1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Наращивание сверла сваркой трением

Наращивание сверла сваркой трением

Токарный станок является многофункциональным оборудованием, которое может применяться для выполнения различных задач, в том числе точной сварки деталей путем трения. Это может пригодиться при необходимости нарастить сверло или другой инструмент. При сваривании сверла обычной сваркой невозможно правильно отцентровать хвостовик, поэтому при использовании такой оснастки наблюдается сильное биение. Если выполняется наращивание на токарном станке путем трения, то подобная проблема почти исключается.

Оборудование, материалы и инструменты:

  • токарный станок;
  • сверлильный патрон на заднюю бабку;
  • сверло;
  • пруток для наращивания хвостовика;
  • резец.

    Сварка сверла трением

    Первым делом необходимо подобрать пруток аналогичного диаметра, что и хвостовик сверла. Перед выполнением сваривания торец заготовки нужно выровнять. Он зажимается в шпинделе станка и стачивается резцом. Само сверло имеет ровный торец хвостовика, поэтому не нуждается в подготовке.

    В шпиндель зажимается сверло с выходом хвостовика примерно 15 мм.

    На заднюю бабку станка устанавливается сверлильный патрон, в котором закрепляется пруток для наращивания.

    Чтобы произвести сварку трением и не навредить станку, лучше установить количество оборотов примерно на 60-70% от максимально возможных. Теперь можно включать вращение шпинделя.
    После запуска станка нужно медленно надвигать пиноль, состыковав хвостовик сверла и торец прута для наращивания.

    Поджатые детали начнут притираться.

    Сначала будет происходить легкое выгибание и биение, сопровождаемое вылетом стружки, но через несколько секунд оно прекратится.

    По мере сдвига пиноля с прутом к хвостовику сила трения увеличивается, что приводит к сильному разогреву деталей.

    Когда металл раскалывается до получения пластичной массы в месте трения, станок нужно остановить. В последний момент важно еще немного надвину пиноль. Расплавленная сталь из двух деталей скипается между собой, в результате чего и происходит сваривание.

    Если удлиненное сверло необходимо для проделывания глубокого отверстия, то грибок на месте сращивания нужно сточить с помощью резца.

    В противном случае утолщение не будет проходить в высверленное отверстие. Однако стачивание грибка уменьшит надежность крепления, поскольку уменьшается площадь сварки.
    При наращивании на токарном станке полностью избежать биения удлиненного сверла не удастся, но оно будет допустимым для выполнения бытовых задач. Чтобы добиться надежного сваривания важно хорошо прогреть заготовки, перед тем как выключить вращение шпинделя. Не стоит бояться, что режущая кромка сверла потеряет от этого закалку, поскольку она располагается достаточно далеко от раскаленного хвостовика.

    Смотрите видео


    Источник

    Термопластичное сверление тонкостенного металла.

    «В процессе термического сверления в заготовке вокруг формируемого сквозного отверстия.» эм?

    Ты только что гранату

    А может быть корову.

    Этому методу уже лет 50. Помню как на заводе делали ножи и отверстия для крепления рукоятки продавливали вольфрамовыми стержнями из дуговых ламп. Быстро,чисто,аккуратно. Твердость заготовки практически значения не имеет.Дырявили даже рапидовые пилы. Думаю,что проблемы будут только с победитом,т.к. у него температура плавления высокая..

    Твердость имеет большое значение — если деталь после термической обработки, то такой способ нарушает целостность свойств материала. В итоге в районе крепежа и так часто происходит разрушение, а в случае такого нагрева может произойти или отпуск или не нужная закалка.

    Для ручки ножа в пределах 3 мм. вокруг отверстия — абсолютно не играет роли отпуск или закалка..И кстати да — чаще происходит отпуск.Но,при желании — можно макнуть в воду или масло,пока металл красный..

    Читать еще:  Венок из атласных лент

    Не для всех изделий и не всегда. Часто отпуск металла полезен — повышает пластичность,что немаловажно для резьбы..

    отпуск всей заготовки, а не локальной точки. Причем так грубо. Неоднородность структуры не очень хорошо скажется на деталь в будущем.

    Из клипа понятно,что речь идет не об ответственных деталях,а обо всяких облицовках,фальшпанелях и прочих легких конструкциях.Там ,где все эти температурные неоднородности абсолютно никакой роли не играют..

    Почитал получше про данный метод. Скажем так:он выигрывает только в массовом производстве.

    Ну так я изначально так и написал. Хорошо подходит для роботизированных производств.. В частной жизни — хорошо подходит дырявить всяческие твердые стали небольшой толщины..

    ой-ой-ой. Роботизированные производства не только массовые. Скорее исправьте эту ситуацию.
    P.S. приведу несколько примеров:единичное производство машин класса люкс, станков сверхвысокой точности и т.д.

    На больших толщинах не используется, тут весь прикол в образовании наплыва, в котором можно нарезать резьбу. Тут пляшут от соотношения диаметра резьбы к толщине заготовки, таким образом можно использовать более толстые болты на тонких пластинах.

    Жаль, что обычной ручной дрелью так не получится сделать отверстие.

    в каких случаях это необходимо ? почему бы не поставить гайку снизу ?

    если труба длинная или вообще замкнутая, как?

    Таким образом сверлят для ускорения процесса и уменьшения отходов. То есть этот метод доступен для автоматизации и применения роботов. Как для сверления,так и для сборки изделия. А отдельная гайка — это дополнительный металл,работы по изготовлению,доставке,установке..

    до любой, на сколько длинное сверло, да и смысла сверлить что то толстое нет, ибо резьба и так норм будет, нужно для тонких стенок дабы нарастить место под резьбу

    На практике получается до 4мм. Дальше начинает образовываться вмятина. Так как металл греется не только в глубину,но и в ширину..

    а больше и смысла нет)

    Такой метод имеет и плюсы и минусы.

    — возможность сделать бОльшую резьбу в тонкостенных заготовках (трубы круглые, профильные).

    — подойдет для любого металла (цветной, черный)

    — отсутствие возможности закрепить крупногабаритные заготовки. Исходя из видео, инструмент крепится в обычный сверлильный станок.

    — резьба будет хрупкой, т.к. для конструкционных сталей нагрев свыше 500 весьма критичен. при динамических нагрузках болт или винт просто выломает резьбу.

    — дорогие расходники: сам инструмент и метчики.

    Весьма спорные утверждения. Для цветных металлов вряд ли подойдет,так как сам принцип сверления основан на плохой теплопроводности стали. Алюминий или латунь будут просто отводить тепло и плавления не получится. 2) — инструмент можно крепить куда угодно. По весу,креплению и усилию противодействия ничем не отличается от обычного сверла(усилие даже меньше,и намного). Нужны только обороты — больше,чем при обычной сверловке.3) При динамичных нагрузках быстрее выломает болт,закрученный в резьбу,равную толщине металла,чем в пуклю(да,этот воротничек из металла называется «пукля»).4) Инструмент — это кусок вольфрама,который дешевле инструментальных сталей и не требует особой заточки. Метчики не отличаются от обычных..

    медь, латунь с алюминий прямо в видео есть 0:26 и далее, сразу после нержавейки

    Да,действительно,просмотрел.Наверное,на небольшой толщине теплопроводность не мешает такому способу сверления.

    PS Просто вспомнился случай,когда я пытался электросваркой резать алюминиевую шину толщиной 80 мм и длиной 5 метров..Сжег полпачки электродов — на шине никакого следа..

    Сварка трением

    Сварка трением, или фрикционная сварка, была изобретена в 1956 году в СССР. Для нагрева металла используется тепло, выделяемое при интенсивном трении прижатых друг к другу деталей. Метод отличается простотой, экологичностью и малой энергоемкостью. Так можно сваривать даже разнородные металлы и сплавы, не соединяемые другими способами.

    Принцип действия

    Технология сварки с помощью трения стоит особняком среди прочих методов сварки. Для нагрева свариваемых деталей используется тепло, выделяемое при трении заготовок друг о друга.

    Читать еще:  Открытка с любовью раскладной формы

    Наиболее распространено использование трения вращения, при этом вращается одна из свариваемых заготовок либо вкладка (или накладка) между ними.

    Заготовки сильно прижимают друг к другу, постепенно увеличивая силу прижима. В точке контакта деталей и происходит нагрев.

    За счет трения и высокой температуры разрушаются окисные пленки и следы посторонних загрязнений. Поверхности заготовок притираются одна к другой, разрушаются микро выступы, поверхность выравнивается, и атомы металлов получают возможность вступать в близкое взаимодействие. Кристаллические связи возникают на короткое время и быстро разрываются за счет движения заготовок друг относительно друга.

    Схема сварки трением

    Процесс разделяется на следующие этапы:

    • Снятие оксидных пленок.
    • Нагрев поверхностей до температуры пластичности, создание и разрушение фрагментов кристаллических решеток
    • Останов вращения, кристаллизация зоны контакта, образование сварного шва.

    После того, как температура плавления достигнута, вращение останавливают и увеличивают силу прижима.

    Технологическая схема сварки трением намного проще, чем электродуговая или газовая сварка.

    Особенности процесса сварки

    К особенностям сварки трением относят:

    • Способность к свариванию разнородных материалов, например, сварить сталь алюминий. При этом не требуются присадочные материалы и сложное оборудование.
    • Применимость для неразъемного соединения деталей из меди, свинца, титана без деформации заготовок.
    • Максимальная эффективность достигается при работе с заготовками от 6 до 100 миллиметров диаметром.
    • Незаменимость в создании сложных технологий и выпуске ковано-сварных, штампованно-сварных и сварочно — литых изделий.
    • Способность соединять материалы с низко свариваемостью. Этим методом можно сварить заготовки, не свариваемые никакими другими методами, например, алюминиевые и стальные.

    Схема производства сварки трением

    Нагревание при сварке трением широко используется и для сваривания деталей из термопластичных пластиков.

    Преимущества сварки трением

    К важным преимуществам технологии сварки трением относят:

    • Производительность. Весь сварочный процесс занимает от нескольких секунд до нескольких минут. Существенно меньше времени занимают также и подготовительно — завершающие операции. По этому параметру технология превосходит контактную электросварку.
    • Эффективность использования энергии. Нагрев происходит очень быстро и в весьма ограниченной закрытой области, потери энергии на обогрев окружающего пространства ничтожны по сравнению с другими сварочными технологиями. Преимущество по энергозатратам может быть десятикратным.
    • Отличное качество шва. При корректно подобранном технологическом режиме зона сварного шва и околошовные области станут практически идентичны по своему строению и характеристикам основному металлу. Кроме того, в шовном материале практически отсутствуют дефекты: пористость, каверны, трещины, посторонние включения.
    • Высокая стабильность характеристик швов внутри партии деталей. Если точно выдерживать режим, параметры деталей будут отличаться на доли процента. Это позволяет контролировать качество выборочно и позволяет сэкономить много времени и средств. Если одна деталь из партии прошла разрушающий контроль, то можно принимать технически обоснованное решение о годности всей партии.
    • Нет необходимости в предварительной механической зачистке поверхности зоны шва и околошовной области. Она выполняется на первом этапе технологического процесса. Поскольку на подготовительно — завершающие операции времени уходит больше, чем на собственно сварку, это преимущество дает возможность для весьма заметной экономии.
    • Способность к свариванию разнородных металлов и сплавов. Успешно свариваются такие пары металлов, которые просто невозможно сварить другими методами: стальные сплавы с алюминиевыми, алюминиевые с медными, сталь с титаном и т.д.
    • Экологичность технологии. Сведены к минимуму как загрязнение окружающей среды, так и вредные факторы воздействия на здоровье людей: высокое напряжение, брызги расплавленного металла, ультрафиолетовое излучение, пожароопасность и другие.

    Кроме того, сварка трением легко поддается механизации и автоматизации. Это особенно важно при крупносерийном и массовом производстве. Несколько несложных повторяющихся операций легко алгоритмизируются и могут выполняться по программе без участия человека.

    Недостатки сварки трением

    Как и у любой реально действующей технологии, фрикционному свариванию присущ и ряд недостатков:

    • Применимость к ограниченному набору форм заготовок. Хотя бы одна из них должна иметь форму тела вращения. Способ не подходит для сваривания протяженных прямых и криволинейных швов, оболочек сложной формы, монтажа строительных конструкций, корпусов механизмов и транспортных средств. Однако в машиностроении более 75% деталей имеют круглое сечение или более сложную форму тел вращения.
    • Громоздкое оборудование. Универсальный или специализированный станок требует стационарной установки, подведения электропитания. Это делает невозможным применение метода в полевых условиях.
    • Ограниченный размер детали. Длина привариваемой детали ограничена вылетом бабки станка, диаметр — вылетом кулачков патрона.
    • Радиальная деформация текстуры в зоне шва и в околошовных областях. При сильных динамических нагрузках возможна концентрация усталостных напряжений и возникновение микротрещин и других дефектов. Снижается также и коррозионная стойкость. Чтобы избежать ‘этих явлений, на заготовке оставляют грат. Дополнительная трудоемкость затрачивается на снятие грата по конструктивным требованиям.
    Читать еще:  Метчик по дереву из болта

    Недостатки, ограничивающие использование метода, не позволяют считать фрикционную сварку универсальной технологией. Однако в сфере своей применимости она обладает значительными преимуществами перед другими методами.

    Виды сварки трением

    За полвека были разработаны и активно применяются несколько разновидностей фрикционного сваривания деталей. Они обладают своими особенностями, делающими их эффективными в своей области использования.

    Сварка с перемешиванием

    Технология была разработана и начала применяться в конце ХХ века. Суть метода заключается в использовании вращающегося штыря с заплечиками. Штырь изготавливают из тугоплавкого сплава высокой прочности. Вращаясь и нагревая металл, он проникает в него по линии контакта заготовок. За счет вращательного движения, в которое вовлекаются поверхностные слои размягченного нагревом металла заготовок, происходит перемешивание этих слоев. Так обеспечивается равномерность структуры и характеристик шовного материала.

    Сварка трением с перемешиванием

    Радиальная сварка

    Применяется для соединения труб. В месте стыка на трубы с минимальным зазором надевают металлическое кольцо, которое вращается вокруг них. За счет трения вращения происходит нагрев торцов соединяемых труб. Кольцо обычно изготавливают из того же сплава, что и свариваемые трубы.

    Радиальная сварка трением

    Штифтовая сварка

    Технология разработана для проведения ремонтов. В ремонтируемой детали сверлят отверстие, в него вводят стержень из такого же сплава, что и сама деталь. В ходе вращения штифта выделяется большое количество тепла, нагревающего металл. Это один из немногих мобильных способов сварки трением.

    Штифтовая сварка трением

    Линейная сварка

    В отличие от остальных технологий, использующих трение, в этой вращение не применяется. Детали двигаются друг относительно друга прямолинейно, возвратно – поступательно и нагреваются до необходимой температуры. В этот момент движение прекращают и сильно прижимают заготовки друг к другу. Излишки металла в состоянии пластичности частично выдавливается из зоны сварки, образуется сварочный шов. Существует вариант технологии, при котором обе свариваемые детали неподвижны, а зоне шва о них трется инструмент специальной формы.

    Линейная сварка трением

    Область применения

    Технология находит наиболее широкое применение в машиностроении, прежде всего — в инструментальном производстве. Используется она и при сборке внутрикорпусных изделий атомных реакторов. Соединение трением заготовок из алюминиевых и магниевых сплавов популярно в электротехнике, электронике и аэрокосмической отрасли. Используется технология и в транспортном машиностроении. Радиальный метод применяется в производстве техники для добывающих и перерабатывающих отраслей.

    Сравнительно недавно фрикционная сварка стала использоваться в кораблестроении и пищевом машиностроении.

    Технология демонстрирует эффективность и тенденцию к вытеснению традиционных методов сваривания в таких областях, как:

    • для замены паяных и клепаных соединений;
    • для замены контактной электросварки;
    • для восстановления изделий и сложного инструмента;
    • для приваривания заготовок к подготовленным поверхностям.

    Отдельно следует отметить, что использование технологии дает особые преимущества там, где выдвинуты высокие требования к экологичность производственного процесса. Высокая энергоэффективность, отсутствие брызг расплавленного металла, вредных испарений и продуктов сгорания, ультрафиолетового излучения и минимальная пожароопасность делают метод особенно выгодным.

  • Ссылка на основную публикацию
    Статьи c упоминанием слов:
    Adblock
    detector