NL8100304A

NL8100304A - Vloeiboor voor het maken van gaten in plaatmateriaal.

Info

Publication number: NL8100304A
Application number: NL8100304A
Authority: NL
Original assignee: Flowdrill Bv
Priority date: 1981-01-22
Filing date: 1981-01-22
Publication date: 1982-08-16
Also published as: ATE7368T1; DE3260137D1; EP0057039A1; EP0057039B1

Description

* -- - p & c

* ff 5767-1 Ned. dB/LvD

/Vloeiboor voor het maken van gaten in plaatmateriaal.

De uitvinding heeft betrekking op een vloeiboor voor het door middel van wrijvingswarmte en druk maken van een door een kraag omgeven gat in metaalplaat of metalen buiswanden, welke boor een schacht en een 5 glad, taps toelopend werkzaam einde heeft, waarbij de dwarsdoorsnede van dit werkzame einde als grondvorm een regelmatige veelhoek heeft en een convex profiel, gelegen binnen de omgeschreven cirkel van de veelhoek.

Sergelijke vloeiboren zijn bekend, bijvoorbeeld uit het Franse 10 octrooischrift 1189384 en het Nederlandse octrooischrift 160499.

Volgens het Franse octrooischrift is de dwarsdoorsnede van het werkzame booreinde een vierkant met afgeronde hoeken. Gebleken is, dat een dergelijke doom wel geschikt is voor het maken van gaten in zachtere metalen zoals aluminium en koper, maar voor het maken van gaten 15 in hardere metalen, zoals brons en staal, minder goede resultaten geeft en reeds na een betrekkelijk klein aantal gaten versleten is.

Bij de vloeiboor volgens het Nederlandse octrooischrift 160.499 is de grondvorm van de dwarsdoorsnede van het werkzame deel een gelijkzijdige driehoek, waarvan de hoekafrondingen bestaan uit twee in het 20 hoekpunt op elkaar aansluitende bogen met verschillende kromtestraal en verschillende lengte. Tussen de hoekafrondingen kan het profiel eveneens worden gevormd door een boog, maar met een grotere kromtestraal, of door een rechte lijn. Door deze kromtestraal^-overgangen zijn de hoekpunten van de driehoek te veel geaccentueerd, waardoor instabiliteit in 25 de boorwerking kan optreden, in het bijzonder als deze wordt gebruikt voor het optrompen van buiseinden. Deze einden worden dan enigszins vierkant inplaats van rond.

Verder ontstaat bij deze bekende vloeiboor in de korte boog een te grote vlaktedruk, die leidt tot warmtespanningen en haarscheur-30 tjes in de boor en daardoor tot levens duur—verkorting. De stralen van de bogen zijn namelijk niet afgestemd op een gemengde smering, d.w.z. deels hydrodynamisch ten gevolge van het vloeiende materiaal en deels droog. Er treedt vrijwel uitsluitend droge wrijving en daardoor sterke slijtage van de boor op. Anderzijds ligt de boor ter plaatse van de 35 langere van de beide hoekpuntbogen te veel vrij van de gatwand, waardoor daar materiaalaanhechting aan de boor optreedt, die periodiek moet worden verwijderd. Zelfreiniging van de boor door draairichtings-omkeer is door de asymmetrie van de hoekpuntbogen niet mogelijk.

Tenslotte is het slijten van de boor in verband met het 40 speciale, door de kromtestraalsprongen van de bogen niet werkelijk 8100304

V

- 2 - ’* > continue dwarsprofiel, alleen mogelijk door middel van een nokkenschijf.

Voor elke andere boordiameter of tophoek van de boor is dan een andere nokkenschijf nodig.

De uitvinding beoogt het verschaffen van een verbeterde vloei-5 boor zonder de bovengenoemde nadelen.

Dit wordt volgens de uitvinding' bereikt, doordat het profiel van de dwarsdoorsnede kan worden weergegeven door de formule: Λ 2 I nos n f I l/ .2 λ o 2 R (f)= R -ht*h -ecos -I arccos(<$ sin Hf +-'—3^—V d sin n? -5 sin nf + cos ηΥ>) + ’o _ ^ cos η t 10 waarbij als voorwaarde geldt voor de oplossingen van R( Ϋ ): (sin n ƒ ). sin -£arccos(d sin2nf + ^ l/"$2sin4nf -S^sisi^nf + cos2nf )j ^ 0, en waarin R= Voerstraal uit het hart van de boor, Rq= gelijk de voerstraal in een beginpunt van het profiel in een der hoekpunten van de veelhoek, 15 f is gelijk de hoek van R met , e=Rmax-Rm:Ln, <5 is gelijk de modulatie-factor en α is gelijk de asymmetriefactor.

Hiermee wordt een werkelijk continu profiel verkregen, dat gebaseerd is op een samengestelde harmonische curve en daardoor een gelijkmatige belastingverdeling over het met de gatwand in aanraking komende 20 deel .ervan geeft. De vrij ligging ten opzichte van de gatwand in het overige deel van het profiel is zeer gering of afwezig, in welk laatste geval er steeds een geringe aanrakingsdruk is, waardoor materiaal—aangroeiing tot een minimum beperkt blijft. Bij non-ferro metalen kan nog wel enige aangroeiing optreden, maar deze is door draairichtingsomkeer van de boor, 25 mogelijk door het symmetrische profielverloop, direkt op te heffen.

Bovendien kan de slijtage van de boor gelijkmatiger worden gemaakt door periodieke richtingsomkeer. Ook heeft men gemengde smering tussen boor en gatwand door het profielverloop volgens de uitvinding.

Wanneer in de bovengenoemde formule n=3 is, is de profielgrond-30 vorm een driehoek. Het kan echter ook een vierkant, vijfhoek of zeshoek zijn. De praktijkvoorkeur gaat uit naar op een vierkant gebaseerde boren daar hiervan de stabiliteit van de werking groter is dan op een driehoek gebaseerde boren, terwijl die gebaseerd op een vijfhoek of zeshoek teveel de cirkelvorm gaan benaderen. De vervaardiging van de 35 boor vraagt geen nokkenschijven. De boor kan worden geslepen tot het profiel volgens de formule met een numeriek bestuurde slijpmachine.

De uitvinding dal hieronder nader aan de hand van de tekening worden toegelicht.

Fig- 1 is een zij-aanzicht van de boor met daaronder in 40 doorsnede getekend een met de boor vervaardigd gat.

8100304 .*<. φ * - 3 - \

Fig. 2 is een dwarsdoorsnede volgens I-I van fig. 1 van een mogelijk dwarsdoorsnedeprofiel van de boor.

Fig. 3 toont een aantal andere mogelijke profielen waarbij voor elk profiel waarden van de parameters in de formule zijn aangegeven.

5 De weergegeven boor heeft een van een centerpunt 2 voorzien conisch eerste deel 3, een prismatisch tweede deel 4, een kraag 5 met een borst 6 en een schacht 7, waarmee de boor in de kop vein een boormachine kan worden bevestigd.

De doom volgens de uitvinding, die geschikt is voor het maken 10 van gaten in koper, aluminium, brons en staal, kan in de beide draairichtingen worden gebruikt, blijft vrij van materiaal-aanhechting met een maximum aan stabiliteit en levensduur en heeft een werkzaam deel 3 en 4, waarvan de dwarsdoorsnede het profiel heeft volgens de formule, waarvan voorbeelden zijn gegeven in fig. 2 en 3.

15 In fig. 3 is n het aantal zijden of hoekpunten van de veel hoek waarop het profiel is gebaseerd, e is het verschil tussen de en de minimum waarde van de voerstraal R bij het betreffende profiel, '5 is de zogenaamde modulatiefaktor en bepaalt de mate van afronding in de punten van de kromme. In de praktijk ligt δ gewoonlijk 20 tussen 0 en 0,9.

a is de zogenaamde asymmetriefaktor. Wanneer α ongelijk aan 0 is fis het profiel opgebouwd uit n gelijke delen, die elk asymmetrisch zijn ten opzichte van de voerstraal, gelegen tussen de beide eindpunten van dat profieldeel.

25 De linkerkolom van profielen in fig. 3 betreft op een driehoek gebaseerde profielen, de rechterkolom op een vierkant gebaseerde profielen.

30 ---+--- 8100304

Claims

- 4 - & - · ♦ t CONCLUSIE - · Vloeiboor voor het door middel van wrijvingswarmte en druk maken van een door een kraag omgeven gat in metaalplaat of metalen buis-wanden, welke boor een schacht en een glad, taps toelopend werkzaam einde heeft', waarbij de dwarsdoorsnede van dit werkzame einde als 5 grondvorm een regelmatige veelhoek heeft en een convex profiel, gelegen binnen de omgeschreven cirkel van de veelhoek, met het kenmerk, dat het profiel van de dwarsdoorsnede kan worden weergegeven door de formule: lO&i'f^R -h t +h t cos (arccos (5 sin^n γ + ^ co-s··nJ ^ ^S^sin^nf -S^sin^nf +cos^nf) + oil o (_ cos nf J waarbij als voorwaarde geldt voor de oplossingen van RCfj: (sin nf). sin £arcces(<5 sin^nY + ^ l/i^sin^nf -S^sin^nf + cos^nf)J^ 0} waarin R= de voerstraal uit het hart van de boor, R = de voerstraal in een o j.5 beginpunt van het profiel in een der hoekpunten van de veelhoek, α = de hoek van R met R , e=RmaX-Rmin, n is het aantal hoekpunten van de veelhoek, o S is een modulatiefaktor en α is een asymmetriefaktor. —— ++ —— 20 8 f 00 30 4