Корзина
397 отзывов
Нашли дешевле? Снизим цену Получить скидку
+7 (495) 800-78-87
+7 (800) 551-15-45
Наличие документов
Знак Наличие документов означает, что компания загрузила свидетельство о государственной регистрации для подтверждения своего юридического статуса компании или индивидуального предпринимателя.
«Инструмент-24» Интернет магазин в Москве – лучшая цена с доставкой
Корзина

Термопластичное сверление и формовка отверстий в металле путем трения

Поговорим о том, что представляет собой технология сверления трением, какие у нее преимущества и кто из производителей работает в данной сфере.

Начнем с того, что еще недавно для сверления металла использовали спиральные и корончатые сверла — их устанавливали на сверлильные и магнитные станки. Позже появилась технология сверления трением. Так стали использовать термические сверла. Технология новая, и производителей изделий такого типа пока немного. В частности, это Centerdrill и Formdrill — немецкие компании.

Описание процесса

Формовка предполагает нагрев поверхности. Этого достигают за счет высоких оборотов сверла при осевом давлении и трении о металл. Под воздействием температуры он становится податливым. Под давлением создается отверстие заданного диаметра. Процесс состоит из нескольких этапов.

 

 

1.Подготовительный этап

Пуансон располагается так, чтобы было соприкосновение с материалом, после чего на металл оказывается давление, вызванное вращением.

 

 

 

2. Начало работ

Под давлением при вращении пуансона происходит нагрев материала до температуры плавления (примерно 600°). Сверло проходит сквозь металл.

 

 

 

3. Завершение

Пуансон выдавливает часть расплавленного металла вверх и вниз, образуется втулка. Ввиду увеличения скорости вращения, стенки отверстия выравниваются.

 

 

 

 

4. Нарезание резьбы

Используется метчик бесстружечного воздействия. Как результат — отверстие с резьбой. Таким образом, приваривать винтовую гайку нет необходимости.

Технологию используют при создании:

  • резьбовых и подшипниковых втулок;
  • втулок под пайку;
  • сквозных отверстий, в том числе с уплотненной кромкой для круглых профилей.

Работают, как правило, с вертикальным или сверлильным станком с ЧПУ. Используются сверла с карбидовым фасонным пуансоном. Скорость сверления и параметры мощности подбираются по таблице.

Требования по параметрам станков для использования сверл 

 

Ориентировочные данные по частоте вращения шпинделя и мощности двигателя (для стали 45)*

Метрическая резьба

Размер резьбы

Диаметр пуасона**, мм

Формирование отверстия, об/мин

Мощность двигателя, кВт

Скорость вращения, об/мин

м3

2,7

3000

0,7

1500

м4

3,7

2600

0,8

1100

м5

4,5

2500

0,9

900

м6

5,4

2400

1,1

800

м8

7,3

2100

1,5

600

м10

9,2

1800

1,7

380

м12

10,9

1500

1,9

300

м16

14,8

1400

2,4

200

м20

18,7

1200

3,0

160

Дюймовая резьба

G1/8”

9,2

1800

1,7

380

G1/4”

12,4

1600

2,1

280

G3/8”

15,9

1400

2,6

200

G1/2”

19,9

1200

3,2

140

G3/4”

25,4

1000

3,8

100

G1”

23,0

800

4,6

70

* Для легких сплавов цветных металлов: скорость вращения (об/мин) увеличивается на 50%

** Для нержавеющих сталей: диаметр + 0,1 мм для резьб > М6; скорость вращения (об/мин) уменьшается на 10 — 20 %

Требования к процессу формовки трением

Технология предполагает использование вертикально-сверлильного станка с достаточной мощностью. Альтернативный вариант — обрабатывающий центр с ЧПУ.

Работа ведется при высокой скорости вращения и серьезной нагрузке на пуансон сверла, ввиду чего требуется грамотная жесткая установка. Используют цанговые патроны МС2, 3, а также двухконусные изделия. Предотвратить перегрев помогает специальный рассеиватель тепла. При работе с ЧПУ можно использовать устройства HSK зажимного типа.

В числе базовых требований также отметим:

  • цанги — нужны для поддержания достаточной жесткости и надежного крепления фасонных пуансонов;
  • разделительная паста — продлевает время службы пуансона, наносится вручную или при помощи распыляющего устройства.

Вне зависимости от размера отверстия, необходимо использовать сверлильный станок со скоростью вращения до 4000 об/мин, выходной мощностью до 5 кВт и скоростью подачи до 1000 мм/мин. На этапе преобразования конической втулки в цилиндрическую требуется максимальный вращательный момент. При работе с маленькими диаметрами отверстий нормальной считается скорость приблизительно 3000 об/мин. В отдельных случаях она достигает 4500 об/мин (для цветных металлов). При больших диаметрах отверстий (например, M20) достаточно скорости 1000 об/мин. Конкретные условия зависят также от используемых материалов. Например, у нержавеющей стали невысокая теплопроводность, так что скорость можно снизить в среднем на 20%.

Еще один критический параметр — скорость подачи. Она варьируется в диапазоне от 100 до 150 мм/мин (+/- 20 %) для металла толщиной 1-3 мм. Если технология предусматривает использование торцующих пуансонов, рекомендуем увеличивать скорость подачи при переходе к последнему этапу процесса. Так при срезании кольца материал, удаляемый с поверхности, успеет отделиться от рабочего инструмента.

При обработке тонких материалов часто используют подкладку. Она помогает избежать прогиба.

Типы и свойства сверла

Стандартные фасонные пуансоны различаются цилиндрической частью. Она может быть короткой или удлиненной при одинаковом угле конической части. Существуют также короткие и удлиненные торцующие пуансоны. Ключевое отличие состоит в конструкции фланца. На нем предусмотрена специальная часть, при помощи которой происходит срез обрамляющего кольца после завершения процесса формирования отверстия. Благодаря этому вы сразу получаете плоскую поверхность.

 

Рис. 9-1: Короткий/удлиненный пуансон Рис. 9-2: Короткий/удлиненный торцующий пуансон

Для выполнения отдельных операций не подходят стандартные изделия. В таких случаях сверла создают под конкретные нужды технологического процесса. Это могут быть модели с:

Сверла, используемые для работы с металлом методом сверления, имеют такие характеристики:

  • отсеченной или закругленной конусной частью;
  • заостренным углом конусной части;
  • без фланца;
  • увеличенной рабочей цилиндрической частью или без таковой;
  • сверлообразным наконечником и т. д.
  • цилиндрический хвостовик;
  • цилиндрический фланец;
  • цилиндрический стержень;
  • коническая часть.

Преимущества сверла, используемого при сверлении путем трения

Такие сверла:

  • подходят к большинству станков;
  • создают идеальные отверстия для нарезания резьбы;
  • обеспечивают экономное расходование материалов;
  • позволяют работать без образования стружки;
  • увеличивают момент затяжки в материале за счет наклепывания;
  • применяются при работе с цветными и черными металлами.

Сверла подходят для работы с тонкостенными металлами, такими как:

  • медь;
  • нержавеющая сталь;
  • алюминий;
  • латунь;
  • бронза;
  • металлы, поддающиеся сварке.

Преимущества технологии сверления трением

Метод имеет ряд достоинств, ввиду чего получает повсеместное распространение. В числе основных:

  • высокая точность;
  • экономичный расход материала;
  • легкий вес деталей;
  • возможность обработки профиля с труднодоступной внутренней поверхностью;
  • исключение электрохимической коррозии за счет использования одного основного материала;
  • упрочнение обрабатываемого материала;
  • автоматизация процесса;
  • отсутствие необходимости в дополнительном оборудовании — можно ограничиться вертикально-сверлильным станком;
  • быстрый монтаж.

Метод эффективен как с точки зрения технологического процесса, так и в аспекте экологии. Например, высокопрочные соединения, созданные при помощи Centerdrill, предполагают использование одного материала, без примесей. Его в последствии можно обрабатывать повторно. Так как соединения Centerdrill разъемные, проводить монтаж гораздо проще.

Формовка резьбы

Это процесс, предполагающий перемещение материала в пластичном состоянии из основания резьбы в гребенки. У такого метода есть свои преимущества:

процесс не требует резки;

уплотнение материала дает резьбу с большим усилием вытягивания;

  • высокая точность резьбы — защита от стачивания;
  • повышенная жесткость соединения, а значит, меньший износ;
  • производительность в разы выше, чем при нарезке резьбы;
  • повышенная стойкость, которую обеспечивает покрытие TiN;
  • минимум заусенцев и неровностей.

Для формовки резьбы подходят устройства, применяемые при традиционной нарезке. Вместе с тем есть требования по скорости обработки — в 3-10 раз быстрее, чем для нарезки. Если в станке не предусмотрена опция реверсивного переключения направления скорости вращения, лучше отдать предпочтение специальному резьбонарезному станку. Чтобы исключить зависимость формовки от осевого давления и компенсировать вероятное вращение по инерции шпинделя в точке реверса, рекомендуем использовать плавающий патрон с компенсацией по длине с предохранительной муфтой. При каждой операции необходимо использовать смазку. Например, Сentertap. Она прошла экологические испытания в соответствии со стандартами DIN.

Для получения более подробной информации, обращайтесь к нашим техническим специалистам. Вы получите исчерпывающую информацию в короткий срок. Размеры и цены на сверла представлены в прайсе.

Предыдущие статьи