Czy wiercenie w stali musi być uciążliwe?

Wiercenie w stali wykonywane za pomocą wiertarek ręcznych może się stać czynnością bardzo uciążliwą, jeśli użyjemy do tego wierteł o nieodpowiedniej geometrii. Zastanówmy się więc, jakie wiertła najlepiej zastosować do tego typu operacji.

Oczywiste jest, że do wiercenia w stali używa się wierteł krętych specjalnie przeznaczonych do tego typu obróbki. Jednakże wiele osób, które muszą wykonywać otwory w stali, narzeka, że chociaż używa do tego prawidłowych narzędzi, jest to operacja długotrwała i wymagająca użycia dużej siły nacisku na wiertarkę, a więc męcząca. Można więc zapytać, skąd wynika konieczność stosowania tak dużej siły? Najprościej można

odpowiedzieć, że – z geometrii wierteł. Wiertła standardowe mają bowiem najprostszą z możliwych geometrię krawędzi skrawających, czyli skręcone krawędzie stożkowate, połączone krawędzią poprzeczną zwaną ścinem. Znajduje się on na samym wierzchołku osi wiertła. Konsekwencją tego usytuowania jest bliska zeru prędkość obwodowa ścina. Jego krawędź tnąca jest do tego tępa i dlatego bierze niewielki udział w procesie wiercenia. W zasadzie szlifuje tylko powierzchnię obrabianego metalu. Ponieważ ścin nie jest ostry, nie centruje wiertła, pozwalając zbaczać mu z wyznaczonego punktu wiercenia w pierwszej fazie wykonywania otworu (tylko podczas wiercenia ręcznego). Na skutek tego dochodzi często do zarysowania powierzchni elementu, w którym wiercimy.

Aby do tego nie dopuścić, musimy wywierać mocny docisk na narzędzie. Badania wykazały, że do 60% siły nacisku zużywane jest na pokonanie oporu, który metal stawia ścinowi. Duża siła nacisku i tarcie w strefie skrawania są przyczynami powstawania w niej wysokiej temperatury. Aby temu zapobiec, musimy stosować chłodzenie. Stąd, jak widać, krawędź ścina jest przyczyną wielu kłopotów z wierceniem w metalach, szczególnie w twardej stali. Jedną z metod radzenia sobie z nimi jest stosowanie wierteł o zoptymalizowanej geometrii, która eliminuje konieczność stosowania dużej siły, jednocześnie zwiększając szybkość wiercenia w metalach.

Aby sprawdzić, jak skuteczne jest wiercenie wiertłami o zmodyfikowanej geometrii krawędzi skrawających ostrzy, wykorzystaliśmy do tego wiertła: HSS (o zmodyfikowanej geometrii typu A (zob. rysunek zamieszczony w artykule), HSS TiN (wiertła HSS pokryte azotkiem tytanu o zmodyfikowanej geometrii typu A) i kobaltowe HSS-Co (o zmodyfikowanej geometrii typu D) i porównaliśmy otrzymane wyniki z wynikami użycia popularnego wiertła HSS o tradycyjnej geometrii typu B, czyli z dużym ścinem. Wszystkie użyte przez nas narzędzia miały średnicę 10 mm. Wykonywaliśmy nimi otwory o głębokości 10 mm w stali konstrukcyjnej przy użyciu wiertarki 1000-watowej. Stosowaliśmy nacisk wiertłem na obrabiany element stalowy przez obciążenie dźwigni stojaka wiertarskiego sztabą stalową o wadze 10 kg. Wiercenie było więc wykonywane bez udziału operatora, przez co zostały wyeliminowane czynniki przypadkowe towarzyszące ręcznemu wykonywaniu tej operacji. Rola operatora sprowadzała się tylko do włączenia i wyłączenia wiertarki oraz do podawania emulsji chłodząco-smarującej do strefy wiercenia.

Wiertłem HSS o zmodyfikowanej geometrii A uzyskaliśmy następujące czasy: 18 s (10 kg) i 16,25 s (10 kg); zaś HSS TiN o geometrii A – 9 s (10 kg) i 9 s (10 kg); HSS-Co o geometrii D – 21 s (10 kg) i 14 s (10 kg). Otwory porównawcze wykonane wiertłem HSS o tradycyjnej geometrii typu B zostały wywiercone w następujących czasach: 1 m 07 s (10 kg) i 54 s (10 kg).
Otrzymane wyniki pokazują, że wiertłami o zmodyfikowanej geometrii możemy wiercić nawet do ponad 6 razy szybciej niż wiertłami o tradycyjnej geometrii, a także, że w przypadku wykonywania otworów w stali konstrukcyjnej najbardziej wydajne są wiertła HSS TiN z geometrią typu A. W tego typu obróbce są one ponad 50% wydajniejsze niż wiertła kobaltowe, które odznaczają się bardzo wysoką trwałością, co wynika z właściwości użytego na nie materiału. Powodem szybszej pracy wierteł HSS TiN jest zmniejszenie tarcia w strefie skrawania

przez pokrycie ich cienką warstwą azotku tytanu. Warstwa ta także zwiększa trwałość tych narzędzi.

Reasumując, można powiedzieć, że gdy musimy wiercić w stali z ręki, najlepiej jest używać wierteł o zmodyfikowanej geometrii, gdyż wtedy znacznie skrócimy proces wykonywania otworu, a tym samym nie będzie on dla nas bardzo uciążliwy. Wniosek ten szczególnie dotyczy osób, które do tego używają wiertarko-wkrętarek niemających rękojeści dodatkowych. Muszą one wywierać dość duży nacisk maszyną, co jest niewygodne i doprowadza do odchylania wiertła od wyznaczonej osi wiercenia. W efekcie uzyskany otwór jest małej jakości, a w czasie wiercenia wielokrotnie dochodzi do zakleszczenia się wiertła w obrabianym materiale, co jest przyczyną przeciążenia elektronarzędzia i ma negatywny wpływ na jegotrwałość.

ZOBACZ TAKŻE
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments

Prawidłowe ustawienie noży w nożycach do blachy

Niezmiernie istotne dla prawidłowej i efektywnej pracy nożycami nożowymi jest odpowiednie ustawienie noży tnących. Niniejszy artykuł podaje podstawowe zasady regulacji ich rozstawienia.

Nożyce nożowe to elektronarzędzia wymagające dokonania odpowiedniej regulacji rozstawu noży zarówno w płaszczyźnie poziomej (horyzontalnej), jak i pionowej (wertykalnej) w celu dostosowania ich do obrabianej grubości. Dlatego za każdym razem, gdy tniemy blachę o innej grubości, należy dokonać regulacji rozstawienia noży. W tym celu trzeba posłużyć się szczelinomierzem. Wielkość rozstawu horyzontalnego ma wpływ na skuteczność cięcia nożycami. Jeśli odległość pomiędzy nożami w płaszczyźnie poziomej za

szeroka, nacisk ostrzy na blachę jest zbyt duży. Wskutek tego często dochodzi do złamania tych narzędzi lub do wciągnięcia ciętej blachy między noże. Zaś jeżeli rozstaw jest za mały i ostrza są za blisko siebie, będą tarły o siebie – w skrajnych wypadkach dojdzie do ich zablokowania, a więc do powstania przeciążenia silnika elektrycznego lub nawet do spalenia jego uzwojeń. Zbyt bliskie położenie ostrzy jest także przyczyną klinowania się nożyc w materiale, wtedy blacha nie odgina się na bok, lecz w dół, blokując narzędzie. Na podstawie testów ustalono, że prawidłowy rozstaw w płaszczyźnie poziomej między nożami powinien wynosić 0,1 grubości przecinanej blachy, np. dla blachy o grubości 2 mm jego wielkość to 0,2 mm.

Aby prawidłowo ustawić rozstaw noży, należy poluzować nóż nieruchomy. Następnie między noże włożyć szczelinomierz (fot. 1.), w naszym wypadku jest to pasek o grubości 0,05 mm, gdyż blacha, którą chcemy przeciąć, ma grubość 0,5 mm. Po ustaleniu prawidłowej odległości, montujemy nóż (fot. 2.) i blokujemy jego pozycję (fot. 3.), a na końcu spomiędzy ostrzy wyjmujemy szczelinomierz. Teraz możemy przejść do ustawienia noży w pozycji pionowej.

Przypomnijmy, rozstaw w płaszczyźnie pionowej (czyli wertykalny) to maksymalna odległość między nożami (tj. mierzona w punkcie najwyższego położenia noża ruchomego). Dlatego potocznie nazywa się go wysokością cięcia. Determinuje on wydajność pracy. Największa wysokość cięcia z możliwych to taka, przy której blacha nie ślizga się pomiędzy dwoma ostrzami w ich pozycji maksymalnego rozstawienia. Zatem prawidłowa wysokość jest nieznacznie mniejsza od grubości obrabianej blachy. Kiedy zaś jest większa lub równa grubości blachy, czyli za duża, dochodzi do wpychania się ciętego arkusza między noże. W takim przypadku użytkownicy często tną tylnym odcinkiem ostrzy noża ruchomego, jeśli wywierają zbyt duży posuw nożycami. To zaś powoduje za duże obciążenie tylnych krawędzi tnących i często doprowadza do złamania noża ruchomego albo do zbyt dużej deformacji blachy w miejscu cięcia. Jeżeli wysokość cięcia jest zbyt mała, następuje zmniejszenie długości cięcia na jednym suwie noża, a w konsekwencji do spadku szybkości cięcia, czyli de facto mniejszej wydajności.


Po tym wstępie teoretycznym przystąpmy do regulacji wysokości rozstawu noży. Mając prawidłowy rozstaw noży, możemy więc je ustawić w pozycji pionowej. W tym celu ustawiamy nóż ruchomy w punkcie najwyższego jego położenia (w tym celu czasami konieczne jest parokrotne włączenie i następnie wyłączenie nożyc, aby ostrza ustawiły się w tej pozycji) i luzujemy go. Potem ustawiamy prawidłową wysokość noża zgodnie z rys. 1. za pomocą górnej śruby blokującej (fot. 4.) i montujemy nóż kluczem imbusowym (fot. 5.), dokręcając śrubę mocującą. Gdy mamy prawidłowo ustawione noże (fot. 6.), możemy przystąpić do cięcia (fot. 7.).

ZOBACZ TAKŻE
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
copyright 2025 portalnarzedzi.pl | wykonanie monikawolinska.eu