Poranteriä, jotka ovat yleisimpiä leikkaustyökaluja reikätyöstössä, käytetään laajalti mekaanisessa valmistuksessa, erityisesti osien, kuten jäähdytyslaitteiden, sähköntuotantolaitteiden putkilevyjen ja höyrynkehittimien reikien työstämiseen. Niiden soveltaminen on erityisen laajaa ja tärkeää.
I. Porauksen ominaisuudet
Poranterissä on tyypillisesti kaksi pääleikkausreunaa. Työstön aikana poranterä leikkaa pyöriessään. Poranterän kallistuskulma kasvaa keskiakselista ulkoreunaan; leikkausnopeus on suurempi lähempänä ulompaa ympyrää ja laskee kohti keskustaa saavuttaen nollan pyörimiskeskipisteessä. Poranterän talttareuna sijaitsee lähellä pyörimiskeskiakselia. Siinä on suuri toissijainen harakulma, ei lastutilaa ja pieni leikkausnopeus, mikä tuottaa merkittävää aksiaalista vastusta. Jos taltan reuna on hiottu DIN 1414 -standardin mukaisesti tyyppiin A tai C, leikkuureunassa lähellä keskiakselia on positiivinen kallistuskulma, mikä voi vähentää leikkausvastusta ja parantaa merkittävästi leikkaustehoa.
Poranterät voidaan luokitella useisiin tyyppeihin niiden työkappaleen muodon, materiaalin, rakenteen ja toiminnan perusteella, kuten nopeat -teräsporanterät (kierreporat, monireikäporat, litteät porat), umpikovametalliporanterät, käännettävät matalareiän porat, syväreiän vaihtoporat.
II. Sirun rikkominen ja poisto
Poran leikkaus tapahtuu reiän ahtaassa tilassa ja lastut on poistettava poranterän leikkausurien kautta. Siksi lastun muoto vaikuttaa suuresti poranterän leikkaustehoon. Yleisiä lastujen muotoja ovat hiutalelastut, putkimaiset lastut, neula-kaltaiset lastut, kartiomaiset kierrelastut, nauha-kuten lastut, viuhkamaiset lastut ja jauhemaiset lastut.
Avain poraukseen – lastunhallinta
Kun sirun muoto on sopimaton, ilmenee seuraavia ongelmia:
① Hienot lastut tukkivat leikkausurat, mikä vaikuttaa porauksen tarkkuuteen, lyhentää poran käyttöikää ja jopa aiheuttaa poran rikkoutumisen (esim. jauhemaiset lastut, viuhkamaiset lastut, jne.);
② Pitkät lastut kietoutuvat poranterän ympärille, mikä haittaa toimintaa, aiheuttaa poran rikkoutumisen tai estää leikkausnesteen pääsyn reikään (esim. spiraalilastut, nauhalastut jne.).
Kuinka ratkaista sopimattoman sirun muodon ongelma:
① Menetelmiä, kuten syöttönopeuden lisääminen, jaksottainen syöttö, taltan reunan uudelleen-teroitus ja lastunkatkaisijoiden asentaminen, voidaan käyttää yksitellen tai yhdessä parantamaan lastun rikkomista ja poistamista, mikä eliminoi lastujen aiheuttamat ongelmat.
② Voidaan käyttää erikoistuneita lastun{0}}murtoporeja. Esimerkiksi suunnitellun lastun-murtoreunan lisääminen porausuriin rikkoo lastut helpommin poistettaviksi paloiksi. Sirpaleet poistuvat tasaisesti uria pitkin, mikä estää tukkeutumisen. Siksi uudet lastun{5}}murtajat saavat aikaan paljon pehmeämmän leikkausvaikutuksen kuin perinteiset porat.
Samanaikaisesti lyhyet, sirpaloituneet metallilastut helpottavat jäähdytysnesteen virtausta poran kärkeen parantaen entisestään lämmönpoistoa ja leikkaustehoa koneistuksen aikana. Lisäksi, koska äskettäin lisätty lastun-murtoreuna tunkeutuu poranterän koko uraan, se säilyttää muotonsa ja toimintansa myös useiden uudelleen-teroitusjaksojen jälkeen. Edellä mainittujen toiminnallisten parannusten lisäksi on syytä mainita, että tämä rakenne vahvistaa poran rungon jäykkyyttä lisäämällä merkittävästi yhdellä uudelleen-teroitusjaksolla porattavien reikien määrää.
III. Poraustarkkuus
Reiän tarkkuuden määräävät pääasiassa tekijät, kuten reiän halkaisija, sijaintitarkkuus, koaksiaalisuus, pyöreys, pinnan karheus ja reiän aukon purseet.
Työstetyn reiän tarkkuuteen porauksen aikana vaikuttavat tekijät:
① Poranterän kiinnitystarkkuus ja leikkausolosuhteet, kuten työkalun pidike, leikkausnopeus, syöttönopeus ja leikkausneste;
② Poranterän koko ja muoto, kuten poranterän pituus, leikkuureunan muoto ja ytimen muoto;
③ Työkappaleen muoto, kuten reiän sivuseinän muoto, reiän aukon muoto, paksuus ja kiinnitystila.
Laajentumassa
Suurentumisen aiheuttaa poranterän värähtely koneistuksen aikana. Työkalunpitimen värähtely vaikuttaa merkittävästi reiän halkaisijaan ja paikannustarkkuuteen. Siksi työkalun pidike on vaihdettava välittömästi, kun se on vakavasti kulunut. Värähtelyn mittaaminen ja säätäminen on vaikeaa porattaessa pieniä reikiä, joten on parasta käyttää suuri-varsi, halkaisijaltaan pieni-poranterä, jolla on hyvä koaksiaalisuus leikkuureunan ja varren välillä. Uudelleenhiottuja poranteriä käytettäessä reiän tarkkuuden heikkeneminen johtuu usein takaosan epäsymmetrisyydestä. Leikkuuterän korkeuseron hallinta voi tehokkaasti tukahduttaa reiän kalvauksen.
Reiän pyöreys
Poranterän tärinän ansiosta porattu reiän muoto on helposti monikulmion muotoinen, mikä johtaa niittauskuvioihin reiän seinämässä. Yleiset monikulmaiset reiät ovat usein kolmion tai viisikulmaisia. Kolmioreikien syynä on se, että poranterällä on porauksen aikana kaksi pyörimispistettä, jotka värähtelevät kerran 600 asteessa. Tämän tärinän tärkein syy on leikkausvastuksen epätasapaino. Poranterän yhden kierroksen jälkeen reiän huonosta pyöreydestä johtuen leikkausvastus epätasapainoinen toisen kierroksen aikana toistaen edellistä tärinää, mutta pienellä vaihesiirrolla, mikä johtaa niittauskuvioihin reiän seinämässä. Kun poraussyvyys saavuttaa tietyn tason, poranterän terän ja reiän seinämän välinen kitka kasvaa, tärinä vähenee, riffaus katoaa ja pyöreys paranee. Tämän tyyppinen reikä näyttää suppilon -muotoiselta pitkittäisleikkauksessa. Samasta syystä leikkausvaiheessa saattaa esiintyä myös viisi- ja seitsemänkulmaisia reikiä. Tämän ilmiön poistamiseksi hallitsevien tekijöiden, kuten istukan tärinän, leikkuureunan korkeuseron sekä kyljen ja leikkuureunan muodon epäsymmetrian, lisäksi on ryhdyttävä toimenpiteisiin poranterän jäykkyyden parantamiseksi, kierroksen syöttöä lisäämiseksi, välyskulman pienentämiseksi ja taltan reunan uudelleen-hiomiseksi.
Poraus kalteville ja kaareville pinnoille
Kun poranterän leikkauspinta tai tunkeutumispinta on kalteva pinta, kaareva pinta tai askelma, paikannustarkkuus on huono, koska poranterä leikkaa säteittäisesti yksipuolisesti, mikä lyhentää työkalun käyttöikää.
Paikannustarkkuuden parantamiseksi voidaan toteuttaa seuraavat toimenpiteet:
1. Poraa ensin keskireikä;
2. Jyrsintä reiän istukka päätyjyrsimellä;
3. Valitse poranterä, jolla on hyvä tunkeuma ja jäykkyys;
4. Pienennä syöttönopeutta.
Purseen poisto
Porauksen aikana reiän sisään- ja ulostuloon tulee usein purseita, erityisesti kun työstetään kovia materiaaleja ja ohuita levyjä. Tämä johtuu siitä, että poranterän lähestyessä tunkeutumista työkappaleeseen tapahtuu plastinen muodonmuutos. Kolmion muotoinen osa, joka leikattava leikkuureuna lähellä ulkoreunaa, muuttaa muotoaan ulospäin aksiaalisen leikkausvoiman vaikutuksesta ja kiertyy edelleen poranterän viisteen ja leikkuureunan vaikutuksesta muodostaen jäysteen tai rullareunan.
[Kuva]
IV. Poran käsittelyolosuhteet
Useimmat poranteräluettelot sisältävät "Perusleikkausparametrien viitetaulukon", joka on järjestetty käsiteltävän materiaalin mukaan. Käyttäjät voivat katsoa toimitettuja leikkausparametreja valitakseen sopivat leikkausolosuhteet porausta varten. Valittujen leikkausolosuhteiden asianmukaisuus tulee arvioida koeleikkauksen avulla ottaen huomioon sellaiset tekijät kuin koneistustarkkuus, koneistuksen tehokkuus ja poranterän käyttöikä.
1. Poranterän käyttöikä ja koneistustehokkuus
Työkappaleen teknisten vaatimusten täyttämisen edellytyksenä on, että poranterän käytön tarkoituksenmukaisuus tulee arvioida kokonaisvaltaisesti poranterän käyttöiän ja koneistustehokkuuden perusteella. Leikkausrataa voidaan käyttää poranterän käyttöiän arviointimittarina; syöttönopeutta voidaan käyttää koneistuksen tehokkuuden arviointimittarina. Nopeiden-teräsporien käyttöikään vaikuttaa merkittävästi pyörimisnopeus ja vähemmän syöttö kierrosta kohti. Siksi syöttöä kierrosta kohti lisäämällä voidaan parantaa koneistuksen tehokkuutta ja varmistaa samalla pidemmän poranterän käyttöiän. On kuitenkin huomattava, että liiallinen syöttö kierrosta kohti paksuntaa lastuja, mikä tekee lastun rikkomisesta vaikeaa. Siksi on olennaista määrittää optimaalinen syöttö kierrosta kohti, jotta lastun murtaminen onnistuisi koeleikkausten läpi. Kovametalliporien leikkuureunassa on suurempi viiste negatiivisen kallistuskulman suunnassa, mikä johtaa pienempään valittavaan syöttöalueeseen kierrosta kohden verrattuna nopeaan -teräsporaan. Tämän alueen ylittäminen koneistuksen aikana lyhentää poranterän käyttöikää. Koska kovametalliporanterillä on korkeampi lämmönkestävyys kuin nopealla{10}}teräsporanterillä, pyörimisnopeudella on vain vähän vaikutusta poranterän käyttöikään. Siksi pyörimisnopeuden lisääminen voi parantaa koneistuksen tehokkuutta ja varmistaa poranterän käyttöiän.
2. Leikkausnesteen oikea käyttö
Porausleikkaus tapahtuu reiän ahtaassa tilassa, joten leikkausnesteen tyyppi ja käyttötapa vaikuttavat merkittävästi poran käyttöikään ja reiän työstötarkkuuteen. Leikkausnesteet voidaan luokitella laajasti vesiliukoisiin ja ei--vesiliukoisiin-tyyppeihin. Ei--veteen liukenevat-leikkausnesteet tarjoavat paremmat voitelu-, kostutus- ja kiinnittymisenesto--ominaisuudet sekä estävät ruostetta. Vesiliukoiset leikkausnesteet tarjoavat paremmat jäähdytysominaisuudet, ovat savuttomia eivätkä{11}}syttyviä. Ympäristönsuojelusyistä vesiliukoisten leikkausnesteiden käyttö on lisääntynyt merkittävästi viime vuosina. Väärät laimennussuhteet tai leikkausnesteen huononeminen voivat kuitenkin lyhentää työkalun käyttöikää huomattavasti, joten käytön aikana on oltava tarkkana. Riippumatta siitä, onko leikkausneste vesiliukoista vai ei--vesiliukoista, on tärkeää varmistaa, että neste saavuttaa leikkauspisteen riittävästi. Lisäksi virtausnopeutta, painetta, suuttimien lukumäärää ja jäähdytysmenetelmää (sisäinen tai ulkoinen jäähdytys) on valvottava tarkasti.
V.
Poranterän teroitus
Poranterän teroituskriteerit
Kriteerit sen määrittämiseksi, tarvitseeko poranterä teroitusta, ovat:
1. Leikkausreunan, taltan reunan ja leikkuunauhan puolien kuluminen;
2. Työstetyn reiän mittatarkkuus ja pinnan karheus;
3. lastujen väri ja muoto;
4. Leikkausvastus (epäsuorat arvot, kuten karan virta, melu ja tärinä);
5. Tehtyjen töiden määrä jne.
Varsinaisessa käytössä tarkka ja kätevä kriteeri tulisi määrittää yllä olevista indikaattoreista erityisolosuhteiden perusteella. Kun kulumismäärää käytetään kriteerinä, tulee tunnistaa optimaalinen uudelleenteroitusjakso, jolla on paras taloudellinen hyötysuhde. Koska tärkeimmät teroitusalueet ovat pään takaosa ja taltan reuna, poran liiallinen kuluminen johtaa pidempiin teroitusaikoihin, suurempiin hiontamääriin ja harvempiin uudelleenhiontasykleihin (työkalun kokonaiskesto=työkalun käyttöikä uudelleenhiontamisen jälkeen × uudelleenhiontajaksojen lukumäärä), mikä lyhentää lopulta poran kokonaiskäyttöikää. Käytettäessä työstetyn reiän mittatarkkuutta kriteerinä tulee käyttää mittareita tai rajamittareita reiän kalvauksen ja suoruuden tarkistamiseen; jos nämä arvot ylittyvät, pora on teroitettava välittömästi. Käytettäessä leikkausvastusta kriteerinä voidaan käyttää menetelmiä, kuten koneen automaattista pysäyttämistä, kun asetettu raja-arvo (esim. karavirta) ylittyy. Koneistusmäärärajoja hallittaessa tulee yllä olevia kriteerejä harkita kattavasti sopivien standardien asettamiseksi.
Poranterän teroitusmenetelmät
Poranteriä uudelleenhiottaessa on parasta käyttää erityistä poranteroittajaa tai yleistyökalun hiomakonetta. Tämä on ratkaisevan tärkeää poranterän käyttöiän ja koneistustarkkuuden varmistamiseksi. Jos alkuperäinen poranterä on hyvässä kunnossa, se voidaan teroittaa uudelleen-alkuperäisen mallin mukaan. Jos alkuperäisessä poranterässä on vikoja, takaosan muotoa voidaan muokata sopivasti ja taltan reunaa voidaan teroittaa uudelleen- käyttötarkoituksen mukaan.
Seuraavat kohdat tulee huomioida teroittaessa:
1. Estä ylikuumeneminen poranterän kovuuden alenemisen välttämiseksi;
2. Poista kaikki poranterän vauriot (erityisesti leikkuureunan vauriot);
3. Poranterän muodon tulee olla symmetrinen;
4. Varo vahingoittamasta leikkuureunaa teroituksen aikana ja poista kaikki purseet teroituksen jälkeen;
5. Kovametalliporanterissä teroitusmuodolla on merkittävä vaikutus poranterän suorituskykyyn. Tehtaalla poranterän muoto on optimaalinen muoto, joka on saatu tieteellisellä suunnittelulla ja toistuvilla testauksilla; siksi alkuperäinen leikkuureunan muoto tulee yleensä säilyttää uudelleen-teroittaessa.
