Кольцевая фреза

( Кольцевая фреза также называемая колонковым сверлом , колонковой фрезой , протяжной фрезой , трепанирующим сверлом, кольцевой пилой или чашечной фрезой ) представляет собой разновидность корончатого сверла, используемого для создания отверстий в металле. Кольцевая фреза, названная в честь формы кольца , прорезает только канавку на периферии отверстия и оставляет твердую сердцевину или заготовку в центре. ^[1]

Кольцевая фреза — более дорогая и 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 режет только периферию отверстия, оставляя круглую «заготовку» в центре. ^{[ нужна ссылка ]}

Кольцевые фрезы лучше всего использовать со сверлильным станком или магнитным сверлильным станком , как из-за их устойчивости к силам высокого крутящего момента, создаваемых таким сверлом, так и из-за более низких оборотов в минуту по сравнению с другими типами сверл.

История

Кольцевая фреза была запатентована в 1973 году. ^[2] Тип из быстрорежущей стали был запатентован в 1983 году. ^[3] и карбид вольфрама, напаянный в 1985 году. ^[4]

Качества

Экономия времени

Поскольку кольцевая фреза режет только по периферии отверстия, которое разрезает и удаляет весь материал отверстия, считается, что кольцевые фрезы работают в 3–4 раза быстрее, чем обычные сверла. ^{[ нужна ссылка ]} Кроме того, при использовании спирального сверла или кольцевой пилы по металлу необходимо выполнять операции предварительного и поэтапного сверления для отверстий большего диаметра, тогда как кольцевая фреза не требует предварительного и поэтапного сверления. Это одноразовая операция бурения.

Кольцевые фрезы имеют меньше зубьев и меньший износ, поэтому с помощью кольцевой фрезы отверстия можно проделывать при более высокой или более высокой скорости резания и более высокой скорости подачи сверлильного станка. ^[5]

Энергосбережение

Поскольку кольцевым фрезам не нужно сверлить/прорезать всю заготовку, им требуется меньшее усилие и, следовательно, меньше энергии для сверления материала. ^[6]

Система охлаждения

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. ^[6]

Использование

Поскольку кольцевые фрезы требуют очень низких оборотов (от 50 об/мин), эти фрезы часто используются с легкими сверлильными станками или портативными сверлильными станками с магнитным основанием. ^[6]

Размеры

Кольцевые фрезы бывают разных размеров. 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 начинаются от диаметра 12 мм до 150 мм и более, если необходимо. В зависимости от требований можно заказать кольцевые фрезы с различной глубиной резания (длиной). ^[6]

Повторная заточка

Кольцевая фреза из быстрорежущей стали легко перетачивается на шлифовальном станке и может быть повторно использована для сверления. Повторную заточку можно производить до тех пор, пока на кольцевой фрезе не будет достигнута желаемая длина реза. ^[6]

Типы

Типы корончатых сверл классифицируются по материалу, из которого они изготовлены: в основном корончатые сверла по металлу изготавливаются из быстрорежущей стали и наконечников из карбида вольфрама. Таким образом, коммерческие типы корончатых сверл — это корончатые сверла HSS и корончатые сверла TCT. ^{[ нужна ссылка ]}

Быстрорежущая сталь (HSS)

Корончатые сверла HSS изготовлены из быстрорежущей стали . Это самые популярные корончатые сверла или кольцевые фрезы на рынке. Корончатые сверла из быстрорежущей стали дешевле для меньших диаметров, например 40 мм. Корончатое сверло HSS, в отличие от корончатых сверл TCT, имеет возможность повторной заточки. Корончатые сверла из быстрорежущей стали повторно затачиваются и используются до тех пор, пока не останется желаемая длина. Корончатые сверла из быстрорежущей стали имеют более длительный срок службы и высокую термостойкость: особенностью корончатых сверл из быстрорежущей стали является то, что сверление с их помощью можно производить без применения чрезмерной силы. ^{[ нужна ссылка ]}

Стандартный

Корончатые сверла HSS Standard изготовлены из стали М2 . Эти корончатые сверла являются одними из самых популярных корончатых сверл в западных странах из-за их стоимости и преимуществ перезаточки. Стандартные корончатые сверла HSS используются для сверления мягкой и конструкционной стали , алюминия , нержавеющей стали с низким BHN и т. д. ^{[ нужна ссылка ]}

Кобальт

HSS Cobalt — это корончатые сверла, изготовленные из стали M42 . Эти корончатые сверла содержат 8% кобальта в HSS. Эти корончатые сверла тверже, чем стандартные корончатые сверла из быстрорежущей стали, что обеспечивает лучшую производительность при сверлении более твердого материала. Высокий процент кобальта в HSS делает его быстрее, прочнее и долговечнее. ^{[ нужна ссылка ]} Корончатые сверла из кобальтовой быстрорежущей стали используются для сверления таких материалов, как конструкционная сталь , нержавеющая сталь , чугун и т. д. ^{[ нужна ссылка ]}

Твердое покрытие

Корончатые сверла HSS с твердым покрытием — это корончатые сверла с покрытием, обычно покрытием TiN . Это делает корончатые сверла более устойчивыми к нагреву, увеличивает срок службы инструмента и обеспечивает даже удаление стружки. В наши дни эти корончатые сверла набирают большую популярность по сравнению со стандартными корончатыми сверлами HSS. Эти корончатые сверла используются из конструкционной стали , нержавеющей стали и т. д. ^{[ нужна ссылка ]}

Наконечник из карбида вольфрама (TCT)

Корончатые сверла с твердосплавными напайками (TCT) имеют карбид вольфрама на кончиках — очень твердый материал, подходящий для резки более твердых материалов. Корончатые сверла TCT дороже, чем корончатые сверла HSS, но они быстрее и эффективнее проделывают отверстия большего размера. Корончатые сверла TCT дешевле для больших диаметров, т.е. более 41 мм. Поломка наконечника более вероятна, чем при использовании сверл HSS, а биты TCT нельзя повторно затачивать. ^{[ нужна ссылка ]}

Стандартный

Стандартное корончатое сверло 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 станках для корончатого сверления с магнитным приводом. Эти корончатые сверла широко используются для сверления таких материалов, как железнодорожные пути , конструкционная сталь , нержавеющая сталь , чугун и т. д. ^{[ нужна ссылка ]}

Твердое покрытие

Корончатые сверла TCT с твердым покрытием — это корончатые сверла с покрытием, обычно покрытием TiN . Это делает корончатые сверла более устойчивыми к нагреву, увеличивает срок службы инструмента и даже удаляет стружку, как и преимущество корончатого сверла из быстрорежущей стали. Самым большим преимуществом корончатых сверл с твердым покрытием является то, что эти фрезы очень хороши для резки твердых материалов больших диаметров. Эти корончатые сверла широко используются для сверления таких материалов, как корродированные или выветренные материалы, конструкционная и нержавеющая сталь. ^{[ нужна ссылка ]}

Шанкс

Уэлдон

Кольцевые фрезы с хвостовиком Weldon имеют две лыски, и это традиционный метод, принятый многими популярными производителями магнитных сверл . Кольцевые фрезы с хвостовиком Weldon фиксируются в патроне путем затягивания установочных винтов в двух плоских участках.

Универсальный

Кольцевые фрезы с «универсальным хвостовиком» имеют одну плоскую и три быстросъемные канавки. Это также популярный метод быстрого использования кольцевых фрез в магнитных сверлах без необходимости затягивания установочных винтов. в основном «фрезы с универсальным 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 У машин Weldon с хвостовиком зона затяжки (плоская площадка) всего одна, что также не на 100% достаточно для затяжки обоих винтов.

Буровые трубы и трубы

Кольцевые фрезы также можно использовать для проделывания отверстий в трубах и трубках без углублений и удаления заусенцев.

Чтобы легко проделать отверстие в трубе или трубе, следует использовать кольцевую фрезу с сверлильным станком с магнитным основанием и зажимным устройством для труб. Устройство для зажима труб представляет собой металлическое устройство, которое зажимается на трубе с помощью регулируемой цепи. После зажима устройства на устройство устанавливается магнитно-сверлильный станок , который прижимается к устройству за счет включения его магнита.

С помощью правильной частоты вращения магнитного сверлильного станка кольцевой резак проделывает идеальное отверстие в трубе.

Как правило, кольцевая фреза из быстрорежущей стали используется для проделывания отверстий в трубах и трубах, поскольку у кольцевых фрез TCT больше шансов сломать режущие зубья из-за изогнутых поверхностей трубок и трубок. ^{[ нужна ссылка ]}

Поскольку кольцевые фрезы полые, сопротивление мертвой зоны отсутствует. Резка происходит только по периферии изготавливаемого отверстия. Кольцевые фрезы равномерно распределяют нагрузку по периферии отверстия благодаря своим многочисленным режущим кромкам, поэтому требуемое усилие и энергия также сравнительно меньше. ^[7]

Бурение рельсов и путей

Кольцевые фрезы также изготавливаются из специального сплава, специально для бурения железнодорожных путей. Фрезы рельсовые кольцевые предназначены для бурения железнодорожных рельсов. ^[8] Рельсовые кольцевые фрезы, изготовленные по специальной технологии производства, предназначены для сверления очень твердых и корродированных материалов, таких как рельсы. Рельсовые кольцевые фрезы доступны в типах HSS и TCT, хотя рельсовые фрезы TCT более популярны во всем мире.

Сравнение корончатых сверл HSS и TCT

Расходы

Корончатые сверла HSS дешевле, чем корончатые сверла TCT, для меньших диаметров до 40 мм, а корончатые сверла TCT дешевле, чем HSS, для диаметров более 41 мм.

Повторная заточка

Как только резец из быстрорежущей стали потеряет свою остроту, его можно будет повторно заточить на шлифовальном станке и использовать снова. Аналогично, переточка корончатых сверл TCT возможна, но занимает больше времени.

Дефект

Вероятность появления дефектов в корончатых сверлах TCT выше, поскольку 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 из быстрорежущей стали с меньшей вероятностью выйдут из строя, поскольку они полностью изготовлены из одного материала.

Скорость

Фрезы TCT используются для легкой резки более твердых материалов. Корончатые сверла TCT можно с большим успехом использовать, особенно для растачивания отверстий большего диаметра в твердых материалах. Для сравнения, корончатые сверла из быстрорежущей стали чаще используются для сверления более мягких материалов и отверстий малого диаметра.

Твердость

Зубья корончатых сверл TCT тверже, чем у HSS, что позволяет им резать более сложные материалы.

Недостатки кольцевых фрез

Самый большой недостаток корончатого сверла или кольцевой фрезы заключается в том, что они не могут сверлить глухие отверстия . Корончатое сверло из-за своей полой геометрии может проходить только через отверстия. Стоимость корончатого сверла выше, чем спирального сверла, но стоимость одного отверстия, сделанного корончатым сверлом, меньше, чем спиральным сверлом, поскольку одно корончатое сверло делает в 5–10 раз больше отверстий, чем спиральное сверло. . ^[9]

Кольцевые фрезы более хрупкие, чем сверла того же диаметра, и поэтому могут легче сломаться.Их также труднее удалить, если они застряли, поскольку они имеют большую площадь контакта с заготовкой, чем обычное сверло.

Смазочно-охлаждающие жидкости

Использование смазки или охлаждающей жидкости важно для любого типа кольцевой фрезы, чтобы обеспечить более длительный срок службы фрезы. Кольцевые фрезы TCT требуют охлаждающей жидкости, а не смазки, а кольцевые фрезы HSS требуют смазочно-охлаждающей жидкости, а не охлаждающей жидкости.

Сверление над головой с использованием жидких смазочных материалов может привести к повреждению двигателя сверлильного станка. Высокоэффективную режущую пасту можно использовать как в верхнем, так и в нормальном положении. Она подходит как для фрез из быстрорежущей стали, так и для фрез TCT, а также для метчиков и плашек для нарезания резьбы.

Выталкиватель

Выталкивающий штифт (также называемый пилотным штифтом) выполняет три основные функции: ^{[ нужна ссылка ]}

Центрирование. Выталкивающий штифт располагается точно по центральной отметке. Включите магнит, и станок и кольцевая фреза перейдут в положение сверления.
Смазка. Смазочно-охлаждающее масло для автоматической внутренней смазки подается через выталкивающий штифт.
Выталкивание — подпружиненный выталкивающий штифт выталкивает сердечник из отверстия, проделанного кольцевой фрезой.

Скорость резки

Магнитные сверлильные станки оснащены скоростными редукторами, а некоторые машины также оснащены регулируемой скоростью. В зависимости от диаметра кольцевой фрезы и типа кольцевой фрезы должна быть установлена скорость магнитного сверлильного станка. ^{[ нужна ссылка ]}

Формула расчета скорости:

$n={\frac {v\,x\,1000}{d\,x\,\pi }}=min^{-1}$

d = диаметр кольцевой фрезы в мм.

v = скорость резания кольцевых фрез.

Кольцевые фрезы HSS и TCT

Компромиссы между кольцевыми фрезами HSS и TCT включают: ^[10]

Стоимость. Кольцевые фрезы из быстрорежущей стали дешевле, чем TCT для меньших диаметров до 40 мм, а TCT дешевле для диаметров более 41 мм.
Повторная заточка. Кольцевую фрезу из быстрорежущей стали можно перезаточить, тогда как перезаточка TCT возможна, но это сложнее из-за геометрии, необходимой для твердосплавного сплава. Если карбид не отшлифован должным образом, он может легко сломаться.
Поломка. Резцы из быстрорежущей стали изготовлены из цельного куска стали, а резцы из ТСТ имеют напаянные зубья, которые легче ломаются или разбиваются.
Скорость — фрезы TCT работают быстрее, особенно при обработке отверстий большего диаметра.
Твердость — фрезы TCT могут сверлить более твердые материалы благодаря твердосплавным наконечникам.

Ссылки

^ Теория и практика резки металла. Дэвид А. Стивенсон , Джон С. Агапиу CRC Press , 02.12.2005. Страница номер 216.
^ Хуган, Тесто. Изобретение как образ жизни .
^ Патент США. Патент № 4516890. Подана 12.09.1983. США.
^ Патент Соединенного Королевства. Патент № 2167983-А. Подано 31.10.1985. Великобритания.
^ «Традиционные спиральные сверла против кольцевых фрез» . Инструменты БЛЮРОК . Проверено 21 октября 2022 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и «Преимущества использования кольцевой фрезы» . 15 декабря 2010 г. Архивировано из оригинала 27 мая 2014 г. Проверено 27 мая 2014 г.
^ «Сверление труб сверлильными станками с магнитным основанием» . Магнитные сверлильные станки .com . 03.11.2015 . Проверено 21 марта 2017 г.
^ «Рельсорез » РЕЛЬСВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ» . РЕЛЬСОСВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ . Проверено 4 марта 2023 г.
^ «Что такое корончатые сверла или кольцевые фрезы?» . www.metaller-machines.com . Металлические машины. Архивировано из оригинала 27 мая 2014 г. Проверено 26 мая 2014 г.
^ НИТТО КОКИ. «TCT против HSS» . www.nitto-kohki.eu .

[1] Теория и практика резки металла. Дэвид А. Стивенсон , Джон С. Агапиу CRC Press , 02.12.2005. Страница номер 216.

[2] Хуган, Тесто. Изобретение как образ жизни .

[3] Патент США. Патент № 4516890. Подана 12.09.1983. США.

[4] Патент Соединенного Королевства. Патент № 2167983-А. Подано 31.10.1985. Великобритания.

[5] «Традиционные спиральные сверла против кольцевых фрез» . Инструменты БЛЮРОК . Проверено 21 октября 2022 г.

[:0-6] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и «Преимущества использования кольцевой фрезы» . 15 декабря 2010 г. Архивировано из оригинала 27 мая 2014 г. Проверено 27 мая 2014 г.

[7] «Сверление труб сверлильными станками с магнитным основанием» . Магнитные сверлильные станки .com . 03.11.2015 . Проверено 21 марта 2017 г.

[8] «Рельсорез » РЕЛЬСВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ» . РЕЛЬСОСВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ . Проверено 4 марта 2023 г.

[:2-9] «Что такое корончатые сверла или кольцевые фрезы?» . www.metaller-machines.com . Металлические машины. Архивировано из оригинала 27 мая 2014 г. Проверено 26 мая 2014 г.

[10] НИТТО КОКИ. «TCT против HSS» . www.nitto-kohki.eu .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]