Doskonałość w wierceniu termoformującym

Doskonałość w wierceniu
termoformującym
Wiercenie termoformujące
jest to system wykonywania
otworów w przedmiotach
wykonanych ze stosunkowo
cienkiej blachy, łączonych
(zespalanych) przy użyciu
śrub lub przez lutowanie,
klejenie czy spawanie.
Odbywa się ono poprzez
nacisk osiowy narzędzia
wywarty w obszarze ciepła
wytworzonego w
kształtowanej blasze przez
moment tarcia. Ciepło to czyni
kształtowany materiał
podatnym na odkształcenia
plastyczne. W ciągu zaledwie
kilku sekund można wykonać
doskonały otwór oraz tulejkę
po stronie wyjścia narzędzia.
Następnie w uzyskanej tulejce
formowany jest na zimno
gwint przy użyciu wygniataka
powlekanego TIN.
Co to jest wiercenie termoformujące (Formdrill)?
Wiercenie termoformujące umożliwia wykonanie otworów z tulejką o dużej
wytrzymałości w blachach lub rurach o małym przekroju (tulejka powstaje
podczas wykonywania otworu). Tulejka ta może zostać następnie
nagwintowana. Może być ona również wykorzystana jako otwór przelotowy do
wykonywania połączeń spawalniczych, lutowniczych lub do klejenia.
Wiercenie termoformujące jest doskonałą alternatywą dla nakrętek
spawanych lub wkładek gwintowych (z gwintem wewnętrznym i
zewnętrznym).
Podczas klasycznego wiercenia otworu zostaje usunięta część materiału.
Czyż nie byłoby lepiej gdyby materiał nie został usunięty, lecz pozostając
zapewniał otworowi większą wytrzymałość umożliwiałby jednocześnie
plastyczne formowanie tulei, która mogłaby być następnie nagwintowana lub
wykorzystana jako otwór przelotowy do innych połączeń?
Dokładnie wszystko to można osiągnąć podczas wiercenia termoformującego – zostaje
wykonany otwór bez odpadów.
Wiercenie termoformujące – zasada dziatania
Wiertło termoformujące jest narzędziem służącym do wiercenia termicznego i
formowania tulejki, mocuje się je zazwyczaj w uchwycie wiertarki pionowej o
dużej mocy. Narzędzie obracając się ze stosunkowo dużą prędkością i pod
dużym obciążeniem osiowym (np. M8 przy g = 2 mm: nacisk osiowy 2200 N,
prędkość obrotowa +/- 2500 1/min, moc silnika 1,5 kW) wytwarza ciepło tarcia.
Temperatura podczas wiercenia termoformującego miejscowo wzrasta do około
650-750 °C, osiągając na powierzchni nacisku na metal około 600 °C.Ciepło to
zmiękcza niewielką część materiału umożliwiając przebicie kształtowanej blachy
przez narzędzie. Absolutnie nie występuje żadne skrawanie (cięcie) związane z
tworzeniem otworu. W odróżnieniu od konwencjonalnego wiercenia,
wytrzymałość obrabianego przedmiotu pozostaje niezmienna, gdyż nie zostaje
usunięty żaden materiał. Zamiast tego, rozgrzany materiał odkształca się ze
swojej oryginalnej postaci i kształtuje pełną (tzn. na obwodzie 360°) tulejkę
dookoła obrzeży otworu. Podczas wstępnych etapów procesu wiercenia
formującego, rozgrzany materiał unosi się w stosunku do stożka narzędzia
wprowadzającego, następnie powierzchnia ta jest całkowicie wciśnięta, a masa
wypartego materiału tworzy tulejkę po stronie wyjścia narzędzia. Spód tulejki
zwykle wystaje ku dołowi na długość ok. trzech grubości materiału. Podczas
wiercenia zakończenie kołnierzowe wystaje tylko odrobinę powyżej powierzchni
czołowej; kołnierz ten może być pozostawiony w tym miejscu lub usunięty
(tworząc płaską powierzchnię czołową).
Wydajność wiercenia termoformującego
Narzędzie to może być użyte do wykonywania otworów w ogólnie
stosowanych materiałach. Może to być zarówno stal jak i metale
nieżelazne, np. stal konstrukcyjna (Rm≤1.100 N/mm2), stal nierdzewna,
miedź, mosiądz i wiele stopów aluminiowych. Narzędzia do wiercenia
termoformującego mogą wykonywać otwory w blachach o grubości do
12 mm. Standardowe wiertło dostępne jest w różnych kształtach i
umożliwia wykonywanie otworów w zakresie od 2 do 25,4 mm. Na
życzenie klienta dostępne są również inne średnice. Przeciętna
trwałość wiertła termoformującego to 8 ÷10 tysięcy wierceń w stali
miękkiej.
Nie jest wymagany żaden specjalny sprzęt – odpowiednie
Przykłady w stali,
stali nierdzewnej,
miedzi, mosiądzu
i aluminium.
urządzenia to standardowa wiertarka pionowa, frezarka lub
centrum obróbcze. Ważne jest, aby upewnić się czy urządzenie
posiada odpowiednią moc, wymaganą siłę nacisku osiowego i
prędkość obrotową, aby wykonać dany otwór.
Typy wierteł termoformujących
Istnieje kilka kształtów wierteł termoformujących:
w wiertle krótkim za stożkiem wprowadzającym znajduje się część
cylindryczna, wytwarza ono tulejkę stożkową ze zwiniętym kołnierzem na
powierzchni.
długie wiertło ma dłuższy trzon, rozszerzający się za stożkiem
wprowadzającym. Wytwarza długą tulejkę cylindryczną i zwinięty kołnierz
na górze kształtowanej blachy.
dostępne jest również wiertło w wersji bardzo krótkiej. Posiada krótsze niż
KRÓTKIE
KRÓTKIE/PŁASKIE
DŁUGIE
DŁUGIE/PŁASKIE
przy zwykłym wiertle część cylindryczną oraz stożek wprowadzający, co
pozwala na wytworzenie tulei w sytuacjach, gdy nie jest możliwe
zastosowanie standardowych narzędzi (np. wewnątrz rur o małych
średnicach).
zarówno wykonanie krótkie jak i długie dostępne jest w wykonaniu płaskim.
Wersja ta umożliwia likwidację powstającego w procesie termoformowania
(po stronie wejścia narzędzia) kołnierza, dzięki czemu uzyskujemy płaską
powierzchnię czołową. Zintegrowany z trzonkiem narzędzia frez usuwa
nadmiar materiału.
Należy zwrócić uwagę, że producent wierteł termoformujących oferuje również antyadhezyjny smar stały oraz
olej do smarowania. Mała ilość smaru naniesiona na wiertło termoformujące podczas pracy oraz bezpośrednio
po wykonaniu wiercenia pomaga zapobiec przyleganiu materiału do wiertła z węglika spiekanego.
Zastosowanie konwencjonalnych smarów lub płynów chłodzących podczas wiercenia termoformującego
zmniejsza jedynie współczynnik tarcia, dlatego nie zaleca się ich stosowania.
Formowanie otworu pod gwint
Jeżeli otwór tulejkowy został uformowany w przedmiocie obrabianym, jest całkiem
prawdopodobne, że będzie trzeba go nagwintować. Można wykonać tę czynność
używając konwencjonalnych gwintowników lub – najlepiej – z formującym na zimno
wygniatakiem.
Również, ten proces nie pociąga za sobą ubytków materiału. Formowanie gwintu
(wygniatanie) zakończone jest utworzeniem maksymalnie wytrzymałej nagwintowanej
powierzchni. Inne korzyści to duża szybkość gwintowania, zmniejszenie możliwości
powstania błędu zarysu i brak wiórów. Dostępny jest duży zakres rozmiarów
wygniataków do typowych gwintów metrycznych, BSP (gwint rurowy Wintwortha) i
amerykańskich (np. UNC, NPT,…).
Moment obrotowy konieczny do wygniatania zależy od wielu czynników – średnicy
wiertła formującego, pochylenia linii śrubowej gwintu, gatunku obrabianego materiału i
smarowania. Zasadniczo przyjmuje się, że wygniatanie wymaga większego o ok. 20%
momentu obrotowego niż tradycyjne techniki skrawające.
Sposoby wykorzystania wierteł termoformujących i wygniataków
Wiercenie termoformujące i wygniatanie gwintu mają wiele zastosowań w różnych
działach przemysłowych: motoryzacyjnym, grzewczym, wentylacyjnym, stolarstwie,
drobnej wytwórczości,.... Obejmuje wykonywanie nagwintowanych połączeń (z ywiniętym
kołnierzem lub bez niego) oraz stwarza możliwość spawania i lutowania. Wiercenie
termoformujące jest również odpowiednie do formowania otworów w lekko obciążonych
prętach kratownic.
Wiercenie formujące jest szybkie, utrzymuje maksymalną wytrzymałość materiału a
narzędzia są bardzo trwałe (8 do 10 tysięcy operacji w stali miękkiej). Metoda
wygniatania gwintu zapewnia maksymalną wytrzymałość ściany nagwintowanej i
eliminuje wytwarzanie odpadów. Jest to także bardzo trwałe narzędzie (10 do 25
tysięcy gwintów w stali miękkiej).
Wiertło termoformujące nie wykrawa krawędzi w otworze umożliwiając wygniatanie gwintu
Jeśli jesteście Państwo zainteresowani termoformowaniem otworów i multimedialną
prezentacją na CD zapraszamy do nas:
Company:
Unimex Formdrill
Adress:
Hospitaalstraat 103
3582 Beringen
Belgium
Tel:
+32 (0)11 421631
Fax:
+32 (0)11 433089
Web:
www.Formdrill.com
E-mail:
[email protected]
Polska:
WIEMIK
ul. Wierzbięcice 37a/6
61-558 Poznań
Tel.:
061 665 80 08, 833 41 51
Fax:
061 833 49 88
Web:
www.wiemik.pl
E-mail:
[email protected]