Hårdmetallborrhastigheter och -matningar: praktiska diagram, formler och maskinspetsar

Borrning är vanligtvis den första operationen som lär en maskinist respekt för skärdata. Mata en hårdmetallborr för försiktigt och den skaver, arbetshärdar ytan och mattas inom några få hål. Tryck på den för hårt och hörnen skaver innan det första hålet är klart. Det bekväma fönstret mellan dessa två utfall är smalare för hårdmetall än för höghastighetsstål, och det är just därför hårdmetallborrhastigheter och -matningar är värda några minuters eftertanke innan spindeln börjar svänga.

Vi slipar solida hårdmetallborrar för att leva, så samma frågor når oss varje vecka från jobbbutiker, formtillverkare och flygleverantörer. Svaren är inte komplicerade. De behöver helt enkelt appliceras i rätt ordning och sedan justeras med vad chipsen och spindeln säger.

Två siffror bakom varje borrsnitt

Hastigheter och flöden låter som ett ämne, men det är två separata beslut som löser två olika problem.

• Skärhastighet är hur snabbt skäreggen går genom arbetsstycket, uttryckt som ythastighet (Vc, i m/min eller SFM). Den styr temperaturen vid kanten.
• Matning per varv (fn, i mm/varv eller in/varv) är hur långt borren går framåt i ett helt varv. Den styr spåntjockleken och hur mycket eggen faktiskt skär i stället för att gnugga.
• Spindelvarvtal är inte ett fritt val. Den beräknas utifrån ythastighet och borrdiameter, så en liten borr behöver mycket mer varv per minut än en stor för samma Vc.

Karbid tål ungefär två till tre gånger ythastigheten hos snabbstål i samma material. Det som begränsar hårdmetall är sällan uppmjukning av eggen. Den är värmekoncentrerad i en mycket liten kontaktzon, plus sprödheten som gör ett avhugget hörn dödligt inom några sekunder.

Formlerna, i vanliga ordalag

Spindelhastighet från ythastighet

I imperialistiska enheter, rpm = (SFM x 3,82) dividerat med borrdiametern i tum. I metriska enheter, rpm = (Vc x 1000) dividerat med (3,14 x borrdiameter i mm). En 10 mm hårdmetallborr som går i 80 m/min behöver därför 80 x 1000 dividerat med 31,4, vilket är ca 2 546 rpm.

Matningshastighet från matning per varv

Matningshastighet i mm/min = rpm x matning per varv. Med samma exempel, 2 546 rpm x 0,12 mm/varv ger ungefär 306 mm/min. På en borr med tre räfflor delas samma matning per varv över tre skäreggar, så belastningen per egg är lägre och hålkvaliteten förbättras vanligtvis i gummiartade material.

Om du hellre inte vill köra dessa siffror för hand för varje verktyg i spjälsängen, vår borrhastighet och foderräknare med utförda exempel går igenom samma formler i både metrisk och imperialisk form.

Startintervall för vanliga material

Tabellen nedan är utgångspunkten vi lämnar till kunder som går från snabbstål till solid hårdmetall. Det förutsätter en styv uppställning, en borr med ett förhållande mellan längd och diameter på fyra eller mindre, och kylvätska som når skäreggen.

Reduce surface speed by 20 to 30 percent for long-reach tools, thin-walled parts, or a machine with noticeable spindle runout. När ett jobb i rostfritt stål börjar skrika, motstå reflexen för att sakta ner matningen. Ett för lätt foder är den vanligaste orsaken till arbetshärdning och arbetshärdning är det som förstör nästa borr såväl som den nuvarande.

Djup, styvhet och kylvätska ändrar siffrorna

Håldjup och hackning

• Up to 3 x D: a single pass is usually fine with through-coolant or a well-aimed flood.
• 3 x D to 5 x D: peck in increments of about one diameter to clear chips cleanly.
• Utöver 5 x D: skär ythastigheten med 20 till 30 procent, förkorta hackarna och behandla genomgående kylvätska som obligatoriskt snarare än valfritt.

Verktygshållning och runout

Check total indicated runout at the drill tip, not at the holder face. Att hålla den under 0,02 mm fördubblar ungefär livslängden för en liten hårdmetallborr, eftersom en kant som inte är mitten bär nästan all belastning i ett hörn. Krymppassade och hydrauliska hållare är värda pengarna på diametrar under 6 mm.

Kylvätska

Through-spindle coolant reaches the tip where the heat is, so it supports the highest speeds in the table. Flood coolant works well for shallow holes in steel and stainless. Gjutjärn borras ofta torrt med en luftblästring, medan aluminium och titan belönar generös volym och tryck, eftersom båda materialen flyttar värme in i verktyget snarare än spånan.

Läs markerna, inte bara diagrammet

Chips are the cheapest feedback device on the machine, and they tell you which variable to change.

• Silver or light straw chips with a clean curl mean you are inside the working range.
• Blue or burnt chips point to surface speed that is too high, or coolant that never reaches the edge.
• Fine powdery chips in stainless steel mean the feed is too light and the edge is rubbing.
• Long stringy chips in aluminium call for more feed per revolution or a different flute geometry.
• Skarp plus material svetsat till marginalen betyder vanligtvis att hastigheten är för hög för beläggningen på verktyget.

Matcha borren till materialet

Cutting data only delivers results when the drill in the holder suits the job. Varje verktyg vi skickar slipas och inspekteras på fem- och sexaxliga maskiner kl vår fabrik i Changzhou , vilket är anledningen till att vi tenderar att prata om geometri innan vi pratar om siffror.

A general-purpose solid carbide twist drill is the sensible default for carbon steel, alloy steel and cast iron across a wide diameter range.

NNZT-serien för generella spiralborrar i solid hårdmetall A versatile default for carbon steel, alloy steel and cast iron, with external or internal cooling and diameters up to 25 mm. Visa produkt →

För mjukt stål och rostfritt stål håller en geometri med en förstärkt bana och en vassare räfsa eggen vid liv och minskar uppbyggd kant på mjukare grader.

NNZB serie spiralborrar i solid hårdmetall för mjukt stål och rostfritt stål Internal-cooling 3D and 5D drills with sharp edges for mild and stainless steel, helping avoid built-up edge in diameters from 3 mm to 20 mm. Visa produkt →

I gjutjärn och aluminium rensar en design med tre räfflor spån snabbare och håller hålstorleken bättre än en borr med två räfflor vid samma matning per varv.

NNZL-serien solida hårdmetall-treflöjliga borrar för gjutjärn och aluminium Obelagda trekantsborrar i utvändigt kylande 3D och invändigt kylande 15D-typer, lämpade för gjutjärn, aluminiumlegeringar och snabbare spånavskiljning. Visa produkt →

En praktisk installationsrutin

1. Bekräfta arbetsstyckets material och dess faktiska hårdhet, inte bara namnet på ritningen.
2. Välj en ythastighet från tabellen och beräkna rpm för den verkliga borrdiametern.
3. Välj matning per varv baserat på borrstorlek och antal räfflor, sikta på ett äkta spån istället för damm.
4. Mät utloppet vid spetsen före det första hålet och korrigera det om det överstiger 0,02 mm.
5. Borra två eller tre hål i skrot eller på ett säkert område, inspektera sedan spånform, färg och hålstorlek.
6. Justera en variabel i taget: hastighet först om kanten brinner, mata först om borren skaver eller gnisslar.

Frågor vi hör oftast

How fast should a 6 mm carbide drill run in mild steel?

Runt 100 m/min är en säker utgångspunkt, som fungerar vid ungefär 5 300 rpm. Para ihop det med 0,10 till 0,15 mm/varv och en hackcykel när du passerar cirka 18 mm djup.

Varför gnisslar borren och flisar i hörnet?

Skarlande med hörnflisning betyder nästan alltid att ythastigheten är för hög för beläggningen och kylvätsketillförseln. Sänk hastigheten med 20 procent, bekräfta att kylvätskan träffar spetsen och kontrollera utloppet innan du antar att verktyget är fel.

Behöver jag fortfarande spotborra?

På en plan yta med en solid hårdmetallborr som har en 140-graders spets är spotting ofta onödigt och lägger helt enkelt till en andra operation. En punkt är fortfarande användbar på krökta, vinklade eller avbrutna ytor, eller när en lång borr behöver hjälp att hitta sin position.

Det finns ingen enstaka korrekt siffra för hårdmetallborrning, bara en vettig utgångspunkt och en kort lista över saker att titta på. Börja konservativt, lyssna på maskinen, läs markerna och ändra en sak i taget. Gör det konsekvent och samma borr kommer att fortsätta att producera exakta hål långt efter att ett tillvägagångssätt endast har bränt genom tre av dem.