Сверление — это древняя система резки, которая включает в себя использование направляющего или приводимого в действие механическим устройством сверла для уменьшения поперечного зазора в заготовке. Сверло прижимается к поверхности заготовки, после чего вращается, выемля материал и тем самым увеличивая зазор в заготовке. Однако фрикционное сверление — это специальная процедура резки, которая характеризуется использованием трения. Чтобы узнать больше о фрикционном сверлении и его принципе действия, продолжайте читать.
История
В 1923 году француз Жан-Клод де Валиер попытался создать устройство, которое могло бы проделывать отверстия в металле с помощью тепла трения, а не с помощью механической обработки. Это было лишь частичным успехом, поскольку в то время необходимые материалы еще не были доступны. Кроме того, он не нашел подходящую конструкцию для такого инструмента. Только в 1980-х годах удалось создать полезный инструмент.
Введение
В настоящее время в различных отраслях промышленности широко используется крепление тонких металлических листов с тонкостенными деталями и трубчатыми профилями. Кроме того, в связи с совершенствованием современных конструкций в автомобильной промышленности, требование к облегчению конструкций является чрезмерным, чтобы повысить эффективность автомобилей. Как упоминалось выше, для крепления листового металла существуют три основных традиционных метода механического крепления. Это i) соединение с помощью болтов и гаек, ii) сварка гаек и iii) вставка заклепок.
Ниже приведена оценка традиционных методов с использованием нового метода. Первый метод — это крепление болтами, которое в большинстве случаев используется для крепления листовых стальных конструкций, поскольку для него требуется только одно отверстие и нарезание резьбы в соединяемых листовых металлах, а значит, это очень удобный и самый недорогой метод.
Нет Критериев Традиционные методы крепления Термическое сверление
Сварная гайка Заклепочная гайка
1 Необходимость предварительного сверления отверстий и зачистки Да Да Нет
2 Сложные особенности Занимает много времени Занимает много времени Быстро, за меньшее время
3 Требование специального крепления Да Да Нет
4 Уровень ошибок Очень высокий Очень высокий Очень низкий
5 Автоматизация Возможна при больших усилиях Возможна при больших усилиях Легко возможна с высокой гибкостью
6 Обработка закрытых рам Возможна при определенных условиях Возможна на круглых трубах Просто возможна
7 Надежность Высокая Низкая Высокая
8 Уровень крутящего момента Высокий Низкий Высокий
9 Тип соединения Частичное соединение микроструктуры точечной сваркой Механическое и шпоночное прессовое соединение Равномерное закрытое соединение микроструктуры
10 Проблема деформации Деформация из-за теплового воздействия в процессе сварки Деформация резьбы и риск проскальзывания Без деформации
Однако при креплении тонких листовых металлов друг к другу возникает проблема прочности соединения из-за недостаточной длины резьбы. Для повышения прочности соединения были разработаны два следующих метода: сварка гаек и вставка заклепок путем увеличения длины резьбы. Однако эти методы также имеют некоторые недостатки, такие как тепловое искажение, заклинивание и скручивание во время сборки, а также ограниченная стабильность. Термическое сверление — единственный процесс, который обеспечивает решение проблемы обеспечения достаточной длины резьбы без скручивания путем формирования втулки и резьбы.
Процесс термического фрикционного сверления
Однако при соединении тонких листовых металлов друг с другом проблема прочности соединения решается за счет недостаточной длины резьбы. Для увеличения прочности соединения разработаны два следующих метода: сварка гаек и вставка заклепок путем увеличения длины резьбы. Но эти методы также имеют некоторые недостатки, такие как тепловая деформация, заклинивание и скручивание во время сборки, а также ограниченная стабильность. Термическое сверление — единственный процесс, который обеспечивает решение проблемы обеспечения достаточной длины резьбы без скручивания путем формирования втулки и нарезания резьбы.
Преимущества
- Очень быстрый процесс (от 2 до 6 секунд)
- Процесс изменяет форму всего материала, поэтому никакой материал не теряется. Излишки материала образуют втулку, которая примерно в 3 раза длиннее исходной толщины целевого материала, что позволяет создавать очень прочные болтовые соединения в тонком материале.
- Это чистый процесс, поскольку не образуется мусор (частицы).
- Не требуется доступ к задней части заготовки, как в случае с прессованными или самозажимными крепежными элементами.
- Более надежно и быстрее, чем заклепки-гайки (альтернатива, которая также не требует доступа к задней части заготовки) .
- Работает практически со всеми видами металла.
- Особенно резьба для толщины стенок 0,8-5 мм
Применение
Преимущество технологии термического сверления актуально для тонкостенных профилей и труб, которые занимают огромное место в области производства легких конструкций и металлоконструкций.
Этот подход должен применяться в ряде листовых металлов, тонкостенных конструкций и металлов с необычным поперечным сечением. Наиболее важным преимуществом термического сверления является сверление труб с круглым сечением, что является довольно сложной задачей. Специфические функции термического сверления: болтовое крепление, фитинги с тонкостенным квадратным сечением, герметизация соединений печей и топливных систем, подшипники скольжения с повышенной прочностью, петли автомобильных дверей, дверные замки, зазор для безопасности утечки в клапане давления, фитинги для компьютерных столов.
Автомобильные рулевые механизмы, бамперы, педали управления, световые фитинги, рама шасси, крепление петель, рама приборной панели, крепление сидений, выхлопные трубы
Мебель стеллажи, рамы столов и витрины
Отопление, вентиляция котлы, радиаторы, трубные коллекторы, резервуары для воды, газовые фитинги, системы кондиционирования воздуха
Строительство Убежища, каркасы зданий, парапеты мостов, лифтовые шахты, оконные рамы
Сельское хозяйство Опрыскиватели, косилки, бороны, плуги, кабины тракторов
Заключение
Кроме того, это более экономичный метод, поскольку он не требует дополнительных операций, таких как сварка гаек и установка заклепок. Кроме того, он не загрязняет окружающую среду в течение всего срока эксплуатации, поскольку является методом производства без стружки. Было замечено, что твердость в просверленных зонах увеличивается под воздействием тепла трения, и это обстоятельство повышает прочность. Благодаря предварительному нагреву заготовки и чрезмерной скорости шпинделя, требование к усилию и крутящему моменту должно быть уменьшено.
