Breuk van kleine boren: Oorzaken en oplossingen

1. Inleiding

Het boren van kleine gaten op een draaibank vereist een hoge bewerkingsnauwkeurigheid en oppervlakteruwheid, vooral als het gaat om parallelle gaten. De nauwkeurigheid van de algemene opening is IT7 tot IT8 en de oppervlakteruwheid is Ra3,2 tot 0,2um. De radiale uitloop is binnen 0,3 INN.

Aan de ene kant is de boor door zijn kleine formaat gevoelig voor breuk, wat leidt tot aanzienlijke verspilling en invloed heeft op de nauwkeurigheid, kwaliteit en productiviteit van de bewerking.

Aan de andere kant zijn er veel problemen met het gebruik van boren met een kleine diameter in de boren proces.

Alleen door de problemen te begrijpen die zich kunnen voordoen bij het boren van gaten met een kleine diameter, kunnen de nodige maatregelen worden genomen om het boorproces soepel te laten verlopen.

2. Belangrijkste factoren van boorbreuk

De kleine diameter en onvoldoende sterkte van de boor, in combinatie met de kleine spiraalhoek die het moeilijk maakt om spanen te verwijderen, zorgt ervoor dat boren met een kleine diameter snel breken tijdens het gebruik.

De hoge snijsnelheid bij het boren van kleine gaten genereert hoge snijtemperaturen, die niet gemakkelijk worden afgevoerd, vooral in het contactgebied tussen de boor en het werkstuk, waardoor de slijtage van de boor toeneemt.

Tijdens het boren wordt vaak handmatige voeding gebruikt en de voedingskracht is niet gemakkelijk gelijkmatig te controleren. Een lichte onachtzaamheid kan schade aan de boor veroorzaken.

Door de slechte stijfheid van boren met een kleine diameter raken ze gemakkelijk beschadigd of verbogen, wat leidt tot schuin boren.

(1) Veranderingen in de geometrische hoek van de boor

Veranderingen in de geometrische hoek van de boor zijn de belangrijkste oorzaken van boorbreuk, waarbij de belangrijkste invloed de verandering in de boorpunthoek is, die verwijst naar de inbegrepen hoek tussen de twee belangrijkste snijkanten van de boor. De standaard spiraalboor heeft een boorpunthoek van 118°.

Als de boorpunthoek groter is dan 118°, zijn de twee belangrijkste snijranden concave krommingen; als de boorpunthoek kleiner is dan 118°, zijn de twee belangrijkste snijranden convexe krommingen. Alleen als de boorpunthoek gelijk is aan 118°, zijn de twee hoofdsnijkanten rechte lijnen.

Hoe kleiner de diameter van de boor, hoe moeilijker het echter is om de boorpunthoek te controleren, wat leidt tot een onbalans in boorkracht en -koppel, waardoor de boor breekt als gevolg van boorafwijkingen.

(2) Veranderingen in radiale uitloop of offset van boorbit

De rotatienauwkeurigheid van de boor hangt voornamelijk af van de precisie van de boor klemmingde fabricageprecisie van de boorhouder en de spindelomwentelingsnauwkeurigheid van de bewerkingsmachine. Als de radiale uitloop of de offset van de boor te groot is, kan de boor gemakkelijk breken.

(3) Veranderingen in axiale kracht en aanvoersnelheid tijdens het boren

Bij het boren op een draaibank is de voedingssnelheid over het algemeen slechts ongeveer 0,001 inch per omwenteling, wat volledig afhankelijk is van het gevoel van de bediener.

Daarom is het moeilijk om een uniforme axiale kracht en aanvoersnelheid te garanderen, en een kleine fout kan een scherpe verandering in axiale kracht en aanvoersnelheid veroorzaken, wat resulteert in boorbreuk.

Daarom geldt: hoe kleiner de diameter van de boor, hoe groter de kans op breuk door een te hoge voedingssnelheid.

(4) Invloed van de draaisnelheid

Bij het boren moet het juiste draaibanktoerental worden gekozen op basis van de formule: n = 1000V/D, waarbij n het spiltoerental in omwentelingen per minuut is, D de boordiameter in millimeters en V de snijsnelheid in meters per minuut.

Dit betekent dat hoe kleiner de diameter van de boor, hoe hoger het toerental van de draaibank moet zijn.

(5) Invloed van operator en boormateriaal

Tijdens het boren kan de concentratie of verspreiding van de energie van de operator ook een van de oorzaken zijn van boorbreuk.

Daarnaast hebben ook de eigenschappen van het te boren materiaal een grote invloed, vooral bij materialen met een hoge taaiheid die het verwijderen van spanen bemoeilijken en vatbaar zijn voor verstopping, wat leidt tot breuk van de boor.

(6) Andere factoren

a. Overmatige slijtage van de boor veroorzaakt veranderingen in de geometrische hoek en als de bediener met kracht in het werkstuk boort, kan de boor breken.

b. De boor is niet goed gecentreerd en het eindvlak van het werkstuk voor het boren is niet vlak bewerkt.

c. De kop van de draaibank produceert offsets, waardoor het middelpunt van de boor afwijkt van het rotatiemiddelpunt van het werkstuk, waardoor niet alleen de diameter van het boorgat groter wordt, maar ook de kans op breuk van de boor toeneemt.

d. De boor is te lang uitgeschoven, waardoor een radiale uitloop ontstaat en de boor breekt.

3. Oplossingen

(1) Vóór het boren moet de voorkant van het werkstuk vlak worden gemaakt zonder uitsteeksels en moet de boor in de staartstukhuls worden geplaatst om de as van de boor uit te lijnen met de rotatieas van het werkstuk.

(2) Om radiale uitloop van de boor te voorkomen, kan een stopper worden toegevoegd aan de gereedschapshouder om de boorkop te ondersteunen en te helpen centreren.

(3) Bij het boren van kleine en diepe gaten kunt u het beste eerst een centerboor gebruiken om een gat in het midden te boren om te voorkomen dat u uit het midden boort. Tijdens het boren moet de boor regelmatig worden teruggetrokken om spanen te verwijderen.

(4) Bij het boren van kleine en diepe gaten moet een hoger toerental worden gekozen, meestal tussen 700-1000 tpm, om overmatige weerstand tijdens het boren te voorkomen, waardoor de positie van het gat kan afwijken of de boor kan breken.

(5) Door de lage sterkte en slechte stijfheid van boren met een kleine diameter zijn ze gevoelig voor breuk.

Daarom moet de voedingskracht bij het boren licht zijn om te voorkomen dat de boor buigt of wegglijdt en om ervoor te zorgen dat de boor in de juiste positie begint te boren. Als de voedingskracht te klein is, kan het moeilijk zijn om dit met de hand te voelen. Daarom kan een klein gewicht aan het voedingsmechanisme worden toegevoegd om de gewenste voedingskracht te bereiken.

(6) Wanneer de boor op het punt staat het eindvlak van het werkstuk te raken of door het boorgat te gaan, neemt de axiale weerstand toe doordat de punt het eerst in contact komt met het materiaal, waardoor de boor gevoeliger wordt voor breuk.

Daarom moet de voedingssnelheid worden vertraagd. Over het algemeen moet de voedingssnelheid voor het boren van staal tussen 0,15-0,35 mm/omw. liggen en voor het boren van gietstukken moet de voedingssnelheid iets groter zijn, over het algemeen 0,15-0,4 mm/omw.

(7) Tijdens het boorproces, zou het frequente terugtrekken van het boorbeetje en het geschikte opheffen moeten worden genoteerd. Wegens de smalle spaangroeven van kleine diameterboren, is de spaanverwijdering niet vlot, zodat is het noodzakelijk om het boorbeetje vaak terug te trekken om spaanders te verwijderen, en het aantal terugtrekkingen zou evenredig aan de diepte van het gat moeten zijn.

Dit is ook een mogelijkheid om koelmiddel in te brengen of de boor in de lucht te koelen. Door deze methoden toe te passen, kan boorbreuk worden verminderd, waardoor materiaal wordt bespaard, de productie-efficiëntie wordt verbeterd en de kwaliteit van werkstukken wordt verbeterd.

(8) Bij het boren met boren met een kleine diameter verloopt de spaanafvoer niet soepel en loopt de temperatuur van de boor snel op. Om de snijtemperatuur te verlagen, de wrijvingscoëfficiënt tussen spanen, werkstuk en het contactoppervlak van het gereedschap te verlagen en de levensduur van boren met een kleine diameter te verbeteren, moet er voldoende gekoeld worden.

Over het algemeen wordt transparant roestbestendig water gebruikt als koelmiddel. Daarnaast kan er een laag molybdeendisulfide worden aangebracht op de groeven van de boor, of kan er laagviskeuze mechanische olie of plantaardige olie worden gebruikt voor smering om betere resultaten te bereiken.

4. Conclusie

Samenvattend: om bevredigende boorresultaten te bereiken, moet aandacht worden besteed aan de bovenstaande aspecten bij het gebruik van boren met een kleine diameter.

Als gevolg van beperkingen die worden opgelegd door verschillende werkstukmaterialen, kwaliteitseisen en boorposities, moeten de bijbehorende technische maatregelen echter dienovereenkomstig worden aangepast.