Borrningstips

Tips och tricks för skärvätsketillförsel

Korrekt skärvätsketillförsel är avgörande för god funktion vid borrning. Skärvätsketillförseln påverkar:

• Spånavgång
• Hålkvalitet
• Skärlivslängd

Skärvätsketankens volym ska vara 5–10 gånger större än den skärvätskevolym som pumpen matar in varje minut. Det är viktigt att ha ett tillräckligt stort skärvätskeflöde.

Du kan kontrollera volymkapaciteten med hjälp av ett stoppur och en hink i lämplig storlek.

Förhållandet tryck-diameter i skärvätsketillförsel
(tryck i rött, diameter i gult, volym i blått)

Mät volymen som kommer ut ur borret.

• Borrolja (emulsion) bör alltid användas med EP-tillsatser (extremt tryck). Blandningen av olja och vatten bör innehålla 5–12 % olja för bästa skärlivslängd (10–15 % för rostfria stål och varmhållfasta legeringar). Om du ökar andelen olja i skärvätskan bör du alltid kontrollera med oljeåterförsäljaren så att du inte överskrider den rekommenderade halten
• Invändig skärvätsketillförsel är alltid att föredra före utvändig skärvätsketillförsel om möjligt
• Skärolja förbättrar smörjningen och är till fördel vid borrning i rostfria stål. Använd alltid med EP-tillsatser. Både solida hårdmetallborr och vändskärsborr fungerar bra med skärolja
• Tryckluft, dimsmörjning eller MQL (Minimum Quantity Lubrication) kan användas med framgång under gynnsamma förhållanden, särskilt för vissa typer av gjutjärn och aluminium. En sänkt skärhastighet rekommenderas p.g.a. förhöjda temperaturer, vilket i sin tur kan ha en negativ inverkan på verktygslivslängden

Invändig skärvätsketillförsel

Invändig skärvätsketillförsel är alltid att föredra för att undvika spånstockning, framför allt i långspånande material och vid borrning långa hål av djupare hål (>3x DC).

Ett horisontellt borr ska ha ett skärvätskeflöde som kommer ut ur borret utan nedåtgående fall i minst 30 cm (11,81 tum).

Utvändig skärvätsketillförsel

Utvändig skärvätsketillförsel kan användas när spånbildningen är bra och när hålet är grunt. För att förbättra spånavgången ska minst ett skärvätskemunstycke (två om borret är stationärt) vara riktat nära verktygsaxeln.

Torrborrningstips, utan skärvätska

Torrborrning rekommenderas i allmänhet inte.

• Kan användas till kortspånade material vid håldjup upp till 3 gånger diametern
• Helst i horisontella applikationer
• Sänkt skärhastighet rekommenderas
• Skärlivslängden sänks

Torrborrning bör aldrig användas för:

• Rostfria material (ISO M och S)
• Borr med utbytbar spets

Högtryckskylning (HPC) (~70 bar)

Fördelarna med att använda skärvätska med högt tryck är:

• Längre verktygslivslängd tack vare bättre kyleffekt
• Förbättrar spånavgången och eventuellt skärlivslängden i långspånande material som rostfria stål
• Ökad säkerhet tack vare bättre spånavgång
• Ger tillräckligt flöde för ett givet tryck och given hålstorlek för att bibehålla produktionen

Spånkontrollstips

Spånbildning och spånavgång är avgörande faktorer vid borrning och beror på materialet i arbetsstycket, valet av borr/skärgeometri, skärvätsketryck/-volym, skärdata.

Spånstockning kan orsaka radiell borrörelse och därmed påverka hålkvaliteten, borrets livslängd och tillförlitlighet eller orsaka borr-/skärbrott.

Spånbildningen är godkänd när spånorna utan problem kan evakueras från borret. Det bästa sättet att ta reda på det är att lyssna under borrningen. Ett konstant ljud innebär att spånavgången är god, medan oregelbundna ljud är ett tecken på spånstockning. Kontrollera övervakningsenhet för matningskraft/effekt. Om oregelbundenheter finns kan det bero på spånstockning. Studera spånorna. Om de är långa och böjda i stället för krulliga har spånstockning uppstått. Studera hålet. Vid spånstockning syns en ojämn yta.

Ett hål med god spånavgång

Ett hål påverkat av spånstockning

Tips för att undvika spånstockning:

• Se till att rätt skärdata och borr-/eggeometri används
• Undersök spånformen – justera matning och hastighet
• Kontrollera skärvätskans flöde och tryck
• Undersök skäreggarna. Långa spånor kan orsakas av skador/urflisning på skäreggen om inte hela spånbrytaren är med i ingreppet
• Kontrollera om bearbetbarheten har ändrats pga. en ny serie arbetsstycken – justera skärdata

Utmärkta, godkända och ej godkända spånor

Vändskärsborr

Centrumskäret bildar en konisk spåna som är lätt att identifiera. Periferiskäret bildar en spåna som påminner om dem som bildas vid svarvning.

Solida hårdmetallborr

En spåna bildas från eggens centrum till periferin.

Utmärkt

Godkänd

Spånstockning

Startspåna

Obs: Startspånan från ingången in i arbetsstycket är alltid lång och orsakar inte några problem.

Borr med utbytbar spets

Utmärkt

Godkänd

Ej godkänt, risk för spånstockning

Tips och tricks för matning och hastighet

v_c (m/min)

f_n (mm/r)

Skärhastighetens effekter – v_c (m/min(ft/min))

Vid sidan av materialhårdheten är skärhastigheten den faktor som mest påverkar skärlivslängden och effektförbrukningen.

• Skärhastigheten är den viktigaste faktorn för verktygslivslängden
• Skärhastigheten påverkar effekten Pc (kW) och vridmomentet Mc (Nm)
• Högre hastighet genererar högre temperatur och ökad fasförslitning, framför allt på det perifera hörnet
• Högre hastighet gynnar spånbildningen i vissa mjuka, långspånande material, dvs. stål med låg kolhalt
• För hög skärhastighet:
  - Snabb fasförslitning
  - Plastisk deformation
  - Dålig hålkvalitet och dålig håltolerans
• För låg skärhastighet:
  - Löseggsbildning
  - Dålig spånavgång
  - Längre tid i ingrepp

Matningens effekter – f_n (mm/r(in/r))

• Påverkar spånbildning, ytjämnhet och hålkvalitet
• Påverkar effekten Pc (kW) och vridmomentet Mc (Nm)
• Hög matning påverkar matningskraften Ff (N), vilket man bör ta hänsyn till vid instabila förhållanden
• Bidrar till mekanisk och termisk stress
• Hög matningshastighet:
  - Hårdare spånbrytning
  - Kortare tid i ingrepp
  - Mindre verktygsförslitning men ökad risk för borrbrott
  - Sämre hålkvalitet
• Låg matningshastighet:
  - Längre, tunnare spånor
  - Kvalitetsförbättring
  - Ökad verktygsförslitning
  - Längre tid i ingrepp

Vid borrning i en tunn/svag komponent bör matningshastigheten hållas låg.

Tips för att uppnå bra hålkvalitet

Spånavgång

Kontrollera att spånavgången är godtagbar. Spånstockning inverkar på hålkvaliteten och verktygets tillförlitlighet/livslängd. Borr-/skärgeometri och skärdata är av stor vikt.

Stabilitet, verktygskonfiguration

Använd kortast möjliga borr. Använd en stabil och exakt verktygshållare med minimalt kast. Se till att maskinens spindel är i gott skick och korrekt justerad. Se till att komponenten är fixerad och stabil. Fastställ korrekta matningshastigheter för oregelbundna, vinklade ytor och korsande hål.

Skärlivslängd

Kontrollera skärförslitningen och fastställ ett livslängdsprogram. Det effektivaste sättet att övervaka borrningen är att använda en övervakningsenhet för matningskraft.

Underhåll

Byt skärskruv regelbundet. Rengör skärläget innan du byter skär och se till att använda en momentnyckel. Vänta inte tills max. förslitning har överskridits innan du slipar om solida hårdmetallborr.

Borrtips och tekniker för olika material

• Stål med låg kolhalt
• Austenitiska och duplext rostfria stål
• Kompaktgrafitjärn (CGI)
• Aluminiumlegeringar
• Titan och varmhållfasta legeringar
• Hårdstål

Tips vid borrning i stål med låg kolhalt

Problem: Spånbildning kan vara ett svårt problem i stål med låg kolhalt, som ofta används i svetsade komponenter. Ju lägre hårdhet och kol- och svavelinnehåll som stålet har, desto längre spånor bildas.

Rekommendationer: Om spånbildningsproblem uppstår, öka hastigheten, v_c, och minska matningen, f_n (observera att matningshastigheten bör ökas vid bearbetning av normala stål).

Övrigt: Använd högt tryck och invändig skärvätsketillförsel.

Borra i austenitiska och duplext rostfria stål

Problem: Austenitiska, duplexa och superduplexa material kan orsaka problem med spånbildning och spånavgång.

Rekommendationer: Korrekt geometri är avgörande eftersom det ser till att spånor kan formas ordentligt och hjälper till vid spånavgången. Rent allmänt är en vass skäregg att föredra. Om spånbildningsproblem uppstår, öka hastigheten f_n eftersom det hjälper spånorna att brytas sönder lättare.

Övrigt: Invändig skärvätsketillförsel, högt tryck.

Tips vid borrning i kompaktgrafitjärn (CGI)

Problem: CGI kräver normalt inte någon extra tillsyn. Det bildar större spånor än grått gjutjärn, men de bryts väl. Skärkrafterna är högre, vilket påverkar skärlivslängden. Extra slitstarka sorter krävs. Hörnförslitning är typisk, som för alla gjutjärn.

Rekommendationer: Om spånbildningsproblem uppstår, öka hastigheten, v_c, och minska matningen, f_n.

Övrigt: Invändig skärvätsketillförsel.

Tips vid borrning i aluminiumlegeringar

Problem: Gradbildning och spånavgång kan vara ett problem. En dålig verktygslivslängd kan också föreligga p.g.a. vidhäftning.

Rekommendationer: För bästa spånbildning, använd låg matning och hög hastighet.

För att undvika en dålig verktygslivslängd kan det vara nödvändigt att testa olika beläggningar och minimera vidhäftningen. Dessa beläggningar kan inkludera diamantbeläggningar eller i vissa fall (beroende på substratet) ingen beläggning alls.

Övrigt: Använd emulsion eller dimsmörjning under högt tryck.

Tips vid borrning i titan och varmhållfasta legeringar

Problem: Deformationshärdning av hålytorna påverkar efterföljande operationer. En god spånavgång kan vara svår att uppnå.

Rekommendationer: När du väljer geometri för titanlegeringar är en vass skäregg att föredra. För nickelbaserade legeringar är en robust geometri avgörande. Om deformationshärdning är ett problem, testa att öka matningshastigheten.

Övrigt: Skärvätska under högt tryck (upp till 70 bar) förbättrar funktionen.

Tips vid borrning i hårt stål

Problem: Uppnå en acceptabel skärlivslängd.

Rekommendationer: Sänk skärhastigheten för att sänka värmen. Justera matningshastigheten för att få godkända spånor som enkelt kan transporteras bort.

Övrigt: Starkt koncentrerad emulsion.

Tips för håltoleranser

Ett håls dimensioner kan delas upp i tre parametrar:

• Det nominella värdet (det teoretiskt exakta värdet)
• Toleransgraden (IT-beteckning enligt ISO)
• Toleransläget (beteckning med versaler enligt ISO)

D_max minus D_min är toleransgrad, som även kallas IT.

Diameterområde, D (mm)

Diameterområde, D (tum)

• Ju lägre IT-nummer, desto snävare tolerans
• Toleransen för en IT-klass ökar med större diametrar

Ett exempel:

Nominellt värde: 15,00 mm
Toleransgrad: 0,07 mm (IT 10 enligt ISO)
Position: 0 till plus (H enligt ISO)

Hål- och axeltoleranser

Håltoleransen hänger ofta samman med toleransen för den axel som ska passa i hålet.

Exempel:

Axel ø20 mm (0,787 tum) h7
Hål ø20 mm (0,787 tum) h7

Axelns toleransläge betecknas med gemener enligt håltoleranserna. Figuren nedan visar en komplett bild: