Кольцевой резак (также называемый , как сверла , сверла , фрезы протяжки , Trepanning сверла, отверстие пилы или фрезы чашки типа ) является формой сверла , используемого для создания отверстий в металле. Кольцевая фреза, названная в честь формы кольца , прорезает только канавку на периферии отверстия и оставляет твердый сердечник или пробку в центре. [1]
Кольцевая фреза - более дорогая и более эффективная альтернатива спиральным сверлам и стандартным кольцевым пилам . Кольцевая фреза похожа на кольцевую пилу, но отличается геометрией и материалом. Двумя наиболее распространенными типами являются быстрорежущая сталь (HSS) и наконечники из карбида вольфрама (TCT).
Подобно кольцевой пиле, но в отличие от спирального сверла, кольцевая фреза прорезает только периферию отверстия, оставляя круглую «пробку» в центре. [ необходима цитата ]
Доступны кольцевые фрезы диаметром от 12 мм (1/2 дюйма) до 200 мм (7 7/8 дюйма) и больше. Обычно доступны глубины 30 мм, 55 мм, 75 и 110 мм.
Кольцевые фрезы лучше всего использовать со сверлильным станком или магнитным сверлильным станком , как из-за их устойчивости к высоким крутящим силам, создаваемым таким сверлом, так и из-за более низкой частоты вращения по сравнению с другими типами сверл.
История
Кольцевая фреза была запатентована в 1973 году. [2] Тип быстрорежущей стали был запатентован в 1983, [3] и карбид вольфрама с напайками в 1985 году. [4]
Преимущества
Сохранение времени
Поскольку кольцевой резец режет только периферию отверстия, которое нужно проделать, он должен удалять гораздо меньше материала по сравнению с обычными сверлами, которые режут и удаляют весь материал отверстия. Считается, что кольцевые фрезы в 3-4 раза быстрее обычных сверл. Кроме того, при использовании спирального сверла или кольцевой пилы по металлу необходимо выполнять операции предварительного сверления и ступенчатого сверления для отверстий большего диаметра, тогда как кольцевой фрезы не требуют предварительного сверления и ступенчатого сверления. Это одноразовая операция сверления.
Кольцевые фрезы имеют меньше зубьев и меньший износ, поэтому с помощью кольцевых фрез можно делать отверстия с большей или большей скоростью резания и с большей скоростью подачи сверлильного станка. [ необходима цитата ]
Экономия энергии
Поскольку кольцевые фрезы не должны просверливать / прорезать всю заготовку, они требуют меньшего усилия и, следовательно, меньше энергии для просверливания материала. [5]
Больше отделки
Отверстие, выполненное кольцевой фрезой, получается более законченным, точным и аккуратным. [5]
Легкий
Благодаря уникальной геометрии кольцевых фрез делать отверстия под неудобным углом также очень легко. [5]
Эффективное охлаждение
Охлаждение кольцевых фрез внутреннее. Внутренняя смазка осуществляется через отверстие с помощью направляющего штифта. Внутренняя смазка делает кольцевую фрезу более быстрой и эффективной при сверлении глубоких отверстий. [5]
Лучше всего подходит для легких машин
Поскольку для кольцевых фрез требуется очень низкая частота вращения (от мин. 50 об / мин), эти фрезы можно легко использовать с легкими сверлильными станками или портативными сверлильными станками с магнитным основанием. [5]
Размеры
Самым большим преимуществом кольцевых фрез является разнообразие размеров. Кольцевые фрезы начинаются с диаметра 12 мм до диаметра 150 мм и более при необходимости. Кольцевые фрезы различной глубины (длины) резания могут быть поставлены в зависимости от требований. [5]
Повторная заточка
Кольцевые фрезы из быстрорежущей стали легко затачивать на шлифовальном станке и повторно использовать для сверления. Повторное шлифование можно выполнять до тех пор, пока на кольцевом фрезе не будет достигнута желаемая длина реза. [5]
Типы
Типы корончатых сверл подразделяются на категории по материалу, из которого они изготовлены: в основном корончатые сверла по металлу изготавливаются из быстрорежущей стали и наконечников из карбида вольфрама. Таким образом, промышленные типы корончатых сверл - это корончатые сверла из быстрорежущей стали и корончатые сверла из быстрорежущей стали. [ необходима цитата ]
Быстрорежущая сталь (HSS)
Корончатые сверла HSS изготавливаются из быстрорежущей стали . Это самые популярные корончатые сверла или кольцевые фрезы на рынке. Колонковые сверла из быстрорежущей стали дешевле для меньшего диаметра, то есть 40 мм. Самым большим преимуществом корончатого сверла из быстрорежущей стали является его способность затачивать. В отличие от корончатых сверл TCT, корончатые сверла HSS повторно затачиваются и используются с хорошей эффективностью до тех пор, пока не будет достигнута желаемая длина. Корончатые сверла из быстрорежущей стали имеют более длительный срок службы и обладают высокой термостойкостью: характеристики корончатых сверл из быстрорежущей стали заключаются в том, что сверление с помощью этих корончатых сверл может выполняться без применения чрезмерных усилий. [ необходима цитата ]
Стандарт
Корончатые сверла HSS Standard изготавливаются из стали M2 . Эти корончатые сверла являются одними из самых популярных корончатых сверл в западных странах из-за их стоимости и преимущества переточки. Основные сверла Стандарт HSS используются для бурения Легкая и конструкционной стали , алюминий , нержавеющая сталь нижнего BHN., И т.д. [ править ]
Кобальт
HSS Cobalt - это корончатые сверла из стали M42 . Эти корончатые сверла содержат 8% кобальта в HSS. Эти корончатые сверла тверже стандартных корончатых сверл из быстрорежущей стали, что обеспечивает лучшую производительность при сверлении более твердых материалов. Высокий процент кобальта в HSS делает его более быстрым, прочным и долговечным. [ необходима цитата ] Коронковые сверла из быстрорежущей стали используются для сверления таких материалов, как конструкционная сталь , нержавеющая сталь , чугун и т. д. [ необходима ссылка ]
Твердое покрытие
Корончатые сверла из быстрорежущей стали с твердым покрытием - это корончатые сверла с покрытием, как правило, с покрытием TiN . Это делает корончатые сверла более устойчивыми к нагреву, более длительным сроком службы инструмента и даже удалением стружки. В наши дни эти корончатые сверла приобретают большую популярность по сравнению со стандартными корончатыми сверлами из быстрорежущей стали. Эти корончатые сверла используются для конструкционной стали , нержавеющей стали и т. Д. [ Необходима ссылка ]
Наплавки из карбида вольфрама (TCT)
Корончатые сверла с карбидом вольфрама (TCT) имеют на концах карбид вольфрама - очень твердый материал, подходящий для резки более твердых материалов. Корончатые сверла TCT дороже, чем корончатые сверла из быстрорежущей стали, но они быстрее и эффективнее при сверлении отверстий большего диаметра. Колонковые сверла TCT дешевле для большего диаметра, т.е. более 41 мм. Поломка наконечника более вероятна, чем у корончатых коронок из HSS, и биты TCT нельзя затачивать. [ необходима цитата ]
Стандарт
Стержневое сверло Standard TCT имеет наконечники из карбида вольфрама. Эти типы корончатых сверл теперь доступны в широком диапазоне диаметров до 150 мм. Это широко используемые корончатые сверла на магнитных сверлильных станках. Эти основные сверла широко используются для бурения материалов , таких как железнодорожные пути , конструкционной стали , нержавеющей стали , чугуна и т.д. [ править ]
Твердое покрытие
Корончатые сверла TCT с твердым покрытием - это корончатые сверла с покрытием, как правило, с покрытием TiN . Это делает корончатые сверла более устойчивыми к нагреванию, более длительным сроком службы инструмента и даже удалением стружки, как и преимущество корончатого сверла из быстрорежущей стали. Самым большим преимуществом корончатых сверл с твердым покрытием является то, что эти фрезы очень хорошо подходят для резки твердых материалов большего диаметра. Эти корончатые сверла обычно используются для сверления таких материалов, как корродированные или выветрившиеся материалы, конструкционная и нержавеющая сталь. [ необходима цитата ]
Хвостовики
Велдон
Кольцевые фрезы с хвостовиком Weldon имеют 2 фаски, и это традиционный метод, принятый многими популярными производителями магнитных сверл . Кольцевые фрезы с хвостовиком Weldon фиксируются в патроне, затягивая установочные винты на двух плоских участках.
Универсальный
Кольцевые фрезы "Универсальный хвостовик" имеют одну плоскую и три быстросъемных паза. Это также популярный метод быстрого использования кольцевых фрез в магнитных сверлах без каких-либо усилий при затягивании установочных винтов. в основном «универсальные фрезы с хвостовиком» можно использовать в станках с хвостовиком Weldon, тогда как кольцевые фрезы с хвостовиком Weldon нельзя использовать в станках «в одно касание» без помощи дополнительного адаптера. при использовании «фрез с универсальным хвостовиком» в На станках с хвостовиком Weldon площадь затяжки (плоская поверхность) всего одна, что также не на 100% достаточно для затягивания обоих винтов.
Трубы и трубы буровые
Кольцевые фрезы также лучше всего использовать для проделывания отверстий в трубах. Кольцевые фрезы помогают проделывать отверстия в трубах и трубах без ямок и снятия заусенцев. В отличие от обычного метода подвода заготовки к станку, с помощью портативных станков для магнитного сверления теперь вы можете подвести станок к заготовке. Это упрощает процесс сверления труб.
Чтобы легко проделать отверстие в трубе или трубе, следует использовать кольцевой резак с магнитным базовым сверлильным станком и устройством для зажима трубы / трубы. Зажимное устройство для трубки представляет собой металлическое устройство, которое закрепляется на трубке с помощью регулируемой цепи. После зажима устройства магнитный сверлильный станок помещается на устройство, которое прижимается к устройству путем включения его магнита.
Благодаря правильной частоте вращения магнитного сверлильного станка кольцевая фреза проделывает идеальное отверстие в трубе.
Обычно кольцевые фрезы из быстрорежущей стали используется для выполнения отверстий в трубах и трубах, так как кольцевые фрезы TCT имеют больше шансов сломать зубья из-за искривленных поверхностей труб. [ необходима цитата ]
Поскольку кольцевые фрезы полые, сопротивление мертвой зоне отсутствует. Резка происходит только по периферии проделываемого отверстия. Кольцевые фрезы равномерно распределяют нагрузку по периферии отверстия с его несколькими режущими кромками, таким образом, требуемое усилие и энергия также намного меньше относительно. [6]
Сравнение корончатых сверл HSS и TCT
Расходы
Корончатые сверла из быстрорежущей стали дешевле, чем корончатые сверла из быстрорежущей стали, для диаметров меньшего диаметра до 40 мм, а корончатые сверла из быстрорежущей стали дешевле, чем из быстрорежущей стали, для диаметров более 41 мм.
Повторная заточка
Как только фреза из быстрорежущей стали теряет свою остроту, ее можно повторно заточить на шлифовальном станке и снова использовать. Точно так же повторное шлифование корончатых сверл TCT возможно, но очень сложно и требует много времени.
Дефект
Вероятность появления дефектов в корончатых сверлах TCT выше, потому что наконечники из карбида вольфрама приклеены к корончатому сверлу, и когда корончатое сверло падает или разбивается о материал, вероятность поломки наконечника выше. С другой стороны, фрезы HSS с меньшей вероятностью выйдут из строя таким образом, поскольку они полностью сделаны из одного материала.
Скорость
Самым большим преимуществом фрез TCT является скорость и простота резки более твердых материалов. В частности, для сверления отверстий большего диаметра в твердых материалах с большим успехом можно использовать корончатые сверла TCT. С другой стороны, корончатые сверла из быстрорежущей стали чаще используются для сверления более мягких материалов и отверстий небольшого диаметра.
Твердость
Зубья корончатых сверл TCT тверже, чем HSS, что позволяет им резать более сложные материалы.
Преимущества кольцевых фрез перед обычными спиральными сверлами
Кольцевые фрезы имеют несколько преимуществ перед обычными спиральными сверлами: [ необходима цитата ]
Меньше мощности / меньше усилий
Обычное спиральное сверло имеет только две режущие кромки, в то время как кольцевое сверло или корончатое сверло имеет несколько режущих кромок, что помогает сверлить с гораздо меньшей мощностью и усилиями. [ необходима цитата ]
Меньше материала для резки
Обычное спиральное сверло, будучи прочным и имеющим только острие резания, должно вырезать или удалить весь материал отверстия, которое необходимо проделать. В то время как кольцевыми фрезами или корончатыми сверлами, имеющими несколько кромок и являющимися полыми, вырезают только периферию отверстия, которое необходимо проделать. [ необходима цитата ]
Требуется меньше времени
Так как корончатое сверло режет меньше материала по сравнению с спиральным сверлом, требуется меньше времени. Считается, что корончатое сверло в 3-4 раза быстрее спирального сверла.
Более низкая стоимость
Одно корончатое сверло делает в 5-10 раз больше отверстий, чем спиральное сверло, к тому же корончатые сверла можно снова переточить, чтобы сделать еще 1500 отверстий, что значительно сэкономит на стоимости инструмента.
Без предварительного или ступенчатого сверления
В отличие от спиральных сверл, корончатые сверла даже для больших диаметров не требуют предварительного сверления или ступенчатого сверления.
Пример: Чтобы сделать отверстие диаметром 50 мм спиральным сверлом, нужно начать предварительное сверление 10 мм, затем 15 мм, чем 20 мм, ... до 50 мм, медленно увеличивая размер отверстий. В то время как корончатым сверлом можно сразу просверлить 50 мм за один проход. [7]
Отверстия без заусенцев
Одно из самых больших преимуществ корончатых сверл перед спиральными сверлами - отверстия без заусенцев и гладкие отверстия, что приводит к меньшему количеству брака и потерь материала. [7] [8]
Недостатки корончатых сверл
Самый большой недостаток корончатого сверла или кольцевого сверла в том, что он не может сверлить глухие отверстия . Корончатое сверло из-за своей полой геометрии может делать только сквозные отверстия. Еще один недостаток - сверление сваи из множества плит. Есть несколько колонковых сверл с другой геометрией, которые можно использовать для бурения стопок плит, но все же это не дает 100% успеха. Стоимость корончатого сверла высока по сравнению с спиралевидным сверлом, но стоимость отверстия, выполненного корончатым сверлом, меньше по сравнению с спиральными сверлами, потому что одно корончатое сверло делает в 5-10 раз больше отверстий, чем спиральное сверло. [7]
Смазочно-охлаждающие жидкости
Использование смазки или охлаждающей жидкости с кольцевыми фрезами любого типа является обязательным. Правильная смазка и подача СОЖ продлевают срок службы кольцевых фрез. Очень важно знать, что для кольцевых фрез TCT требуется охлаждающая жидкость, а не смазка, а для кольцевых фрез из быстрорежущей стали требуется смазочно-охлаждающая жидкость, а не охлаждающая жидкость.
При бурении над головой с использованием жидких смазочных материалов это приведет к повреждению двигателя машины из-за попадания смазки в двигатель. Таким образом, высокопроизводительная режущая паста для сверления над головой или в горизонтальном положении. Эта режущая паста подходит как для корончатых сверл из быстрорежущей стали, так и для сверл TCT, а также для резьбонарезных инструментов / метчиков.
Штифт выталкивателя
Штифт выталкивателя (также называемый пилотным штифтом) выполняет три основные функции: [ необходима цитата ]
- Центрирование - штифт выталкивателя расположен точно по отметке центрального керна. Включите магнит, и станок и кольцевая фреза займут положение сверления.
- Смазка - смазочно-охлаждающая жидкость для автоматической внутренней смазки подается через выталкивающий штифт.
- Выталкивание - подпружиненный штифт выталкивателя выталкивает керн из отверстия, проделанного кольцевой фрезой.
Скорость резания
Магнитные сверлильные станки оснащены скоростными редукторами, а некоторые станки также оснащены регулятором скорости. В зависимости от диаметра кольцевой фрезы и типа кольцевой фрезы необходимо установить скорость магнитного сверлильного станка. [ необходима цитата ]
Формула для расчета скорости:
d = диаметр кольцевой фрезы в мм.
v = скорость резания кольцевых фрез.
Кольцевые фрезы HSS и TCT
Компромиссы между кольцевыми фрезами из HSS и TCT включают: [9]
- Стоимость - кольцевые фрезы HSS дешевле, чем TCT для меньших диаметров до 40 мм, в то время как TCT дешевле для диаметров более 41 мм.
- Повторная заточка - кольцевую фрезу из быстрорежущей стали можно переточить, в то время как повторная заточка TCT возможна, но это сложнее из-за геометрии, необходимой для твердого сплава. Если карбид не отшлифован должным образом, он может легко сломаться.
- Поломка - фрезы HSS изготовлены из цельного куска стали, в то время как фрезы TCT припаяны к зубьям, которые могут легко сломаться или разбиться.
- Скорость - фрезы TCT быстрее, особенно для отверстий большего диаметра
- Твердость - фрезы TCT могут просверливать более твердые материалы благодаря твердосплавным наконечникам.
Рекомендации
- ^ Теория и практика резки металлов. Дэвид А. Стивенсон , Джон С. Агапиу CRC Press , 02.12.2005. Страница № 216.
- ^ Hougan, Тесто. Изобретения как образ жизни .
- ^ Патент США. Патент № 4516890. Подана 12.09.1983. США.
- ^ Патент Соединенного Королевства. Патент № 2167983-А. Подана 31.10.1985. СОЕДИНЕННОЕ КОРОЛЕВСТВО.
- ^ Б с д е е г «Преимущества использования кольцевого резака» . 2010-12-15. Архивировано из оригинала на 2014-05-27 . Проверено 27 мая 2014 .
- ^ «Сверление труб на станках с магнитным основанием» . Магнитно-сверлильные станки .com . 2015-11-03 . Проверено 21 марта 2017 .
- ^ а б в "Что такое корончатые сверла или кольцевые фрезы?" . www.metaller-machines.com . Металлообрабатывающие станки. Архивировано из оригинала на 2014-05-27 . Проверено 26 мая 2014 .
- ^ Кэрролл, Том. «Спиральное сверление против кольцевого резания - грунтовка» . csunitec.com . CS Unitec . Проверено 26 мая 2014 .
- ^ NITTO KOHKI. «TCT против HSS» . www.nitto-kohki.eu .