Wiercenie arkuszy akrylowych ACRYLITE®

Ten krótki opis zawiera porady dotyczące:

  • Sprzętu do wiercenia w akrylu
  • Procedury
  • Rozwiązywania problemów
  • Dostawcy sprzętu

Sprzętu do wiercenia w akrylu

Wiertarki

Do wiercenia w płytach akrylowych dopuszczalny jest każdy dostępny w handlu sprzęt o napędzie elektrycznym. Obejmuje to przenośne wiertarki, prasy wiertarskie, tokarki, automatyczne wielowrzecionowe jednostki wiertnicze, plotery CNC i centra obróbcze.

Wiertła

Kilku producentów oferuje wiertła zaprojektowane specjalnie do tworzyw sztucznych. Wiertła wykonane są ze stali szybkotnącej (HSS), kobaltu, HSS z końcówkami węglikowymi lub z pełnego węglika. Standardowe wiertła do obróbki metalu są zaprojektowane do agresywnego cięcia metalu, gdy są w niego wprowadzane. W przypadku użycia do akrylu bez modyfikacji, wiertła te będą odpryskiwać i powodować inne uszkodzenia plastiku. Te wiertła muszą być ponownie szlifowane w celu zeskrobania plastiku zamiast ostrego cięcia w materiał i żłobienia go. Istnieją trzy punkty, które należy rozważyć przy modyfikacji standardowego wiertła krętego do obróbki metalu do tworzyw sztucznych:

1. Kąty wierzchołkowe w standardowych wiertłach wynoszą zazwyczaj 118-130°. Ten kąt wierzchołka musi być oszlifowany do 60-90°. Pozwoli to na łatwe wejście i wyjście wiertła z akrylu bez odprysków. Większe kąty wierzchołkowe często powodują pękanie i wydmuchiwanie, gdy wiertło wychodzi z płyty. Dla większości operacji wiercenia w płytach ACRYLITE® należy używać wierteł o kącie wierzchołkowym 90°. Wiertło z kątem wierzchołkowym 90° będzie generować mniejsze wióry, które łatwiej usunąć, zmniejszając topnienie i poprawiając jakość otworu. Należy zachować ostrożność w punktach wejścia i wyjścia. Ogólnie rzecz biorąc, zaleca się stosowanie wierteł z końcówką 90°. Bity z końcówką 60° są również używane, szczególnie w przypadku otworów o średnicy 1/2″ i większej. Patrz rysunek 1.

Figura 1

2. Krawędź tnąca musi być szlifowana „na płasko” do kąta natarcia 0-4°. Taka krawędź tnąca będzie skrobać akryl, a nie go żłobić. Patrz Rysunek 2.

Rysunek 2

3. Powierzchnia za krawędzią tnącą musi być zeszlifowana do kątów prześwitu 12-15°. Takie odciążenie tylnej części zmniejsza kontakt metalu z tworzywem sztucznym i nagrzewanie się. Ta modyfikacja jest standardem w większości wysokiej jakości wierteł krętych. Patrz rysunek 3.

Rysunek 3

Geometria wiertła wpływa na jakość wierconych otworów, ponieważ wpływa na wielkość wióra i odprowadzanie wióra. Wiertła o większej średnicy i wiertła o mniejszym kącie wierzchołkowym wytwarzają większe wióry. Jeśli głębokość otworu (H) jest mniejsza niż średnica wiertła (D), duże wióry są łatwo wyrzucane. Wraz ze wzrostem głębokości otworu, tj. H>D, większe wióry stają się trudniejsze do wyrzucenia ze względu na niewielki prześwit pomiędzy wiertłem a ściankami otworu. Zwiększanie kąta wierzchołka wiertła zmniejsza wielkość generowanych wiórów, ułatwiając ich wyrzucanie. Jednakże, jak wspomniano powyżej, jeśli kąt wierzchołka jest zbyt duży, większy niż 90°, wydmuchiwanie i odpryskiwanie może stanowić problem, gdy wiertło wychodzi z akrylu.

Kąt spirali na bicie to kąt pomiędzy krawędzią skrawającą a pionową linią wzdłuż środka wiertła. Wiertła o umiarkowanym kącie pomagają w wyrzucaniu wiórów i są zalecane do wiercenia w tworzywach sztucznych. Małe kąty spiral utrudniają wyrzucanie wiórów i zwiększają ich topnienie. Zbyt duży kąt wierzchołkowy może powodować pękanie wokół krawędzi otworu. Zazwyczaj zalecany jest kąt spirali 15-30°. Patrz rysunek 4.

Rysunek 4

Procedury

Należy przestrzegać zaleceń producenta dotyczących bezpieczeństwa sprzętu i materiałów używanych z blachą ACRYLITE®.

Podczas wiercenia w płycie ACRYLITE® wytwarzane jest ciepło z powodu niewielkiego odstępu pomiędzy wiertłem a ściankami otworu oraz z powodu trudności w wyrzucaniu wiórów. Jak wspomniano powyżej, wyrzucanie wiórów staje się coraz trudniejsze wraz z głębokością otworu. Tarcie pomiędzy wiertłem a materiałem również wzrasta ze względu na stosunkowo niską przewodność cieplną akrylu i wysoki współczynnik rozszerzalności cieplnej, które powodują rozszerzanie się materiału. Czynniki te, jeśli nie są brane pod uwagę, mogą powodować topienie się materiału i powstawanie gumy, dając mniej niż optymalną jakość otworu. Dlatego tak ważne jest, aby ograniczyć wytwarzane ciepło i szybko usuwać wióry.

Obrabiany przedmiot powinien być mocno trzymany, a najlepiej solidnie przymocowany do stołu roboczego. Najlepiej jest podeprzeć wiercony element akrylem, innym tworzywem termoplastycznym lub płytą pilśniową średniej gęstości (MDF), tak aby wiertło po wbiciu się w dolną powierzchnię dalej wnikało w twardy materiał. Zapobiegnie to wykruszaniu się dolnej powierzchni. Przy rozpoczynaniu wiercenia należy stosować wolny posuw, aby wiertło mogło wejść w materiał, a także zwolnić posuw, gdy wiertło opuszcza powierzchnię dna, aby zapobiec odpryskom.

Proponowane warunki wiercenia

Właściwe warunki wiercenia są kombinacją prędkości obrotowej wrzeciona (RPM) i prędkości posuwu (IPM). Do ich określenia stosuje się zazwyczaj dwa parametry. Są to:

  • SFM (stopy powierzchniowe na minutę) – prędkość SFM, przy której krawędź tnąca wiertła uderza w materiał.
  • IPR (cale na obrót) – ilość materiału IPR usuwanego na obrót wiertła, określana również jako ładunek wiórów. SFM i IPR nie mogą być bezpośrednio ustawione na ręcznie obsługiwanym sprzęcie wiertniczym. Jednak dane SFM i IPR mogą być wykorzystane do określenia właściwych ustawień prędkości obrotowej wrzeciona w RPM (obroty na minutę) i prędkości posuwu w IPM (cale na minutę). Jeśli znane są optymalne SFM i IPR, to ustawienia można określić za pomocą następujących równań:

RPM =3,82 x SFM/D

IPM=IPR x RPM

Dla akrylu wiertarskiego zalecane wartości SFM i IPR są podane w poniższej tabeli.

Rysunek 5

Rysunek 6

Rysunek 7

Jak wynika z powyższych wykresów i tabeli, niższe SFM są wymagane dla większych wierteł. Ma to na celu zapewnienie płynnego, pozbawionego drgań wiercenia, ponieważ duże wiertła będą miały tendencję do chwytania materiału w większym stopniu. W rezultacie, posuw musi być zwolniony, aby zapobiec wykruszaniu, a w konsekwencji prędkość obrotowa wrzeciona musi być zmniejszona, aby zapobiec topieniu.

Dla H>D, wiercenie dziobowe, wiercenie w przyrostach i okresowe usuwanie wiertła z materiału, aby usunąć wióry, powinno być stosowane.

Ręczne wiercenie

Ręczne wiercenie powinno być wykonywane z mniejszą prędkością i prędkością posuwu niż wiercenie automatyczne lub CNC, biorąc pod uwagę średnicę wiertła, grubość materiału i możliwość chłodzenia podczas wiercenia. Dodatkowo, w głębszych otworach należy stosować wiercenie dziobowe, aby ograniczyć topienie się materiału. W przypadku wiercenia ręcznego trudno jest precyzyjnie kontrolować prędkość posuwu. Wykończenie otworu może być użyte jako wskazówka dla odpowiedniej prędkości posuwu po ustaleniu prawidłowych obrotów. Jeśli materiał odpryskuje, posuw jest zbyt szybki i musi być zmniejszony. Jeśli materiał się topi, posuw jest zbyt wolny i należy go zwiększyć.

Kształt wiórów

Kształt wiórów powstających podczas wiercenia może służyć jako wskazówka dotycząca warunków wiercenia. W optymalnych warunkach uzyskuje się otwory o gładkiej powierzchni z gładkimi, ciągłymi wiórami. Jeśli wióry są kruche, a cięcie nierówne, oznacza to, że posuw jest zbyt duży lub obroty są zbyt niskie. Wióry, które są stopione i otwory, które wykazują topnienie wskazują, że posuw jest zbyt mały lub obroty są zbyt wysokie.

Chłodziwa

Powietrzne lub ciekłe chłodziwa powinny być stosowane zawsze, gdy jest to możliwe. Chłodziwa zmniejszają generowane ciepło, a tym samym poprawiają jakość otworu. W przypadku pewnych głębokości i rozmiarów otworów, chłodziwa są niezbędne, aby zapobiec topieniu się materiału. Ogólna zasada mówi, że chłodziwa należy używać gdy głębokość otworu (H) przekracza średnicę wiertła (D) (np. dla D=0,250″, chłodziwo powinno być stosowane dla H>0,250″). Chłodziwa powinny być również stosowane do otworów o średnicy większej lub równej 1/2″ (D ≥1/2″).

Pistolety na zimne powietrze zapewniają dobre chłodzenie i są zwykle czystsze w użyciu niż chłodziwa ciekłe. Jednak ciekłe chłodziwa zapewniają lepsze chłodzenie, ponieważ ciecz może ściekać w dół otworu podczas przechodzenia wiertła przez materiał, co skutkuje lepszym wykończeniem otworu. Można stosować wodę, naftę, oleje mineralne i inne kompatybilne rozpuszczalniki.

Odgratowywanie i pogłębianie

Otwory, które mogą być narażone na działanie sił pochodzących od śrub lub wkrętów powinny być odgratowywane za pomocą pogłębiacza. Do pogłębiania i gratowania otworów w płytach akrylowych dobrze sprawdzają się pogłębiacze z zerowym rowkiem. Jeśli pogłębiacz nie jest dostępny, należy użyć wiertła o średnicy większej niż średnica otworu i usunąć nierówności po stronie wyjścia otworu (po stronie, po której wiertło przeszło przez płytę).

Wiercenie płytek drukowanych

Wiercenie płytek drukowanych jest szczególnym przypadkiem, w którym zautomatyzowane maszyny wiercą tysiące maleńkich otworów z bardzo dużą prędkością. Wymagane są specjalnie zaprojektowane wiertła. Zalecenia dotyczące posuwu i obrotów podano na rysunkach 8 i 9.

Rysunek 8

Rysunek 9

Wiercenie dużych otworów

Aby wywiercić otwór w arkuszu ACRYLITE® większy niż 1″ (25.4 mm), można użyć wycinaka kołowego. Wiertło musi być również zmodyfikowane, aby dostosować się do właściwości materiału akrylu. Końcówka musi skrobać akryl, a nie go żłobić. Dla optymalnego cięcia frezami krążkowymi należy wziąć pod uwagę następujące zalecenia:

  • Nacinacz much i narzędzie tnące muszą być odpowiednio zabezpieczone. Narzędzie tnące musi być wysunięte tylko na tyle, aby uzyskać pożądaną głębokość cięcia.
  • Płyta ACRYLITE® musi być odpowiednio podparta i zamocowana, aby zapobiec zginaniu lub wibracjom podczas cięcia. Materiał powinien być również umieszczony jak najbliżej frezu, aby zmniejszyć odległość, jaką musi pokonać frez.
  • Zalecana jest prędkość obrotowa wrzeciona pomiędzy 400-600 obr/min.
  • Powolny, stały posuw jest bardzo ważny dla uzyskania czystego, gładkiego otworu. Kiedy otwór został wykonany i „blank” uwolnił się, wyłączenie prasy wiertniczej bez usuwania frezu, jest pożądane w celu uniknięcia odprysków otworu podczas wychodzenia narzędzia.
  • Lekkie zamgławianie wodą jest również zalecane, aby utrzymać frez i plastik w chłodzie, a także działać jako smar do cięcia.
  • Szlif do much i samo narzędzie tnące muszą być odpowiednio zabezpieczone. Narzędzie tnące musi być wysunięte tylko na tyle, aby osiągnąć pożądaną głębokość cięcia.
  • Arkusz ACRYLITE® musi być odpowiednio podparty i zamocowany, aby zapobiec zginaniu lub wibracjom podczas operacji cięcia. Materiał powinien być również umieszczony jak najbliżej frezu, aby zmniejszyć odległość, jaką musi pokonać frez.

UWAGA: Frez krążkowy powinien być używany tylko w prasie wiertniczej z płytą akrylową bezpiecznie przymocowaną do stołu maszyny. Prasa wiertarska zapewnia równomierny nacisk i stałe pozycjonowanie niezbędne do bezpiecznego wiercenia otworów wysokiej jakości. Nigdy nie próbuj używać wycinaka kołowego z ręczną wiertarką elektryczną.

Wiercenie – Instalacje na miejscu

Poprzednie rozdziały dotyczyły kontrolowanej produkcji i zastosowań sklepowych. Zrozumienie tych informacji jest bezcenne dla wielu wymagań związanych z wykonywaniem otworów. Dodatkowo zdarzają się sytuacje, w których otwory muszą być wykonane, np. na placu budowy, gdzie jest ograniczona kontrola nad dokładnymi prędkościami i posuwami, które są używane. W takich sytuacjach, następujące zalecenia bitów może być pomocne.

Kilka geometrii wierteł są opisane poniżej, które mogą być używane z powodzeniem, chociaż większość z nich nie pozostawia wewnętrznej średnicy otworu z gładkim wykończeniem. Te bity wymagają tych samych rozważań na wsparcie za arkusz i do chłodzenia, jak wcześniej recenzja dla wierteł krętych bitów.

Bit Spade (1 Spade Bit (1-1/2″ do 2″) – użyj zaawansowanej konstrukcji, takiej jak Irwin SPEEDBOR 2000®, która ma ostrogi na zewnętrznych krawędziach, aby pomóc w wyrównaniu i zapewnić gładkie przebicie, gdy bit wychodzi z materiału.

Brad Point Bit (1/8″ do 1″) – ta konstrukcja jest podobna do wiertła krętego ze zmodyfikowaną końcówką podobną do bitu spade z ostrogami. Ma przewagę nad wiertłem łopatkowym, ponieważ ma spiralną konstrukcję rowka, która będzie wyciągać wióry.

Unibit® lub Vari-Bit® Step Drill (1/8″ do 1/2″) – te wiertła mogą być używane do arkuszy o grubości do 0,118″ (3 mm), aby osiągnąć różne średnice otworów za pomocą jednego wiertła. Wymagają one maksymalnego wsparcia z tyłu arkusza podczas użytkowania, aby zapobiec pękaniu.

Piły otworowe z centralnym wiertłem pilotażowym (3/4″ do 6″) – wymagają one chłodzenia podczas cięcia, aby zapobiec powstawaniu naprężeń w arkuszu. Pozostawiają one słabe wykończenie na wewnętrznej otworu. Są one przydatne do wykonywania zgrubnych otworów przelotowych przy instalacji HVAC, hydrauliki lub przewodów elektrycznych.

Wskazówki dotyczące odległości wiercenia od krawędzi arkusza

Przy wierceniu otworów w celu podparcia arkusza przy mocowaniu punktowym, obowiązują dwie zasady. Po pierwsze, średnica otworu na śrubę powinna być co najmniej 2 razy większa niż średnica śruby. Pozwala to na zachowanie odpowiedniego odstępu dla rozszerzalności i kurczenia się pod wpływem ciepła i wilgoci. Po drugie, odległość od środka otworu do krawędzi arkusza powinna być co najmniej 1,5 razy większa od średnicy wywierconego otworu. Szczegółowy schemat znajduje się na rysunku po prawej stronie.

Rozwiązywanie problemów

Dostawcy sprzętu

Poniżej wymienieni dostawcy oferują materiały i sprzęt przetestowany i zatwierdzony przez Roehm America LLC. Autoryzowani dystrybutorzy arkuszyACRYLITE® mogą również oferować materiały i sprzęt.

Wiertła do tworzyw sztucznych

Onsrud Cutter, Inc.
80 Liberty Drive
Libertyville, IL 60048
800-234-1560
Faks: 800-557-6720

Craftics, Inc.
2701 N. Pulaski Rd.
Chicago IL 60639
773-235-3307
Faks: 800-289-2020

American Tool Co.
92 Grant Street
Wilmington, OH 45177-0829
800-866-5740
Fax: 937-382-8199

Standardowe wiertła

Wiertła ze stali szybkotnącej:
Lokalny sklep z narzędziami
Magazyn przemysłu drzewnego

Wiertła z twardego węglika spiekanego

Sprawdź „Thomas Register of
American Manufacturers” lub Yellow
Pages dla lokalnego dostawcy narzędzi

Zero Flute Countersinks

J & L Industrial Supply
31800 Industrial Road
Livonia, MI 48151
800-521-9520
Fax: 800-525-6817

Marka Weldon
Sprzedaż przez J&L Industrial Supply

Obcinaki krążkowe

General Tools Manufacturing Inc.
80 White Street
Nowy Jork, NY 10013-3567
212-431-6100
Fax: 212-431-6499

Ralmike’s Tool-A-Rama
4405 S. Clinton Avenue
S. Plainfield, NJ 07080
800-462-4243
800-472-5645

Stanley Tools
Dywizja Stanley Works
1000 Stanley Drive
New Britain, CT 06053
860-225-5111 lub
1-800-648-7654
Faks: 860-827-3895
www.stanleyworks.com

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *