مته‌ها به‌عنوان رایج‌ترین ابزار برش در ماشینکاری حفره‌ای، به‌طور گسترده در ساخت‌های مکانیکی، به‌ویژه برای ماشینکاری سوراخ‌هایی در قطعاتی مانند دستگاه‌های خنک‌کننده، ورق‌های لوله تجهیزات تولید برق و ژنراتورهای بخار استفاده می‌شوند. کاربرد آنها به ویژه گسترده و مهم است.
I. ویژگی های حفاری
مته ها معمولاً دارای دو لبه برش اصلی هستند. در حین ماشینکاری، مته در حین چرخش برش می دهد. زاویه چنگک مته از محور مرکزی به لبه بیرونی افزایش می یابد. سرعت برش نزدیک به دایره بیرونی بیشتر است و به سمت مرکز کاهش می یابد و در مرکز چرخش به صفر می رسد. لبه اسکنه مته در نزدیکی محور مرکزی چرخش قرار دارد. دارای زاویه چنگک ثانویه بزرگ، بدون فضای تراشه و سرعت برش پایین است، بنابراین مقاومت محوری قابل توجهی ایجاد می کند. اگر لبه اسکنه طبق DIN 1414 به نوع A یا C آسیاب شود، لبه برش نزدیک محور مرکزی دارای زاویه چنگک زدن مثبت خواهد بود که می تواند مقاومت برش را کاهش دهد و عملکرد برش را به طور قابل توجهی بهبود بخشد.
مته‌ها را می‌توان بر اساس شکل قطعه کار، مواد، ساختار و عملکردشان به انواع مختلفی طبقه‌بندی کرد، مانند مته‌های فولادی با سرعت بالا (مته‌های پیچشی، مته‌های چند سوراخه، مته‌های مسطح)، مته‌های کاربید جامد، مته‌های حفره‌ای کم عمق قابل نمایش، مته‌های حفره‌ای عمیق، مته‌های حفره‌ای عمیق، مته‌های حفره‌ای و سوراخ‌کاری.
II. شکستن و حذف تراشه
برش مته در فضای محدود یک سوراخ اتفاق می افتد و تراشه ها باید از طریق شیارهای برش مته برداشته شوند. بنابراین، شکل تراشه تا حد زیادی بر عملکرد برش مته تاثیر می گذارد. شکل‌های تراشه‌های رایج عبارتند از: تراشه‌های پولکی، تراشه‌های لوله‌ای، تراشه‌های-سوزنی، تراشه‌های مارپیچی مخروطی، روبان-تراشه‌های مانند، تراشه‌های فن-شکل، و تراشه‌های پودری.
کلید حفاری - کنترل تراشه
هنگامی که شکل تراشه نامناسب باشد، مشکلات زیر رخ می دهد:
① تراشه های ریز شیارهای برش را مسدود می کند، بر دقت سوراخ کاری تأثیر می گذارد، عمر مته را کاهش می دهد، و حتی باعث شکستگی مته می شود (به عنوان مثال، تراشه های پودری، تراشه های{2}}به شکل فن، و غیره).
② تراشه‌های بلند دور مته می‌پیچند، مانع عملکرد می‌شوند، باعث شکستگی مته می‌شوند، یا از ورود مایع برش به سوراخ جلوگیری می‌کنند (مانند براده‌های مارپیچی، تراشه‌های روبان و غیره).
نحوه حل مشکل شکل نامناسب تراشه:
① روش‌هایی مانند افزایش نرخ تغذیه، تغذیه متناوب، تیز کردن مجدد لبه اسکنه، و نصب تراشه‌شکن‌ها به‌صورت جداگانه یا ترکیبی برای بهبود شکستن و حذف تراشه‌ها، حذف مشکلات ناشی از تراشه‌ها، قابل استفاده هستند.
② می توان از مته های تخصصی شکستن تراشه- استفاده کرد. به عنوان مثال، افزودن یک تراشه طراحی شده-لبه شکستن به شیارهای مته، تراشه ها را به قطعات راحت تری می شکند. قطعات به آرامی در امتداد شیارها تخلیه می شوند و از گرفتگی جلوگیری می کنند. بنابراین، مته‌های شکستن تراشه‌های جدید، اثر برش بسیار نرم‌تری نسبت به مته‌های سنتی دارند.
به طور همزمان، تراشه های فلزی کوتاه و تکه تکه شده، جریان مایع خنک کننده را به نوک مته تسهیل می کند و باعث بهبود بیشتر اتلاف گرما و عملکرد برش در حین ماشینکاری می شود. علاوه بر این، از آنجایی که تراشه جدید اضافه شده-در کل شیار مته نفوذ می‌کند، حتی پس از چندین چرخه تیز کردن مجدد، شکل و عملکرد خود را حفظ می‌کند. علاوه بر بهبودهای عملکردی ذکر شده، شایان ذکر است که این طراحی استحکام بدنه مته را تقویت می‌کند و تعداد سوراخ‌هایی را که می‌توان در یک چرخه تیز کردن مجدد ایجاد کرد، به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد.
III. دقت حفاری
دقت یک سوراخ عمدتاً توسط عواملی مانند قطر سوراخ، دقت موقعیت، هم محوری، گردی، ناهمواری سطح و سوراخ‌های دهانه سوراخ تعیین می‌شود.
عوامل موثر بر دقت سوراخ ماشینکاری شده در حین حفاری:
① دقت بستن مته و شرایط برش، مانند نگهدارنده ابزار، سرعت برش، سرعت تغذیه و مایع برش.
② اندازه و شکل مته، مانند طول مته، شکل لبه برش و شکل هسته.
③ شکل قطعه کار، مانند شکل دیواره جانبی سوراخ، شکل باز شدن سوراخ، ضخامت و وضعیت بستن.
بزرگ شدن
بزرگ شدن در اثر نوسان مته در حین ماشین کاری ایجاد می شود. نوسان نگهدارنده ابزار به طور قابل توجهی بر قطر سوراخ و دقت موقعیت یابی تأثیر می گذارد. بنابراین، نگهدارنده ابزار در صورت فرسودگی شدید باید سریعاً تعویض شود. اندازه‌گیری و تنظیم نوسان هنگام حفر سوراخ‌های کوچک دشوار است، بنابراین بهتر است از مته‌ای با قطر بزرگ-شاخه- با هم‌محور خوب بین لبه برش و ساقه استفاده کنید. هنگام استفاده از مته‌های دوباره آسیاب شده، کاهش دقت سوراخ اغلب به دلیل عدم تقارن در شکل عقب است. کنترل اختلاف ارتفاع لبه برش می تواند به طور موثری از باز شدن سوراخ جلوگیری کند.
گرد بودن سوراخ
به دلیل ارتعاش مته، شکل سوراخ حفر شده به راحتی چند ضلعی است و در نتیجه الگوهای پرچینی روی دیوار سوراخ ایجاد می شود. سوراخ های چند ضلعی مشترک اغلب مثلثی یا پنج ضلعی هستند. دلیل ایجاد سوراخ های مثلثی این است که مته در حین حفاری دارای دو مرکز چرخش است که با فرکانس هر 600 درجه یک بار لرزش دارد. علت اصلی این ارتعاش عدم تعادل در مقاومت برش است. پس از یک دور چرخش مته، به دلیل گردی ضعیف سوراخ، مقاومت برش در طول چرخش دوم نامتعادل می شود و ارتعاش قبلی را تکرار می کند، اما با تغییر فاز جزئی، در نتیجه الگوهای پرچ روی دیواره سوراخ ایجاد می شود. هنگامی که عمق حفاری به حد معینی می رسد، اصطکاک بین لبه برش مته و دیواره سوراخ افزایش می یابد، ارتعاش کاهش می یابد، تفنگ ناپدید می شود و گرد بودن بهبود می یابد. این نوع سوراخ به شکل قیف-در قسمت طولی ظاهر می‌شود. به همین دلیل، سوراخ های پنج ضلعی و هفت ضلعی نیز ممکن است در حین برش ظاهر شوند. برای از بین بردن این پدیده، علاوه بر کنترل عواملی مانند لرزش چاک، اختلاف ارتفاع لبه برش، و عدم تقارن در شکل بال و لبه برش، باید اقداماتی برای بهبود سفتی مته، افزایش تغذیه در هر دور، کاهش زاویه فاصله و تراش مجدد لبه اسکنه انجام شود.
حفاری بر روی سطوح شیبدار و منحنی
وقتی سطح برش یا سطح نفوذ مته یک سطح شیبدار، سطح منحنی یا پله باشد، دقت موقعیت یابی ضعیف است زیرا مته برش شعاعی یک طرفه-را انجام می دهد و عمر ابزار را کاهش می دهد.
برای بهبود دقت موقعیت، اقدامات زیر را می توان انجام داد:
1. ابتدا یک سوراخ مرکزی دریل کنید.
2. صندلی سوراخ را با آسیاب انتهایی آسیاب کنید.
3. یک مته با نفوذ و استحکام خوب انتخاب کنید.
4. نرخ خوراک را کاهش دهید.
حذف سوراخ
در حین حفاری، فرزها اغلب در ورودی و خروجی سوراخ ظاهر می‌شوند، به خصوص هنگام ماشینکاری مواد سخت و صفحات نازک. این به این دلیل است که با نزدیک شدن به نفوذ مته، قطعه کار دچار تغییر شکل پلاستیکی می شود. قسمت مثلثی شکلی که باید توسط لبه برش نزدیک لبه بیرونی بریده شود، توسط نیروی برش محوری به سمت خارج تغییر شکل می‌دهد و تحت تأثیر پخ مته و لبه برش، خمیده می‌شود و یک سوراخ یا لبه نورد را تشکیل می‌دهد.
[تصویر]
IV. شرایط پردازش حفاری
اکثر کاتالوگ‌های مته حاوی یک «جدول مرجع پارامترهای برش پایه» هستند که بر اساس مواد در حال پردازش مرتب شده‌اند. کاربران می توانند برای انتخاب شرایط برش مناسب برای حفاری به پارامترهای برش ارائه شده مراجعه کنند. مناسب بودن شرایط برش انتخابی باید از طریق برش آزمایشی با در نظر گرفتن عواملی مانند دقت ماشینکاری، راندمان ماشینکاری و عمر مته مورد قضاوت قرار گیرد.
1. عمر مته و راندمان ماشینکاری
با فرض برآوردن الزامات فنی قطعه کار، مناسب بودن استفاده از مته باید به طور جامع بر اساس عمر مته و راندمان ماشینکاری ارزیابی شود. مسیر برش را می توان به عنوان یک معیار ارزیابی برای عمر مته استفاده کرد. نرخ خوراک را می توان به عنوان یک معیار ارزیابی برای بازده ماشینکاری استفاده کرد. برای مته های فولادی با سرعت بالا، طول عمر به طور قابل توجهی تحت تأثیر سرعت چرخش و کمتر تحت تأثیر تغذیه در هر دور قرار می گیرد. بنابراین، افزایش تغذیه در هر دور می تواند بازده ماشینکاری را بهبود بخشد و در عین حال عمر مته بیشتر را تضمین کند. با این حال، باید توجه داشت که تغذیه بیش از حد در هر دور باعث ضخیم شدن تراشه ها می شود و شکستن تراشه را دشوار می کند. بنابراین، تعیین محدوده تغذیه بهینه در هر دور برای شکستن موفقیت آمیز تراشه از طریق برش های آزمایشی ضروری است. برای مته‌های کاربید، لبه برش دارای پخ بزرگ‌تری در امتداد جهت زاویه چنگک منفی است، که در نتیجه در مقایسه با مته‌های فولادی با سرعت بالا، محدوده قابل انتخاب کمتری برای تغذیه در هر دور ایجاد می‌شود. فراتر رفتن از این محدوده در حین ماشینکاری، عمر مته را کاهش می دهد. از آنجایی که مته‌های کاربید دارای مقاومت حرارتی بالاتری نسبت به مته‌های فولادی با سرعت بالا هستند، سرعت چرخش کمترین تأثیر را بر عمر مته دارد. بنابراین، افزایش سرعت چرخش می تواند بازده ماشینکاری را بهبود بخشد و در عین حال عمر مته را تضمین کند.
2. استفاده صحیح از مایع برش
برش مته در فضای محدود یک سوراخ اتفاق می افتد، بنابراین نوع و روش کاربرد سیال برش به طور قابل توجهی بر عمر مته و دقت ماشینکاری سوراخ تأثیر می گذارد. سیالات برش را می توان به طور کلی به انواع-محلول در آب و غیرمحلول در آب- طبقه بندی کرد. مایعات برش غیر محلول در آب-خواص روان کنندگی، مرطوب کنندگی و ضد چسبندگی بهتری دارند و همچنین از زنگ زدگی جلوگیری می کنند. مایعات برش محلول در آب{9}}خواص خنک کنندگی بهتری ارائه می‌دهند، سیگار نمی‌کشند و قابل اشتعال نیستند. با توجه به ملاحظات حفاظت از محیط زیست، استفاده از مایعات برش محلول{13}در آب در سال های اخیر به طور قابل توجهی افزایش یافته است. با این حال، نسبت رقت نامناسب یا خراب شدن سیال برش می تواند عمر ابزار را به شدت کاهش دهد، بنابراین باید در حین استفاده به دقت توجه شود. صرف نظر از اینکه مایع برش در آب{16}}محلول است یا غیر محلول-در آب-، ضروری است اطمینان حاصل شود که سیال به اندازه کافی به نقطه برش می رسد. علاوه بر این، سرعت جریان، فشار، تعداد نازل ها و روش خنک کننده (خنک کننده داخلی یا خارجی) باید به شدت کنترل شود.
V.
تیز کردن مجدد مته
معیارهای تیز کردن مجدد مته
معیارهای تعیین اینکه آیا یک مته نیاز به تیز کردن مجدد دارد یا خیر عبارتند از:
1. مقدار سایش لبه برش، لبه اسکنه، و وجوه نوار برش.
2. دقت ابعادی و زبری سطح سوراخ ماشینکاری شده.
3. رنگ و شکل تراشه ها.
4. مقاومت برش (مقادیر غیر مستقیم مانند جریان دوک نخ ریسی، نویز و لرزش).
5. مقدار کار انجام شده و غیره.
در استفاده واقعی، یک معیار دقیق و راحت باید از شاخص های فوق بر اساس شرایط خاص تعیین شود. هنگام استفاده از مقدار سایش به عنوان معیار، باید دوره بهینه ترمیم مجدد با بهترین بازده اقتصادی مشخص شود. از آنجایی که قسمت‌های اصلی تیز کردن پشت سر و لبه اسکنه است، سایش بیش از حد مته منجر به زمان‌های تیز کردن طولانی‌تر، حجم سنگ‌زنی بزرگ‌تر و چرخه‌های خرد کردن مجدد کمتر می‌شود (عمر ابزار=عمر ابزار پس از سنگ‌زنی مجدد × تعداد چرخه‌های سنگ‌زنی مجدد)، در نهایت طول عمر کل مته را کوتاه می‌کند. هنگام استفاده از دقت ابعادی سوراخ ماشینکاری شده به عنوان معیار، باید از گیج ها یا حد سنج ها برای بررسی درستی و راست بودن سوراخ استفاده شود. اگر از این مقادیر فراتر رفت، مته باید فوراً دوباره- تیز شود. هنگام استفاده از مقاومت برش به عنوان معیار، می توان از روش هایی مانند توقف خودکار دستگاه در صورت تجاوز از مقدار حد تعیین شده (مثلاً جریان دوک) استفاده کرد. هنگام مدیریت محدودیت های کمیت ماشینکاری، معیارهای فوق باید به طور جامع در نظر گرفته شوند تا استانداردهای مناسب تعیین شوند.
روش های تیز کردن مته
هنگام سنگ زنی مجدد مته ها، بهتر است از یک دستگاه تیزکن مته اختصاصی یا یک آسیاب ابزار جهانی استفاده کنید. این برای اطمینان از طول عمر مته و دقت ماشین کاری بسیار مهم است. اگر مته اصلی در شرایط خوبی باشد، می‌توان آن را مطابق طرح اولیه دوباره-تراش کرد. اگر مته اصلی نقص داشته باشد، شکل پشتی را می توان به طور مناسب تغییر داد و لبه اسکنه را می توان دوباره-بر اساس استفاده مورد نظر تیز کرد.
هنگام تیز کردن باید به نکات زیر توجه کرد:
1. جلوگیری از گرمای بیش از حد برای جلوگیری از کاهش سختی مته.
2. تمام آسیب های مته (به ویژه آسیب به لبه برش) را از بین ببرید.
3. شکل مته باید متقارن باشد.
4. مراقب باشید که در حین تیز کردن به لبه برش آسیب نرسانید و پس از تیز کردن، هر گونه سوراخ را بردارید.
5. برای مته های کاربید، شکل تیز کردن تأثیر قابل توجهی بر عملکرد مته دارد. شکل مته در کارخانه شکل بهینه ای است که از طریق طراحی علمی و آزمایش های مکرر بدست می آید. بنابراین، شکل اصلی لبه برش به طور کلی باید هنگام تیز کردن مجدد حفظ شود.
