρύπα (π.χ. σπειροειδή τσιπ, ροκανίδια κορδέλας κ.λπ.).
Πώς να λύσετε το πρόβλημα του ακατάλληλου σχήματος τσιπ:
① Μέθοδοι όπως η αύξηση του ρυθμού τροφοδοσίας, η διαλείπουσα τροφοδοσία, το εκ νέου-τρόχισμα της άκρης της σμίλης και η εγκατάσταση θραυστών τσιπ μπορούν να χρησιμοποιηθούν μεμονωμένα ή σε συνδυασμό για τη βελτίωση του σπασίματος και της αφαίρεσης τσιπ, εξαλείφοντας τα προβλήματα που προκαλούνται από τα τσιπ.
② Μπορούν να χρησιμοποιηθούν εξειδικευμένα τρυπάνια θραύσης τσιπ-. Για παράδειγμα, η προσθήκη ενός σχεδιασμένου τσιπ-ακμής θραύσης στις αυλακώσεις του τρυπανιού σπάει τα τσιπ σε θραύσματα που αφαιρούνται πιο εύκολα. Τα θραύσματα εκκενώνονται ομαλά κατά μήκος των αυλακώσεων, αποτρέποντας την απόφραξη. Επομένως, τα νέα τρυπάνια-θραύσης τσιπς επιτυγχάνουν πολύ πιο ομαλό αποτέλεσμα κοπής από τα παραδοσιακά τρυπάνια.
Ταυτόχρονα, τα κοντά, κατακερματισμένα μεταλλικά τσιπ διευκολύνουν τη ροή του ψυκτικού προς το άκρο του τρυπανιού, βελτιώνοντας περαιτέρω την απαγωγή θερμότητας και την απόδοση κοπής κατά τη μηχανική κατεργασία. Επιπλέον, επειδή η πρόσφατη προσθήκη-ακμής θραύσης του τσιπ διεισδύει σε ολόκληρο το αυλάκι του τρυπανιού, διατηρεί το σχήμα και τη λειτουργία του ακόμη και μετά από πολλούς κύκλους εκ νέου ακονίσματος. Εκτός από τις προαναφερθείσες λειτουργικές βελτιώσεις, αξίζει να αναφερθεί ότι αυτός ο σχεδιασμός ενισχύει την ακαμψία του σώματος του τρυπανιού, αυξάνοντας σημαντικά τον αριθμό των οπών που μπορούν να ανοίξουν σε έναν μόνο κύκλο εκ νέου ακονίσματος.
III. Ακρίβεια διάτρησης
Η ακρίβεια μιας οπής καθορίζεται κυρίως από παράγοντες όπως η διάμετρος της οπής, η ακρίβεια θέσης, η ομοαξονικότητα, η στρογγυλότητα, η τραχύτητα της επιφάνειας και τα γρέζια στο άνοιγμα της οπής.
Παράγοντες που επηρεάζουν την ακρίβεια της κατεργασμένης οπής κατά τη διάτρηση:
① Ακρίβεια σύσφιξης τρυπανιού και συνθήκες κοπής, όπως βάση εργαλείου, ταχύτητα κοπής, ταχύτητα τροφοδοσίας και υγρό κοπής.
② Μέγεθος και σχήμα τρυπανιού, όπως μήκος τρυπανιού, σχήμα αιχμής και σχήμα πυρήνα.
③ Το σχήμα του τεμαχίου εργασίας, όπως το σχήμα του πλευρικού τοιχώματος της οπής, το σχήμα ανοίγματος της οπής, το πάχος και η κατάσταση σύσφιξης.
Μεγέθυνση
Η μεγέθυνση προκαλείται από την ταλάντωση του τρυπανιού κατά τη διάρκεια της κατεργασίας. Η ταλάντωση της βάσης εργαλείου επηρεάζει σημαντικά τη διάμετρο της οπής και την ακρίβεια τοποθέτησης. Επομένως, η βάση εργαλείου θα πρέπει να αντικαθίσταται αμέσως όταν είναι πολύ φθαρμένη. Η μέτρηση και η ρύθμιση της ταλάντωσης είναι δύσκολη κατά τη διάνοιξη μικρών οπών, επομένως είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείτε ένα τρυπάνι μεγάλο-κνήμα, μικρής-διαμέτρου με καλή ομοαξονικότητα μεταξύ της κοπτικής άκρης και του στελέχους. Όταν χρησιμοποιείτε τρυπάνια με επανατριβή, η μείωση της ακρίβειας της οπής οφείλεται συχνά στην ασυμμετρία στο πίσω σχήμα. Ο έλεγχος της διαφοράς ύψους της αιχμής κοπής μπορεί να καταστείλει αποτελεσματικά το άνοιγμα της οπής.
Στρογγυλότητα τρύπας
Λόγω της δόνησης του τρυπανιού, το σχήμα της τρύπας είναι εύκολα πολυγωνικό, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται πριτσίνια μοτίβα στον τοίχο της οπής. Οι κοινές πολυγωνικές οπές είναι συχνά τριγωνικές ή πενταγωνικές. Ο λόγος για τις τριγωνικές οπές είναι ότι το τρυπάνι έχει δύο κέντρα περιστροφής κατά τη διάτρηση, που δονούνται με συχνότητα μία φορά κάθε 600 μοίρες. Η κύρια αιτία αυτής της δόνησης είναι η ανισορροπία στην αντίσταση κοπής. Μετά από μία περιστροφή του τρυπανιού, λόγω της κακής στρογγυλότητας της οπής, η αντίσταση κοπής γίνεται ανισόρροπη κατά τη δεύτερη περιστροφή, επαναλαμβάνοντας την προηγούμενη δόνηση, αλλά με μια ελαφρά μετατόπιση φάσης, με αποτέλεσμα τα πριτσίνια μοτίβα στο τοίχωμα της οπής. Όταν το βάθος διάτρησης φτάσει σε ένα ορισμένο επίπεδο, η τριβή μεταξύ της κοπτικής ακμής του τρυπανιού και του τοιχώματος της οπής αυξάνεται, οι κραδασμοί μειώνονται, η ράβδος εξαφανίζεται και η στρογγυλότητα βελτιώνεται. Αυτός ο τύπος οπής εμφανίζεται σε σχήμα χοάνης-σε διαμήκη τομή. Για τον ίδιο λόγο, κατά την κοπή μπορεί επίσης να εμφανιστούν πενταγωνικές και επταγωνικές τρύπες. Για την εξάλειψη αυτού του φαινομένου, εκτός από τον έλεγχο παραγόντων όπως η δόνηση του τσοκ, η διαφορά ύψους κοπής και η ασυμμετρία στο σχήμα της πλευράς και της κοπτικής ακμής, θα πρέπει να ληφθούν μέτρα για τη βελτίωση της ακαμψίας του τρυπανιού, την αύξηση της τροφοδοσίας ανά περιστροφή, τη μείωση της γωνίας διάκενου και την εκ νέου άλεση της άκρης της σμίλης.
Διάτρηση σε κεκλιμένες και καμπύλες επιφάνειες
Όταν η επιφάνεια κοπής ή η επιφάνεια διείσδυσης του τρυπανιού είναι μια κεκλιμένη επιφάνεια, καμπύλη επιφάνεια ή σκαλοπάτι, η ακρίβεια τοποθέτησης είναι χαμηλή επειδή το τρυπάνι εκτελεί ακτινική κοπή μονής-όψης, μειώνοντας τη διάρκεια ζωής του εργαλείου.
Για τη βελτίωση της ακρίβειας τοποθέτησης, μπορούν να ληφθούν τα ακόλουθα μέτρα:
1. Ανοίξτε πρώτα μια κεντρική τρύπα.
2. Τρίψτε το κάθισμα της τρύπας με έναν μύλο.
3. Επιλέξτε ένα τρυπάνι με καλή διείσδυση και ακαμψία.
4. Μειώστε τον ρυθμό τροφοδοσίας.
Αφαίρεση γρέζιων
Κατά τη διάρκεια της διάτρησης, συχνά εμφανίζονται γρέζια στην είσοδο και την έξοδο της τρύπας, ειδικά κατά την κατεργασία σκληρών υλικών και λεπτών πλακών. Αυτό συμβαίνει επειδή καθώς το τρυπάνι πλησιάζει στη διείσδυση, το τεμάχιο εργασίας υφίσταται πλαστική παραμόρφωση. Το τριγωνικό τμήμα που πρέπει να κοπεί από την κοπτική άκρη κοντά στην εξωτερική άκρη παραμορφώνεται προς τα έξω από την αξονική δύναμη κοπής και κυρτώνεται περαιτέρω κάτω από τη δράση της λοξοτομής και της ακμής κοπής του τρυπανιού, σχηματίζοντας ένα αυλάκι ή μια τυλιγμένη άκρη.
[Εικών]
IV. Συνθήκες επεξεργασίας γεωτρήσεων
Οι περισσότεροι κατάλογοι τρυπανιών περιέχουν έναν "Πίνακα αναφοράς βασικών παραμέτρων κοπής" που διατάσσεται ανάλογα με το υλικό που υποβάλλεται σε επεξεργασία. Οι χρήστες μπορούν να ανατρέξουν στις παρεχόμενες παραμέτρους κοπής για να επιλέξουν τις κατάλληλες συνθήκες κοπής για διάτρηση. Η καταλληλότητα των επιλεγμένων συνθηκών κοπής θα πρέπει να κριθεί μέσω της δοκιμαστικής κοπής, λαμβάνοντας υπόψη παράγοντες όπως η ακρίβεια μηχανικής κατεργασίας, η απόδοση μηχανικής κατεργασίας και η διάρκεια ζωής του τρυπανιού.
1. Διάρκεια ζωής τρυπανιού και απόδοση μηχανικής κατεργασίας
Υπό την προϋπόθεση ότι πληρούνται οι τεχνικές απαιτήσεις του τεμαχίου προς κατεργασία, η καταλληλότητα της χρήσης του τρυπανιού θα πρέπει να αξιολογείται διεξοδικά με βάση τη διάρκεια ζωής του τρυπανιού και την αποτελεσματικότητα της κατεργασίας. Η διαδρομή κοπής μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μέτρηση αξιολόγησης για τη διάρκεια ζωής του τρυπανιού. ο ρυθμός τροφοδοσίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μέτρηση αξιολόγησης για την απόδοση της μηχανικής κατεργασίας. Για τα τρυπάνια από χάλυβα υψηλής ταχύτητας-, η διάρκεια ζωής επηρεάζεται σημαντικά από την ταχύτητα περιστροφής και λιγότερο από την τροφοδοσία ανά περιστροφή. Επομένως, η αύξηση της τροφοδοσίας ανά περιστροφή μπορεί να βελτιώσει την αποδοτικότητα της μηχανικής κατεργασίας, εξασφαλίζοντας παράλληλα μεγαλύτερη διάρκεια ζωής του τρυπανιού. Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι η υπερβολική τροφοδοσία ανά περιστροφή θα πυκνώσει τα τσιπ, καθιστώντας δύσκολο το σπάσιμο των τσιπ. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να καθοριστεί το βέλτιστο εύρος τροφοδοσίας ανά περιστροφή για επιτυχή διάσπαση τσιπ μέσω δοκιμαστικών περικοπών. Για τρυπάνια καρβιδίου, η κοπτική ακμή έχει μεγαλύτερη λοξότμηση κατά μήκος της κατεύθυνσης της αρνητικής γωνίας κλίσης, με αποτέλεσμα ένα μικρότερο επιλέξιμο εύρος τροφοδοσίας ανά περιστροφή σε σύγκριση με τα τρυπάνια από χάλυβα υψηλής-ταχύτητας. Η υπέρβαση αυτού του εύρους κατά τη μηχανική κατεργασία θα μειώσει τη διάρκεια ζωής του τρυπανιού. Επειδή τα τρυπάνια καρβιδίου έχουν υψηλότερη αντίσταση στη θερμότητα από τα τρυπάνια από χάλυβα υψηλής ταχύτητας, η ταχύτητα περιστροφής έχει ελάχιστο αντίκτυπο στη διάρκεια ζωής του τρυπανιού. Ως εκ τούτου, η αύξηση της ταχύτητας περιστροφής μπορεί να βελτιώσει την αποτελεσματικότητα της μηχανικής κατεργασίας, διασφαλίζοντας παράλληλα τη διάρκεια ζωής του τρυπανιού.
2. Σωστή χρήση υγρού κοπής
Η κοπή του τρυπανιού πραγματοποιείται στον περιορισμένο χώρο μιας οπής, επομένως ο τύπος και η μέθοδος εφαρμογής του υγρού κοπής επηρεάζουν σημαντικά τη διάρκεια ζωής του τρυπανιού και την ακρίβεια μηχανικής κατεργασίας οπών. Τα υγρά κοπής μπορούν να ταξινομηθούν ευρέως σε τύπους-υδατοδιαλυτών και μη-υδατοδιαλυτών-. Τα μη-υδατοδιαλυτά-ρευστά κοπής προσφέρουν καλύτερες ιδιότητες λίπανσης, διαβροχής και κατά-προσκόλλησης και επίσης παρέχουν προστασία από τη σκουριά. Τα υδατοδιαλυτά υγρά κοπής-προσφέρουν καλύτερες ψυκτικές ιδιότητες, δεν είναι{10}}καπνίζοντα και-μη εύφλεκτα. Λόγω κριτηρίων προστασίας του περιβάλλοντος, η χρήση υδατοδιαλυτών υγρών κοπής έχει αυξηθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια. Ωστόσο, η ακατάλληλη αναλογία αραίωσης ή η φθορά του υγρού κοπής μπορεί να μειώσει δραστικά τη διάρκεια ζωής του εργαλείου, επομένως πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή κατά τη χρήση. Ανεξάρτητα από το αν το υγρό κοπής είναι-υδατοδιαλυτό ή μη-υδατοδιαλυτό-, είναι απαραίτητο να διασφαλίσετε ότι το υγρό φτάνει στο σημείο κοπής επαρκώς. Επιπλέον, ο ρυθμός ροής, η πίεση, ο αριθμός των ακροφυσίων και η μέθοδος ψύξης (εσωτερική ή εξωτερική ψύξη) πρέπει να ελέγχονται αυστηρά.
V.
Επανατρόχισμα τρυπανιού
Κριτήρια επανατρόχισης τρυπανιού
Τα κριτήρια για τον προσδιορισμό του εάν ένα τρυπάνι χρειάζεται ακόνισμα είναι:
1. Φθορά από τις όψεις της κοπτικής άκρης, της άκρης της σμίλης και της ταινίας κοπής.
2. Ακρίβεια διαστάσεων και τραχύτητα επιφάνειας της κατεργασμένης οπής.
3. Χρώμα και σχήμα των τσιπ.
4. Αντίσταση κοπής (έμμεσες τιμές όπως ρεύμα ατράκτου, θόρυβος και κραδασμοί).
5. Ποσότητα εργασιών που έχουν ολοκληρωθεί κ.λπ.
Στην πραγματική χρήση, ένα ακριβές και βολικό κριτήριο θα πρέπει να καθοριστεί από τους παραπάνω δείκτες με βάση συγκεκριμένες περιστάσεις. Όταν χρησιμοποιείται ως κριτήριο η ποσότητα φθοράς, θα πρέπει να προσδιορίζεται η βέλτιστη περίοδος επαναθάρρυνσης με την καλύτερη οικονομική απόδοση. Δεδομένου ότι οι κύριες περιοχές ακονίσματος είναι το πίσω μέρος της κεφαλής και η άκρη της σμίλης, η υπερβολική φθορά του τρυπανιού οδηγεί σε μεγαλύτερους χρόνους ακονίσματος, μεγαλύτερους όγκους λείανσης και λιγότερους κύκλους επαναλείανσης (συνολική διάρκεια ζωής εργαλείου=διάρκεια ζωής εργαλείου μετά από επανάλεσμα × αριθμός κύκλων επαναλείανσης), μειώνοντας τελικά τη συνολική διάρκεια ζωής του τρυπανιού. Όταν χρησιμοποιείται ως κριτήριο η ακρίβεια διαστάσεων της επεξεργασμένης οπής, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται μετρητές ή οριακά μετρητές για τον έλεγχο της ευθυγράμμισης και της ευθύτητας της οπής. αν ξεπεραστούν αυτές οι τιμές, το τρυπάνι θα πρέπει να ακονιστεί ξανά- αμέσως. Όταν χρησιμοποιείται ως κριτήριο η αντίσταση κοπής, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μέθοδοι όπως η αυτόματη διακοπή της λειτουργίας του μηχανήματος όταν ξεπεραστεί μια καθορισμένη οριακή τιμή (π.χ. ρεύμα άξονα). Κατά τη διαχείριση των ορίων ποσότητας μηχανικής κατεργασίας, τα παραπάνω κριτήρια θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη συνολικά για να τεθούν τα κατάλληλα πρότυπα.
Μέθοδοι ακονίσματος τρυπανιού
Κατά την εκ νέου λείανση τρυπανιών, είναι καλύτερο να χρησιμοποιείτε μια ειδική μηχανή ακονίσματος τρυπανιών ή έναν μύλο εργαλείων γενικής χρήσης. Αυτό είναι ζωτικής σημασίας για τη διασφάλιση της διάρκειας ζωής του τρυπανιού και της ακρίβειας μηχανικής κατεργασίας. Εάν το αρχικό τρυπάνι είναι σε καλή κατάσταση, μπορεί να-ακονιστεί ξανά σύμφωνα με το αρχικό σχέδιο. Εάν το αρχικό τρυπάνι έχει ελαττώματα, το σχήμα της πλάτης μπορεί να τροποποιηθεί κατάλληλα και η άκρη της σμίλης μπορεί να ακονιστεί εκ νέου σύμφωνα με την προβλεπόμενη χρήση.
Κατά το ακόνισμα πρέπει να προσέξετε τα ακόλουθα σημεία:
1. Αποτρέψτε την υπερθέρμανση για να αποφύγετε τη μείωση της σκληρότητας του τρυπανιού.
2. Αφαιρέστε όλες τις ζημιές στο τρυπάνι (ιδιαίτερα ζημιά στην κοπτική άκρη).
3. Το σχήμα του τρυπανιού πρέπει να είναι συμμετρικό.
4. Προσέξτε να μην καταστρέψετε την κοπτική άκρη κατά το ακόνισμα και αφαιρέστε τυχόν γρέζια μετά το ακόνισμα.
5. Για τα τρυπάνια από καρβίδιο, το σχήμα ακονίσματος έχει σημαντικό αντίκτυπο στην απόδοση του τρυπανιού. Το σχήμα του τρυπανιού στο εργοστάσιο είναι το βέλτιστο σχήμα που λαμβάνεται μέσω επιστημονικού σχεδιασμού και επαναλαμβανόμενων δοκιμών. Επομένως, το αρχικό σχήμα αιχμής θα πρέπει γενικά να διατηρείται κατά το εκ νέου ακόνισμα.
