Какви са трудностите при пробиването на дълбоки отвори, шлифовани от неметални материали?

Операциите по пробиване и хонинговане на дълбоки отвори, особено когато става дума за неметални материали, представляват уникален набор от предизвикателства. Като доставчик, специализиран в услугите Deep Hole Boring Honed, бях свидетел от първа ръка на тънкостите, включени в този процес. В този блог ще изследваме трудностите, срещани по време на пробиване на дълбоки отвори и хонинговане на неметални материали.

1. Свойства на материала

Неметалните материали притежават широк спектър от свойства, които могат да представляват значителни предизвикателства по време на дълбоко пробиване и хонинговане. Например пластмасите и композитите често имат ниска топлопроводимост. Това означава, че по време на процеса на пробиване и хонинговане топлината, генерирана от триенето, не може да се разсее бързо. В резултат на това материалът може лесно да прегрее, което да доведе до стопяване, деформация или дори овъгляване на неметалния детайл.

Освен това твърдостта и якостта на неметалните материали варират значително. Някои полимери са относително меки, което ги прави податливи на повърхностни повреди по време на процеса на обработка. Те могат лесно да се надраскат, скъсат или да образуват грапавини около дупките. От друга страна, някои композитни материали, като полимери, подсилени с въглеродни влакна, са изключително твърди и абразивни. Режещите инструменти, използвани при пробиване на дълбоки отвори и хонинговане, могат да се износят бързо при работа с тези материали, което увеличава производствените разходи и намалява живота на инструмента.

2. Евакуация на чипа

Отстраняването на стружки е критичен аспект на всяка операция по пробиване и хонинговане на дълбоки отвори, но става още по-предизвикателно с неметалните материали. За разлика от металите, неметалните стружки често са с неправилна форма и могат да бъдат лепкави. Например, когато пробивате пластмасов материал, стружките могат да образуват дълги жилави нишки, които могат да се оплетат около режещия инструмент или в сондажа. Това заплитане може да причини запушвания в сондажа, което води до лошо покритие на повърхността, увеличени сили на рязане и дори повреда на инструмента или детайла.

В допълнение, неметалните чипове обикновено са по-леки от металните. Това прави по-трудно използването на традиционни методи за евакуация на чипове, като гравитация или промиване с охлаждаща течност под високо налягане. Леките стърготини може да не изпаднат лесно от сондажа под действието на гравитацията и охлаждащата течност може да не е в състояние да ги изведе ефективно поради тяхната ниска плътност и неправилна форма.

3. Изисквания за покритие на повърхността

Постигането на желаното покритие на повърхността при пробиване на дълбоки отвори и хонинговане на неметални материали често е трудна задача. Неметалните материали имат различни повърхностни характеристики в сравнение с металите. Например пластмасите могат да имат склонност да образуват грапава повърхност поради процеса на топене и повторно втвърдяване по време на машинна обработка. Повърхността също може да има микропукнатини или кухини, които могат да повлияят на функционалността на крайния продукт.

Хонинговането е процес, използван за подобряване на повърхностното покритие и точността на размерите на сондажа. Неметалните материали обаче може да не реагират добре на традиционните техники за хонинговане. Абразивните камъни, използвани при хонинговането, може да не успеят да отстранят материала равномерно върху неметалната повърхност, което води до неравномерно покритие. Освен това, мекотата на някои неметални материали може да доведе до бързо запушване на абразивните камъни, намалявайки тяхната ефективност и допълнително влошавайки покритието на повърхността.

4. Точност на размерите

Поддържането на точност на размерите е от решаващо значение при операциите по пробиване на дълбоки отвори и хонинговане, особено за приложения, където се изискват прецизни напасвания. Неметалните материали могат да бъдат по-трудни за обработка до желаните размери в сравнение с металите. Термичното разширение и свиване на неметалните материали е много по-голямо от това на металите. По време на процеса на обработка генерираната топлина може да причини разширяване на неметалния детайл и след като се охлади, може да се свие неравномерно, което води до грешки в размерите.

В допълнение, еластичните свойства на неметалните материали също могат да повлияят на точността на размерите. Когато режещият инструмент прилага сила по време на пробиване и хонинговане, неметалният материал може да се деформира еластично. След като инструментът премине, материалът може да не се върне в първоначалната си форма напълно, което води до отклонение от зададените размери.

5. Избор на инструмент

Изборът на подходящи режещи инструменти за пробиване на дълбоки отвори и хонинговане на неметални материали е сложна задача. Традиционните режещи инструменти, предназначени за метали, може да не са подходящи за неметални материали поради техните различни свойства на материала. За меки неметални материали, като гума или някои пластмаси, режещият инструмент трябва да е достатъчно остър, за да прорязва материала, без да причинява прекомерно разкъсване или деформация. Въпреки това, ако инструментът е твърде остър, това също може да доведе до залепване на материала по инструмента.

За твърди и абразивни неметални материали, като керамични композити, режещият инструмент трябва да има висока устойчивост на износване. Често се използват инструменти с карбидно или диамантено покритие, но те могат да бъдат скъпи. Освен това, геометрията на режещия инструмент също трябва да бъде внимателно проектирана, за да осигури ефективно извеждане на стружки и минимизиране на силите на рязане.

Сравнение с пробиване и хонинговане на метал

В сравнение с пробиването на дълбоки отвори и хонинговането на метали, предизвикателствата с неметалните материали са доста различни. Металите обикновено имат по-добра топлопроводимост, което помага за разсейването на топлината по време на обработката. Металните стърготини също е по-вероятно да имат правилна форма и по-лесни за евакуиране. По отношение на износването на инструментите, металите могат да причинят износване на режещите инструменти, но скоростта на износване може да бъде по-предсказуема в сравнение с неметалните материали.

Например при работа сСтудено изтеглена стоманена тръба,Студено валцована стоманена тръба, илиШлифована стоманена тръба, процесите на обработка са добре установени и свойствата на материала са по-последователни. При неметалните материали обаче всеки тип има свой уникален набор от свойства, които изискват специализирани техники и инструменти.

Решения и най-добри практики

За да се преодолеят трудностите при пробиването на дълбоки отвори и хонинговането на неметални материали, могат да бъдат приети няколко решения и най-добри практики. За управление на топлината, намаляването на скоростта на рязане и скоростта на подаване може да помогне за минимизиране на топлината, генерирана по време на обработката. Освен това използването на охлаждаща течност с добри смазочни свойства също може да помогне за разсейване на топлината и намаляване на триенето.

За подобряване на евакуацията на стружки, оптимизирането на геометрията на инструмента е от съществено значение. Например, използването на свредла или бормашини със специални стружкочупачи може да помогне за раздробяването на дългите жилави стърготини на по-малки, по-лесно управляеми парчета. Охлаждащите системи с високо налягане също могат да се използват за по-ефективно изтласкване на стружките от сондажа.

По отношение на повърхностното покритие, използването на по-ниско налягане при хонинговане и по-фин зърнест абразивен камък може да помогне за постигане на по-гладка повърхност. Редовното почистване на абразивните камъни по време на процеса на хонинговане може да предотврати запушване и да осигури постоянна работа. За точност на размерите, позволяването на детайла да достигне стабилна температура преди крайната обработка и използването на приспособления, които могат да компенсират еластичната деформация на неметалния материал, може да бъде от полза.

Заключение

Пробиването на дълбоки отвори и хонинговането на неметални материали създава много трудности поради уникалните свойства на тези материали. От въпроси, свързани с материала, като генериране на топлина и отвеждане на стружки до предизвикателства при постигане на желаното покритие на повърхността и точност на размерите, всеки аспект изисква внимателно разглеждане. В нашата компания имаме богат опит в справянето с тези предизвикателства и сме разработили ефективни решения за осигуряване на висококачествени услуги за пробиване на дълбоки отвори и хонинговане за неметални материали.

Ако се нуждаете от висококачествени продукти или услуги с дълбоко пробиване и шлифоване, особено за неметални материали, ви каним да се свържете с нас за обсъждане на обществени поръчки. Нашият екип от експерти е готов да ви помогне да намерите най-добрите решения за вашите специфични нужди.

Референции

• Джон С. Аурих, Бернд Нестлер и Адам Клеър. Напредък в машинната обработка на армирани с влакна композити. CIRP Annals - Технология на производството, 2012 г.
• Дейвид А. Дорнфелд, Йида Ши и Улку Озел. Обработка на съвременни материали. CRC Press, 2013.
• Guo, N., & Song, Y. (2017). Напредък в обработката на трудни за рязане материали: преглед. Китайски вестник за аеронавтика, 30 (3), 543 - 570.