Сверление трением, как делается и особенности технологии

Среди различных способов выполнить отверстие в металле существует достаточно специфический и редко применяемый метод, так называемое сверление трением. О особенностях этой технологии я расскажу в данной статье.

Особенности технологии сверление трением

Сверление трением

Для выполнения такой операции применяются сверла без режущих граней, так называемые пуасоны или термосверла. Под большим давлением и на высоких оборотах создается достаточная сила трения с помощью которой разогревается металл. Когда его температура достигает порядка 600˚ С, он становится пластичным, что позволяет сверлу проникать в него и делать сквозные отверстия без образования стружки.

Видео выполнения такого сверления

Для чего применяется такая технология

Этот метод сверления применяют в тех случаях когда необходимо выполнить резьбовое соединение, установить втулку поз подшипник или пайку в тонкостенном металле, некоторыми термосверлами можно обрабатывать металл до 12 мм. Благодаря технологии есть возможность получить большую площадь нарезки резьбы, в 2-3 раза, для увеличение силы затягивания или установки втулок.

Преимущества и недостатки

ПлюсыМинусы
Высокая скорость и точность выполнения отверстийПроцесс можно выполнить только на сверлильном станке, поддерживающий от 2500 оборотов
Отсутствие стружки, экономия времени на ее удаленииЦена данного сверла высокая, что делает нерентабельным процесс при едино разовом использовании
Отсутствие необходимости в заточке инструмента и продолжительный срок службы. К примеру, производитель Centerdrill дает гарантию на использование своего инструмента до 3000 операций 

Главным преимуществом технологии в целом можно назвать возможность использования тонкого металла в конструкции без потери качества соединения. Это значительно сокращает расходы как на сам материал, так и на его дальнейшую обработку, транспортировку готового изделия и его утилизацию после окончания срока службы.

Выполнение сверления пошагово

Термосверло устанавливается по разметке делали. Далее к нему прикладывается определенное осевое усилие на больших оборотах вращения, которые зависят от диаметра резьбы. Посмотреть эти данные можно в таблице ниже.

 


Происходит нагрев металла в точке соприкосновения пуасона с поверхностью за счет возникшего трения. Постепенно осевое давление увеличивается до полного проникновения сверла в заготовку. Здесь добавляется разделяющий порошок, который служит для охлаждения сверла и защищает его от перегрева.

 


На этом этапе происходит вытеснение металла с отверстия в двух направлениях, к нижней и верхней части заготовки. При этом осевое давление уменьшается, а обороты увеличиваются.

 


На этом этапе уже сформировано отверстие с обрамляющим утолщением по всему контуру. С верхней поверхности это кольцо может быть срезано при помощи специального торцующего пуасона, о нем я расскажу чуть ниже.

 


Здесь показана нарезка резьбы в отверстии. Это можно сделать стандартным мечиком, можно использовать способ холодной деформации резьбы с помощью без стружечного мечика. Второй вариант позволит получить более плотный материал в части соединения за счет его прессовки.

Какие термосверла существуют

Существует несколько видов таких сверл, образно их можно разделить на стандартные и торцующие. Теперь подробнее.

Стандартное термосверло, предназначено для сухого сверления отверстий в таких металлах как :

• Стали различных видов,

• Нержавеющие стали,

• Алюминий,

• Медь и ее сплавы (бронза, латунь и тд),

• Магнитные материалы,

• Специальные сплавы.

Может быть с длинной или короткой рабочей частью. Оно образует буртик с обеих сторон обрабатываемой заготовки.

Термосверло с торцующей юбкой. С его помощью можно не только формировать отверстие, но и убирать наплавление металла с передней части обрабатываемой поверхности.

Таблица подбора скорости вращения и мощности оборудования в зависимости от диаметра резьбы

Диаметр
резьбы
Диаметр пуансона,
мм
Необходимая
скорость
вращения, об/мин
Мощность станка,
кВт
M32.730000.7
M43.726000.8
M54.525000.9
M65.424001.1
M87.321001.5
M109.218001.7
M1210.915001.9
M1614.814002.4
M2018.712003.0

Часто задаваемые вопросы, ответ эксперта

Можно ли сделать такое сверление своими руками, без использование сверлильного станка?

Ответ. Выполнить такую работу, например электрической дрелью, достаточно сложно. Нужно иметь достаточно мощный инструмент и прикладывать значительно усилие. Если заготовка из очень тонкого металла, до 1 мм, просверлить ее получится, с более толстым металлом уже могут возникнуть проблемы. Так же могут возникнуть проблемы с биением сверла, так как вручную удержать дрель в одном положении сложно, а это может привести к выполнению отверстия не точного размера.

Почему получаются рваные края обрамляющего кольца?

Ответ. Причина заключается в недостаточном прогреве металла или пуасона. В первом случаи, чаще всего, это низкие обороты инструмента или слишком высокое осевое давление на заготовку, во втором так же может быть использовано слишком много разделяющего порошка для охлаждения сверла. Решением второй проблемы может быть предварительное прогревание термосверла на 2-3 отверстиях.

Какие проблемы возникнут если не правильно выбрать скорость вращения и мощность оборудования?

Ответ. Пуасон будет облипать металлом и получить точное отверстие не получится.

Что обязательно нужно учесть при выполнении такого сверления.

Ответ. Подобрать пуасон правильного диаметра, подобрать скорость вращения и мощность станка с учетом толщины обрабатываемого металла, надежно закрепить заготовку.