VERSPANINGSTECHNIEKEN Boren Willy Cochet 1
Verspaningstechnieken - Boren Inhoud A. Boren B. Selectieprocedure boren C. Boren zonder wisselplaten D. Boren met wisselplaten 1 E. Boren met wisselplaten 2 F. Boren van aluminium G. Boren van titanium H. Selectie en berekeningen snijgegevens boren Willy Cochet 2
A. Boren Het boorproces Boren omvat die methoden waarbij met metalen snijgereedschappen cilindrische gaten in een werkstuk worden gemaakt. Onder boren worden tevens verdere bewerkingen zoals langgatboren, opboren, ruimen en kotteren verstaan. Al deze processen hebben gemeen dat een roterende hoofdbeweging wordt gecombineerd met een lineaire voedingsbeweging. Hieronder volgen enkele veel voorkomende boormethoden... Snijgegevens Snijsnelheid V c = snijsnelheid (m/min) d c = diameter van de boor (m) n = rotatiefrequentie (toerental) (min -1 ) Willy Cochet 3
Voeding per omwenteling Boorsnelheid V f = boorsnelheid of voedingssnelheid (mm/min) fn = voeding per omwenteling (mm/omw) n = rotatiefrequentie (toerental) (min -1 ) Gaten bewerken Snijkrachten en vermogen Willy Cochet 4
Specifieke snijkracht De specifieke snijkracht (kc) in N/mm² is voor de meeste materialen al uitgewerkt en getest. Verspaand volume Het verspaand volume (Q) is het metaalvolume in kubieke mm dat per tijdseenheid wordt verwijderd. Vereist vermogen Q = verspaand volume (cm 3 /min) v f = voedingssnelheid (mm/min) A T = dwarsdoorsnede van het gat (mm²) Naast de materiaalfactor is het vereiste vermogen (Pc) in kw voor een boorbewerking afhankelijk van de diameter, voeding en snijsnelheid. Draaimoment Pc = netto vermogen (kw) d c = diameter van de boor (mm) fn = voeding per omwenteling (mm/omw) k cfz = specifieke snijkracht voor een bepaalde voeding per tand (N/mm²) v c = snijsnelheid (m/min) Het draaimoment is de som van de momenten op elke snijkant en het product van de tangentiële kracht en radius van het centrum. Voedingskracht Vanuit het oogpunt van prestaties is de voedingskracht (Ff) in N doorgaans de belangrijkste factor bij boorbewerkingen. De snijkantshoek van de boor (Kr) is eveneens van invloed op de voedingskracht. De punthoek van de boor is φ. Willy Cochet 5
Spaanbeheersing en koelvloeistof Spaanbeheersing en koelvloeistof zijn belangrijke factoren bij boorbewerkingen. Het genereren van geschikte spaanvormen en afmetingen en het afvoeren van deze spanen zijn essentiële factoren voor elke boorbewerking. Hier tonen we een videofragment waarin het systeem van de spaanafvoer weergegeven wordt. Vragen (6) B. Selectieprocedure boren Procedure voor het kiezen van boren Bepaal de vereisten voor gatdiameter, -diepte en -kwaliteit Kies het type boor Kies de boorsoort en -geometrie Kies het type schacht Veel boren zijn verkrijgbaar met verschillende bevestigingsopties. Kies het bevestigingstype dat compatibel is met de machine. Boren kiezen In verhouding tot machines en bewerkingen gebruiken volhardmetalen en gesoldeerde spiraalboren lagere snijsnelheden en hogere voedingen terwijl wisselplaatboren hoge snijsnelheden en lage voedingen gebruiken. De boordiameter duidt op het type boor Bij de keuze van een gereedschap voor het maken van gaten moet eerst worden vastgesteld of een wisselplaatboor of een naslijpbare boor moet worden gebruikt. - Gaten met grote diameters Vragen (5) Willy Cochet 6
C. Boren zonder wisselplaten Aanbevelingen 'Peck'-boren Boren van schuine oppervlakken Doorlopende gaten Hellingshoek van 5 tot 10 Hellingshoek groter dan 10 Oneffen oppervlakken Holronde oppervlakken Bolronde oppervlakken Dwarsgaten boren Pakketboren Koelvloeistoftoevoer Bij boorbewerkingen met volhardmetalen boren is koelvloeistoftoevoer een belangrijke factor voor goede prestaties. Willy Cochet 7
Snijgegevens Overlopen we even wat de effecten zijn op de verschillende snijgegevens... DE SNIJSNELHEID DE VOEDING Onderhoud Vragen (6) Problemen Hier behandelen we de meest voorkomende problemen. Snijkantsopbouw Uitbrokkeling van de snijkantshoek Extreme slijtage van de snijkant Uitbrokkeling van de snijkanten Slijtage van de fasen rondom Slijtage van de dwarssnijkant Buitensporige slijtage vanwege plastische deformatie Boorbreuk Warmtescheuren Klik voor een overzicht van de problemen, oorzaken en oplossingen van SLIJTAGE BIJ BOREN. Willy Cochet 8
Werkstukfouten bij boorbewerkingen herkennen en oplossen Hier bespreken we enkele veel voorkomende problemen zoals een excentrisch gat, braam op de uittredezijde, een slechte oppervlaktewaarde en een te groot gat. We zullen hier de mogelijke oorzaken aankaarten, evenals de mogelijke oplossingen. Excentrisch gat Braam op de uittredezijde Slechte oppervlaktewaarde Het gat is te groot Vragen (5) D. Boren met wisselplaten 1 Wisselplaatboren Met de juiste boor (type, grootte, schacht en klemhouder) kunnen de meeste bewerkingen tegenwoordig zeer efficiënt worden uitgevoerd. Het huidige assortiment boren omvat een breed toepassingsgebied en wanneer de juiste boor is gekozen, kan het gereedschap worden geoptimaliseerd voor de bewerking. Toepassingsuggesties Mogelijkheden met een stilstaande boor Radiale boorstelling Willy Cochet 9
Aanboren Bolrond oppervlak Schuin oppervlak Holrond oppervlak Asymmetrisch gebogen oppervlak Oneffen oppervlakken Voorgeboorde gaten Gat met meerdere diameters Boren van dwarsgaten Bescherming tegen gevaarlijke schijven Draaistop Vragen (5) E. Boren met wisselplaten 2 Verbeteringen voor nauwe tolerantie/hoge oppervlaktewaarde Koelvloeistof Wisselplaatslijtage Vrijloopvlakslijtage en kolkslijtage De gatdiameter veranderen bij een draaiende boor Willy Cochet 10
Trapsgewijs boren Aanbevolen snijgegevens Aanbevolen wisselplaten Vragen (5) F. Boren van aluminium Algemeen Boren die geschikt zijn om aluminium te verspanen zijn gekarakteriseerd door de grote helix en de grote gepolijste afvoergroeven. De boren bevatten deze karakteristieken om een snelle evacuatie van de spanen en een opbouw van spanen tegen te gaan. Standaard boren, waarmee men in staal boort, kunnen gebruikt worden om ondiepe gaten te boren. Alle boorbewerkingen worden normaal vergezeld door een koelvloeistof. Wisselplaatgeometrie G. Boren van titanium Algemeen Titanium is een heel moeilijk en duur materiaal om te bewerken (te boren). Daarom is het nodig om de bewerkings-condities en de gereedschappen zorgvuldig te testen om er zeker van te zijn dat deze kunnen gebruikt worden om het werkstuk te verspanen. Bewerkingsstrategie Vele boorbewerkingen die vandaag uitgevoerd worden, zijn van zeer hoge kwaliteit en zijn ook heel nauwkeurig. Omdat het de laatste bewerking in het gehele bewerkingsproces is, is in dit geval de belangrijkste voorwaarde dat de boor niet breekt zodat we een heel duur werkstuk niet zomaar hoeven weg te werpen. Strategie en methode Willy Cochet 11
Machinevereisten Horizontaal Configuratie Spilsnelheid Koeling Effecten op snijgegevens In dit deel gaan we na wat het effect is op de nauwkeurigheid, oppervlaktewaarden, wanneer we de voeding en snijsnelheid veranderen. Effect van de voeding fn Effecten tengevolge van de snijsnelheid v c Spaanbreking Insteekboren Insteekboren is een effectieve manier om holtes uit te ruwen (zie foto). Toepassingen van het insteekboren Spaanafvoer Boren van diepe gaten Grote volumeverwerking met een hoge nauwkeurigheid Gereedschapsoverzicht Aanbevolen gereedschapsmaterialen, hoeken en instellingen Gereedschapsmaterialen Hoeken Instellingen Vragen (8) Willy Cochet 12
H. Selectie en berekeningen snijgegevens boren Volhardmetalen boren: CoroDrill Delta-C Zo hebben we de rotatiefrequentie (het toerental) van de boor berekend. Ook kunnen we nu de voedingssnelheid gaan berekenen: Gesoldeerde hardmetalen spiraalboor: Coromant Delta Wisselplaatboren: de nieuwe boorgeneratie Willy Cochet 13