Керівництво по свердлінню акрилового листа

Бурове обладнання

Для свердління акрилових листів підійде будь-яке доступне у продажу електро-обладнання. Це включає, але не обмежується портативними ручними дрилями, настільними свердлильними пресами, токарними верстатами, автоматизованими багато-свердлильними установками, фрезерними машинами з ЧПК та обробними центрами.

Вимоги до свердла

Ринок пропонує різні свердла, спеціально розроблені для пластикових матеріалів. Ці насадки зазвичай виготовляються з швидкорізальної-сталі (HSS), кобальтових сплавів, твердосплавних-наконечників HSS або твердого сплаву. Крім того, для акрилових матеріалів із відповідними модифікаціями можна використовувати стандартні спіральні свердла з високошвидкісної сталі (HSS) для обробки металу.

Стандартні свердла для-обробки металу призначені для активного різання металу з агресивною подачею. Якщо використовувати на акрилових матеріалах без будь-яких модифікацій, ці наконечники призведуть до сколів, надрізів та інших пошкоджень аркуша. Таким чином, ці наконечники необхідно переточити, щоб обробляти пластик способом «скрібання», а не «гострого різання», таким чином запобігаючи пробиванню матеріалу.

При адаптації стандартних спіральних свердел по металу для обробки пластику необхідно враховувати три основні аспекти:

Точковий кут

Кут нахилу стандартних свердел зазвичай коливається від 118 градусів до 130 градусів. Цей кут наконечника має бути відшліфований до 60-90 градусів. Це допомагає свердлу плавно входити та виходити з акрилового листа, таким чином запобігаючи відколам країв. Більші кути (наприклад, понад 90 градусів) зазвичай спричиняють розтріскування та вибух{10}}вибух, коли свердло виходить із листа.

Для більшості операцій по свердлінню акрилового листа рекомендується використовувати свердло під кутом 90 градусів. Кут точки 90 градусів утворює меншу стружку, яку легше видаляти, допомагаючи зменшити плавлення матеріалу та покращити якість отвору. Під час входу та виходу потрібна особлива увага. Також часто використовуються свердла з кутом під кутом 60 градусів, особливо для отворів діаметром 1/2 дюйма і більше.

Кут нахилу

Ріжучу кромку потрібно відшліфувати рівно, щоб підтримувати передній кут між 0 і 4 градусами. Модифікована таким чином ріжуча кромка буде «скоблити» акрил, а не «різати» його.

Кут зазору / задній рельєф

Поверхня за ріжучою кромкою повинна бути відшліфована, щоб забезпечити кут зазору від 12 градусів до 15 градусів. Цей зазор зменшує площу контакту між металом і пластиком, тим самим зменшуючи накопичення тепла. Ця модифікація зазвичай є стандартною для високоякісних-спіральних свердел.

Кут спіралі

Кут нахилу спіралі свердла — це кут між ріжучою кромкою та вертикальною лінією вздовж центральної лінії свердла. Свердла з помірними кутами спіралі полегшують відведення стружки, тому їх рекомендують для свердління пластику. Занадто малий кут спіралі перешкоджатиме виведенню стружки та збільшує ризик розплавлення. Занадто великий кут нахилу спіралі може спричинити тріщини на краях отвору. Зазвичай рекомендований кут спіралі становить від 15 градусів до 30 градусів.

Геометрія свердла має вирішальне значення для якості отворів, оскільки вона безпосередньо впливає на розмір стружки та ефективність її відведення. Свердла більшого діаметру та свердла з меншими кутами загострення утворюють більшу стружку. Якщо глибина отвору (H) менша за діаметр свердла (D), велику стружку можна легко видалити. Зі збільшенням глибини отвору (тобто H > D) евакуація великої стружки стає важкою через дуже малий зазор між свердлом і стінкою отвору. Збільшення кута нахилу свердла може зменшити розмір стружки, таким чином полегшивши її відведення. Однак, як зазначалося раніше, якщо кут наконечника надто великий (більше 90 градусів), свердло може спричинити вибух-і відколи під час виходу з акрилу.

Експлуатаційні характеристики

Виконуючи бурові роботи, обов’язково дотримуйтесь рекомендацій з техніки безпеки виробників обладнання та матеріалів.

Виробництво та контроль тепла

Під час свердління акрилових листів утворюється велика кількість тепла через надзвичайно малий зазор між свердлом і стінкою отвору в поєднанні з утрудненим видаленням стружки. Крім того, відносно низька теплопровідність акрилу та високий коефіцієнт теплового розширення спричиняють розширення матеріалу, що ще більше посилює тертя. Якщо ці фактори залишити без контролю, вони можуть призвести до плавлення матеріалу та адгезії, що вплине на якість отвору. Тому мінімізація виділення тепла та швидке видалення стружки є надзвичайно важливими.

Кріплення заготовки

Деталь повинна бути міцно притиснута до робочого столу. Найкраще використовувати інший шматок акрилу, іншого термопластичного листа або деревно-волокнистої плити середньої -щільності (MDF) як опорну пластину, щоб свердло продовжувало свердлити твердий матеріал, коли воно проникає в нижню поверхню. Це ефективно запобігає відколам нижньої поверхні.

Контроль швидкості подачі

На початку руху свердління слід використовувати меншу швидкість подачі, щоб свердло плавно входило в матеріал; коли свердло збирається вийти з нижньої поверхні, швидкість подачі також слід зменшити, щоб запобігти сколюванню краю.

Рекомендовані умови буріння

Належні умови свердління – це комбінація швидкості шпинделя (RPM) і швидкості подачі (IPM). Для визначення цих умов зазвичай використовуються такі два параметри:

SFM (поверхневі фути за хвилину): швидкість, з якою ріжуча кромка свердла стикається з матеріалом.

IPR (дюйми на оборот): кількість матеріалу, видаленого за один оберт свердла, також відома як навантаження на стружку.

Хоча SFM і IPR неможливо встановити безпосередньо на ручному свердлильному обладнанні, їх можна використовувати для визначення швидкості шпинделя (RPM, обертів на хвилину) і швидкості подачі (IPM, дюймів на хвилину). Якщо визначено оптимальні значення SFM та IPR, для визначення параметрів обладнання можна використовувати такі формули:

Для свердління акрилу рекомендовані значення SFM та IPR наведено в наступній таблиці:

Як показано в таблиці вище, свердла більшого діаметру вимагають меншої SFM. Це забезпечує плавне свердління-без вібрації, оскільки великі свердла легше захоплюють матеріал. Таким чином, швидкість подачі, як правило, повинна бути зменшена, щоб запобігти сколу кромки, тоді як швидкість шпинделя повинна бути зменшена, щоб запобігти плавленню матеріалу.

У випадках, коли H > D, слід застосовувати «свердління з ковзанням»,-тобто свердління сегментами та періодичне вилучення свердла з матеріалу для очищення стружки.

Ручне буріння

Операції свердління вручну повинні використовувати нижчі швидкості та швидкості подачі, ніж автоматичне свердління або свердління з ЧПУ. Враховуючи діаметр свердла, товщину матеріалу та охолоджувальну здатність, для глибокого свердління отворів слід використовувати свердління з ковзанням, щоб зменшити плавлення. Оскільки свердління вручну ускладнює точний контроль швидкості подачі, після визначення правильної кількості обертів на хвилину можна використовувати обробку поверхні отвору як орієнтир для швидкості подачі. Якщо матеріал відколюється, швидкість подачі надто велика і її потрібно зменшити. Якщо матеріал плавиться, швидкість подачі надто низька (спричиняє тепло від тертя) або кількість обертів за хвилину занадто висока, тому потрібно внести коригування.

Діагностика утворення стружки

Форма стружки, що утворюється під час свердління, може служити орієнтиром для оцінки умов свердління:

Оптимальні умови: Поверхня отворів гладка, стружки виглядають як гладкі безперервні стрічки.

Швидкість подачі занадто висока або кількість обертів за низьку: Стружка порошкоподібна та нерівна, нарізка нерівна.

Швидкість подачі занадто низька або кількість обертів на хвилину занадто висока: Стружка розплавилася та злиплася, на стінках отворів є сліди плавлення.

Використання охолоджуючої рідини

Коли дозволяють умови, по можливості слід використовувати повітря або рідкий охолоджувач. Охолоджуюча рідина може ефективно зменшувати вироблене тепло, тим самим покращуючи якість отвору. При певних глибинах і розмірах отворів теплоносій є необхідним засобом запобігання плавленню.

Загальне правило: When hole depth (H) exceeds drill bit diameter (D) (e.g., when D=0.250", coolant should be used if H>0,250") або коли діаметр отвору більше або дорівнює 1/2 дюйма (D більше або дорівнює 1/2"), слід використовувати охолоджуючу рідину.

Вибір: Пістолети холодного повітря забезпечують хороший охолоджуючий ефект і чистіші у використанні. Однак рідкі охолоджуючі рідини забезпечують сильніше охолодження, оскільки рідина може текти вздовж свердла на глибину отвору, що призводить до кращої обробки отвору. Можна використовувати воду, гас, мінеральне масло або інші сумісні розчинники.

Зняття задирок і зенкування

Для отворів, які можуть витримувати зусилля гвинтів або болтів, для видалення задирок слід використовувати зенкер. Зенкери з нульовим-зубцем дуже підходять для зенкерування та видалення задирок на акрилових листах. Якщо зенкер недоступний, свердло, діаметр якого перевищує діаметр отвору, можна використати для видалення нерівних країв на стороні виходу отвору (боці, де свердло виходить із листа).

Спеціальне застосування та великі отвори

Свердління друкованої плати

Свердління друкованих плат є особливим випадком, коли за допомогою автоматизованих машин просвердлюються тисячі крихітних отворів на надзвичайно високій швидкості. Для цього потрібні спеціальні свердла. Рекомендовані швидкості подачі та обертів на хвилину можна переглянути у відповідних таблицях.

Свердління отворів великого діаметру

Для свердління отворів діаметром понад 1 дюйм (25,4 мм) в акрилових листах можна використовувати круговий різак. Інструмент також необхідно модифікувати відповідно до характеристик матеріалу акрилу: ріжучий наконечник має обробляти акрил шкрябанням, а не різанням.

Для отримання оптимальних результатів різання дотримуйтеся таких рекомендацій:

Кругоріз і сам ріжучий інструмент повинні бути надійно закріплені.

Довжина розширення ріжучого інструменту повинна досягати лише необхідної глибини різання.

Акриловий лист має бути належним чином підтриманий і закріплений, щоб запобігти вигину або вібрації під час різання.

Матеріал слід розміщувати якомога ближче до інструменту, щоб зменшити відстань ходу інструменту.

Рекомендована швидкість шпинделя становить 400-600 об/хв.

Повільна стабільна швидкість подачі має вирішальне значення для отримання чистих гладких отворів.

Коли отвір завершено і «центральна заглушка» випадає, найкраще вимкнути свердлильний прес, не знімаючи інструмент, щоб інструмент не спричинив сколювання отвору під час вилучення.

Рекомендується невелика кількість водяного туману для охолодження, щоб підтримувати інструмент і пластик при низькій температурі, а також служити мастилом для різання.

Примітка: Кругорізи слід використовувати лише на настільних свердлильних пресах, а акриловий лист має бути міцно закріплений на робочому столі верстата. Свердлильний прес забезпечує рівномірний тиск і постійне позиціонування, що є критично важливим для безпечного свердління високо-якісних отворів. Ніколи не намагайтеся використовувати круговий фрез із ручним дрилем.

Польова установка Бурові роботи

Попередні розділи в основному стосувалися контрольованого виробництва та застосування в майстернях. Однак інколи буріння необхідно виконувати в полі (наприклад, на будівельному майданчику), де точне керування швидкістю та подачею обмежено. У таких випадках можуть бути корисними наступні рекомендації щодо свердла.

Кілька геометрій свердла, які можна успішно використовувати, описані нижче, хоча більшість із них не можуть забезпечити гладку поверхню внутрішнього діаметра отвору. Ці свердла також повинні відповідати згаданим вище вимогам до підтримки опорної пластини та охолодження.

Лопата (від 1-1/2" до 2"): Використовуйте вдосконалені конструкції, такі як типи з точками повороту зовнішнього обода, які допомагають з вирівнюванням і забезпечують плавне відривання, коли свердло виходить із матеріалу.

Наконечник Brad Point (від 1/8" до 1"): Ця конструкція схожа на спіральне свердло, але з удосконаленим наконечником і точкою повороту, схожою на лопатове свердло. Він має гвинтову конструкцію канавки, яка допомагає витягувати стружку, перевершуючи звичайні лопаті.

Ступінчасте свердло (від 1/8" до 1/2"): можна використовувати для листів товщиною до 0,118 дюйма (3 мм) для отримання отворів кількох діаметрів одним свердлом. Використання вимагає максимальної опори за листом, щоб запобігти розтріскуванню.

Кольцєві пилки з центральним направляючим свердлом (3/4" до 6"): Охолодження потрібне під час різання, щоб запобігти накопиченню напруги в аркуші. Вони створюють погану обробку внутрішньої поверхні отворів. Підходить для нерівних отворів для вентиляції, вентиляції, вентиляції, сантехніки або проводки.

Відстань свердління від краю листа

При свердлінні отворів для опори точкового кріплення листів необхідно дотримуватися двох правил:

Розмір діаметра отвору: Діаметр отвору під болт повинен бути принаймні вдвічі більшим за діаметр болта. Це забезпечує достатній проміжок для теплового розширення та розширення/стискання вологи.

Краєва відстань: Відстань від центру отвору до краю аркуша має бути принаймні в 1,5 рази більше діаметра отвору.