מקדחים, ככלי החיתוך הנפוצים ביותר בעיבוד חורים, נמצאים בשימוש נרחב בייצור מכני, במיוחד עבור עיבוד חורים בחלקים כגון מכשירי קירור, יריעות צינור של ציוד לייצור חשמל ומחוללי קיטור. היישום שלהם נרחב וחשוב במיוחד.
I. מאפייני הקידוח
למקדחים יש בדרך כלל שני קצוות חיתוך עיקריים. במהלך העיבוד, המקדחה חותכת תוך כדי סיבוב. זווית הגריפה של המקדחה גדלה מהציר המרכזי לקצה החיצוני; מהירות החיתוך גבוהה יותר קרוב יותר למעגל החיצוני ויורדת לכיוון המרכז, ומגיעה לאפס במרכז הסיבוב. קצה האזמל של המקדחה ממוקם ליד ציר הסיבוב המרכזי. יש לו זווית גריפה משנית גדולה, ללא שטח שבב ומהירות חיתוך נמוכה, ובכך מייצרת התנגדות צירית משמעותית. אם קצה האזמל נטחן לסוג A או C לפי DIN 1414, לקצה החיתוך ליד הציר המרכזי תהיה זווית גריפה חיובית, שיכולה להפחית את התנגדות החיתוך ולשפר משמעותית את ביצועי החיתוך.
ניתן לסווג מקדחים לסוגים רבים בהתבסס על צורתם, החומר, המבנה והתפקוד שלהם, כגון מקדחי פלדה במהירות-(מקדחי טוויסט, מקדחי חורים מרובי-, מקדחים שטוחים), מקדחי קרביד מוצקים, מקדחי חורים רדודים הניתנים לאינדקס, מקדחי חורים עמוקים, מקדחים ניתנים להחלפה, מקדחי ראשים ומחליפים.
II. שבירת והסרה של שבבים
חיתוך מקדחה מתרחש בחלל המצומצם של חור, ויש להסיר שבבים דרך חריצי החיתוך של המקדחה. לכן, צורת השבב משפיעה מאוד על ביצועי החיתוך של המקדחה. צורות שבבים נפוצות כוללות שבבי פתיתים, שבבים צינוריים, מחט-כמו שבבים, שבבי ספירלה חרוטיים, סרטים-כמו שבבים, שבבים בצורת מניפה- ושבבי אבקה.
המפתח לקידוח - בקרת שבבים
כאשר צורת השבב אינה הולמת, הבעיות הבאות יתרחשו:
① שבבים עדינים סותמים את חריצי החיתוך, משפיעים על דיוק הקידוח, מפחיתים את חיי המקדחה, ואפילו גורמים לשבירת מקדחה (למשל, שבבים אבקתיים, שבבים בצורת מאוורר, וכו');
② שבבים ארוכים עוטפים את המקדחה, מעכבים את הפעולה, גורמים לשבירת מקדחה או מונעים מנוזל חיתוך להיכנס לחור (למשל, שבבי ספירלה, שבבי סרט וכו').
כיצד לפתור את הבעיה של צורת שבב לא מתאימה:
① ניתן להשתמש בשיטות כגון הגדלת קצב הזנה, הזנה לסירוגין,-שחזה מחדש של קצה האזמל והתקנת פורצי שבבים בנפרד או בשילוב כדי לשפר את השבירה וההסרה של שבבים, ולבטל בעיות הנגרמות על ידי שבבים.
② ניתן להשתמש במקדחות מיוחדות לשבירת שבבים-. לדוגמה, הוספה של קצה שבירה- של שבב לחריצי המקדחה שוברת את השבבים לשברים בקלות רבה יותר. השברים מופרשים בצורה חלקה לאורך החריצים, ומונעים סתימה. לכן, מקדחים חדשים לשבירת שבבים- משיגים אפקט חיתוך חלק הרבה יותר מאשר מקדחים מסורתיים.
במקביל, שבבי המתכת הקצרים והמקוטעים מקלים על זרימת נוזל הקירור אל קצה המקדחה, ומשפרים עוד יותר את פיזור החום וביצועי החיתוך במהלך העיבוד. יתר על כן, מכיוון שקצה השבר החדש שנוסף-חודר לכל החריץ של המקדחה, הוא שומר על צורתו ותפקודו גם לאחר מחזורי חידוד- מרובים. בנוסף לשיפורים הפונקציונליים שהוזכרו לעיל, ראוי להזכיר שעיצוב זה מחזק את הקשיחות של גוף המקדחה, ומגדיל משמעותית את מספר החורים שניתן לקדוח במחזור חידוד מחדש- יחיד.
III. דיוק בקידוח
הדיוק של חור נקבע בעיקר על ידי גורמים כמו קוטר חור, דיוק מיקום, קואקסיאליות, עגלגלות, חספוס פני השטח וקורות בפתח החור.
גורמים המשפיעים על הדיוק של החור המעובד במהלך הקידוח:
① דיוק הידוק מקדח ותנאי חיתוך, כגון מחזיק כלי, מהירות חיתוך, קצב הזנה ונוזל חיתוך;
② גודל וצורת מקדח, כגון אורך מקדח, צורת קצה חיתוך וצורת הליבה;
③ צורת חומר העבודה, כגון צורת דופן החור, צורת פתיחת החור, עובי ומצב ההידוק.
מגדילה
הגדלה נגרמת על ידי תנודה של המקדחה במהלך העיבוד. התנודה של מחזיק הכלי משפיעה באופן משמעותי על קוטר החור ודיוק המיקום. לכן, יש להחליף את מחזיק הכלי מייד כאשר הוא שחוק מאוד. מדידה והתאמת התנודה קשה בעת קידוח חורים קטנים, לכן עדיף להשתמש במקדח גדול-, קטן בקוטר- עם קואקסיאליות טובה בין קצה החיתוך לשוק. בעת שימוש במקדחים מושחזים מחדש, הירידה בדיוק החור נובעת לרוב מאסימטריה בצורת האחורי. שליטה בהפרש הגובה של קצה החיתוך יכולה לדכא ביעילות את החפירה של החור.
עגולות חור
עקב רטט מקדח, צורת החור הנקדח היא מצולעת בקלות, וכתוצאה מכך דפוסי מרותקים על דופן החור. חורים מצולעים נפוצים הם לרוב משולשים או מחומשים. הסיבה לחורים משולשים היא שלמקדחה יש שני מרכזי סיבוב במהלך הקידוח, הרוטט בתדירות של אחת ל-600 מעלות. הגורם העיקרי לרטט זה הוא חוסר איזון בהתנגדות לחיתוך. לאחר סיבוב אחד של המקדחה, עקב עגולות חור ירודה, התנגדות החיתוך הופכת לא מאוזנת במהלך הסיבוב השני, חוזרת על הרטט הקודם, אך עם הסטת פאזה קלה, וכתוצאה מכך דפוסי מרותקים על דופן החור. כאשר עומק הקידוח מגיע לרמה מסוימת, החיכוך בין קצה החיתוך של המקדחה לדופן החור גדל, הרטט פוחת, הריסוק נעלם והעיגול משתפר. סוג זה של חור נראה בצורת משפך- בחתך אורך. מאותה סיבה, חורים מחומשים ומחומשים עשויים להופיע גם במהלך החיתוך. כדי לחסל תופעה זו, בנוסף לגורמים שליטה כגון רטט צ'אק, הפרש גובה של קצה החיתוך ואסימטריה בצורת הצד והקצה החיתוך, יש לנקוט באמצעים לשיפור קשיחות המקדחה, להגביר הזנה לכל סיבוב, להקטין את זווית המרווח ולטחון מחדש של קצה האזמל.
קידוח על משטחים משופעים ומעוקלים
כאשר פני החיתוך או משטח החדירה של המקדחה הם משטח משופע, משטח מעוקל או מדרגה, דיוק המיקום נמוך מכיוון שהמקדח מבצע חיתוך חד-צדדי- רדיאלי, ומפחית את חיי הכלי.
כדי לשפר את דיוק המיקום, ניתן לנקוט באמצעים הבאים:
1. קודם קדחו חור מרכזי;
2. כרסום את מושב החור עם חרסנת קצה;
3. בחר מקדחה עם חדירה טובה וקשיחות;
4. הפחת את קצב ההזנה.
הסרת ברר
במהלך הקידוח, לעתים קרובות מופיעים כתמים בכניסה וביציאה של החור, במיוחד בעת עיבוד חומרים קשים ולוחות דקות. הסיבה לכך היא שכאשר המקדחה מתקרבת לחדירה, חומר העבודה עובר דפורמציה פלסטית. החלק המשולש שצריך לחתוך על ידי קצה החיתוך ליד הקצה החיצוני מעוות כלפי חוץ על ידי כוח החיתוך הצירי, ומפותל עוד יותר תחת פעולת השיפוע והקצה החיתוך של המקדחה, ויוצר כתף או קצה מגולגל.
[תְמוּנָה]
IV. תנאי עיבוד קידוח
רוב קטלוגי המקדחים מכילים "טבלת התייחסות פרמטרים חיתוך בסיסית" המסודרת לפי החומר המעובד. משתמשים יכולים להתייחס לפרמטרי החיתוך שסופקו כדי לבחור את תנאי החיתוך המתאימים לקידוח. יש לשפוט את התאמתם של תנאי החיתוך שנבחרו באמצעות חיתוך ניסיון, תוך התחשבות בגורמים כגון דיוק בעיבוד, יעילות עיבוד ואורך חיים של המקדחה.
1. חיי מקדחה ויעילות עיבוד שבבי
תחת הנחת היסוד של עמידה בדרישות הטכניות של חומר העבודה, יש להעריך באופן מקיף את התאמת השימוש במקדחה על סמך חיי המקדחה ויעילות העיבוד. נתיב החיתוך יכול לשמש כמדד הערכה לחיי מקדחה; קצב ההזנה יכול לשמש כמדד הערכה ליעילות העיבוד. עבור מקדחי פלדה מהירים-, תוחלת החיים מושפעת משמעותית ממהירות הסיבוב ופחות מהזנה לכל סיבוב. לכן, הגדלת ההזנה לכל סיבוב יכולה לשפר את יעילות העיבוד תוך הבטחת חיי מקדחה ארוכים יותר. עם זאת, יש לציין כי הזנה מוגזמת לכל סיבוב תעבה את השבבים, מה שיקשה על שבירת השבבים. לכן, חיוני לקבוע את טווח ההזנה האופטימלי לכל סיבוב עבור פריצת שבבים מוצלחת דרך חיתוך ניסיון. עבור מקדחי קרביד, לקצה החיתוך יש שיפוע גדול יותר לאורך כיוון זווית הגריפה השלילית, וכתוצאה מכך טווח קטן יותר הניתן לבחירה להזנה לכל סיבוב בהשוואה למקדחי פלדה במהירות גבוהה-. חריגה מטווח זה במהלך העיבוד תפחית את חיי המקדחה. מכיוון שלמקדחי קרביד יש עמידות גבוהה יותר בחום מאשר למקדחי פלדה במהירות גבוהה, למהירות הסיבוב יש השפעה מינימלית על חיי המקדחים. לכן, הגדלת מהירות הסיבוב יכולה לשפר את יעילות העיבוד תוך הבטחת חיי המקדחה.
2. שימוש נכון בנוזל חיתוך
חיתוך מקדחה מתרחש בחלל המצומצם של חור, לכן סוג ושיטת היישום של נוזל חיתוך משפיעים באופן משמעותי על חיי המקדחה ועל דיוק עיבוד החורים. ניתן לסווג באופן נרחב את נוזלי החיתוך לסוגים-מסיסיים במים ולא-מסיסים במים-. נוזלי חיתוך לא-מסיסיים-במים מציעים תכונות שימון, הרטבה ו-הדבקות טובות יותר, וגם מספקים מניעת חלודה. נוזלי חיתוך מסיסים-במים מציעים תכונות קירור טובות יותר, אינם-מעשנים ואינם{11}}דליקים. בשל שיקולי הגנת הסביבה, השימוש בנוזלי חיתוך מסיסים{13} במים גדל משמעותית בשנים האחרונות. עם זאת, יחסי דילול לא נאותים או הידרדרות של נוזל החיתוך עלולים לקצר באופן דרסטי את חיי הכלי, ולכן יש להקדיש תשומת לב זהירה במהלך השימוש. לא משנה אם נוזל החיתוך מסיס במים-או לא-מסיס- במים, חיוני לוודא שהנוזל מגיע לנקודת החיתוך בצורה נאותה. יתר על כן, יש לשלוט בקפדנות על קצב הזרימה, הלחץ, מספר החרירים ושיטת הקירור (קירור פנימי או חיצוני).
V.
חידוד מקדחה מחדש
קריטריונים לחידוד מקדח מחדש
הקריטריונים לקביעה אם מקדח צריך חידוד מחדש הם:
1. כמות הבלאי של קצה החיתוך, קצה האזמל וההיבטים של פס החיתוך;
2. דיוק מידות וחספוס פני השטח של החור המעובד;
3. צבע וצורת הצ'יפס;
4. התנגדות לחיתוך (ערכים עקיפים כגון זרם ציר, רעש ורטט);
5. כמות עבודה שהושלמה וכו'.
בשימוש בפועל, יש לקבוע קריטריון מדויק ונוח מהאינדיקטורים לעיל בהתבסס על נסיבות ספציפיות. כאשר משתמשים בכמות הבלאי כקריטריון, יש לזהות את תקופת השחזה מחדש האופטימלית עם היעילות הכלכלית הטובה ביותר. מכיוון שאזורי ההשחזה העיקריים הם החלק האחורי של הראש וקצה האזמל, בלאי יתר של המקדחים מוביל לזמני השחזה ארוכים יותר, לנפחי השחזה גדולים יותר ולפחות מחזורי השחזה מחדש (חיי הכלי הכוללים=חיי הכלי לאחר השחזה מחדש × מספר מחזורי השחזה מחדש), בסופו של דבר מקצר את תוחלת החיים הכוללת של המקדחה. כאשר משתמשים בדיוק הממדים של החור המעובד כקריטריון, יש להשתמש במדדים או במדדי גבול כדי לבדוק את הקילוח והישר של החור; אם חריגה מהערכים האלה, יש לחדד מחדש- את התרגיל באופן מיידי. כאשר משתמשים בהתנגדות לחיתוך כקריטריון, ניתן להשתמש בשיטות כגון עצירה אוטומטית של המכונה כאשר חריגה מערך גבול מוגדר (למשל, זרם הציר). בעת ניהול מגבלות כמויות עיבוד, יש לשקול את הקריטריונים לעיל באופן מקיף כדי לקבוע את הסטנדרטים המתאימים.
שיטות חידוד מקדחים
בעת השחזה מחדש של מקדחים, עדיף להשתמש במכונת השחזה ייעודית למקדחים או במטחנת כלים אוניברסלית. זה חיוני להבטחת תוחלת החיים של המקדחה ודיוק העיבוד. אם המקדחה המקורית במצב טוב, ניתן- לחידוד מחדש בהתאם לתכנון המקורי. אם למקדחה המקורית יש פגמים, ניתן לשנות את צורת הגב כראוי ולחדד מחדש את קצה האזמל בהתאם לשימוש המיועד.
יש לשים לב לנקודות הבאות בעת השחזה:
1. מנע התחממות יתר כדי למנוע הפחתת קשיות המקדחה;
2. הסר את כל הנזק למקדחה (במיוחד נזק לקצה החיתוך);
3. צורת המקדח צריכה להיות סימטרית;
4. שימו לב לא לפגוע בקצה החיתוך במהלך ההשחזה, והסר כל כתמים לאחר ההשחזה;
5. עבור מקדחי קרביד, לצורת ההשחזה יש השפעה משמעותית על ביצועי המקדחים. צורת המקדחה במפעל היא הצורה האופטימלית המתקבלת באמצעות תכנון מדעי ובדיקות חוזרות; לכן, בדרך כלל יש לשמור על הצורה המקורית של קצה החיתוך בעת השחזה- מחדש.
