Kunskapsplattform

Hur borrets geometri påverkar verktygets livslängd och håltolerans

Borrgeometrin utgörs av antalet och lägen för borrspetsar och klämspår samt av de vinklar som används. 

Beroende på vilken typ av borrhål man vill åstadkomma skiljer man mellan

Spiralborr

Hela borrhålet görs med ett spiralborr. Därvid skapas en cylindrisk hålkropp genom bearbetning av materialet. För borrning i ett diameterområde upp till 20 mm och ett borrdjup upp till 100 mm är spiralborret det vanligaste verktyget. 

Gängtapp

Vid gängning gör man först ett helt borrhål, och sedan skär man en gänga med en gängtapp. Detta steg kan utföras manuellt eller med maskinen. Den resulterande invändiga gängan är standardiserad så att den ska passa en motsvarande yttergänga.

Stegborr

Ett stegborr skapar en stegat borrhål för att möjliggöra försänkning av ett förband (t.ex. ett skruvhuvud) i materialet. Efterföljande bearbetning, t.ex. brotschning eller försänkning, är vanligtvis inte nödvändig.

Spiralborrets geometri

Olika geometrier påverkar borrhålets dimensionsnoggrannhet och borrets livslängd.

För att förstå vilken aspekt av borrgeometrin som påverkar vilken faktor i fråga om livslängd eller borrtoleranser, kan man till exempel i detalj granska spiralborrets geometri. Även ett borr som inte har egg utan vändskär utsätts för samma utmaning: att optimalt anpassa spånavgången, skärhastigheten och matningshastigheten.

  1. Spetsvinkel
  2. Huvudskär
  3. Huvudyta
  4. Sekundärt skär
  5. Klämspår
  6. Styrlist
  7. Sidospårvinkel

Spiralborrets diameter

Diametern på ett spiralborr smalnar av i klämspårsområdet från borrspetsen och mot skaftet. Avsmalningen är 0,02–0,08 mm på 100 mm klämspårslängd och minskar friktionen i hålet. Detta underlättar också spånavgången.

Spetsvinkel – spiralborrets centrering

Spetsvinkeln är belägen vid spiralborrets huvud. Vinkeln mäts mellan de två skären vid spetsen.

Ju mindre spetsvinkel, desto lättare blir centreringen i materialet. Då minskar också risken för att borret slinter på böjda ytor. Vid bearbetning av dåligt värmeledande och kortspåniga material väljer man små spetsvinklar, vilket ger långa huvudspån som möjliggör god värmeavledning från verktyget. Om spetsens vinkel är för liten kan dock spånkrökningen täppa till hålet eller klämspåret. En liten spetsvinkel ökar också slitaget på skäreggen.

För material med god värmeledningsförmåga eller som ger långa spån väljer man en stor spetsvinkel, eftersom det ger god spånavgång och låg skärkraft. En stor spetsvinkel gör dock att borret lättare slinter och att borrhålet därigenom blir större.

De flesta spiralborr har en spetsvinkel på 118 grader. 90 grader används för hård, slitstark plast, 130 grader för mjuka och sega material och 140 grader för långspåniga lättmetaller.

Spiralborrets huvudskär – avgörande för bearbetningsprestanda

I spiralborret finns alltid två huvudskär som är förbundna med varandra genom en tväregg. Huvudskären tar över den faktiska borrprocessen. Långa skär har i allmänhet högre bearbetningseffekt än korta. 

Spiralborrets tväregg – ju kortare desto bättre

Tväreggen sitter i mitten på borrspetsen och har ingen skäreffekt. Det ger bara tryck och friktion mot arbetsstycket och är egentligen ett hinder för själva borrningsprocessen. Skäreggens längd kan minskas med hjälp av lämpliga slipmetoder. Denna så kallade topp- eller korsslipning ger en avsevärd minskning av friktionskrafterna och därmed en minskning av erforderlig matningskraft. Samtidigt centreras borrspetsen bättre i arbetsstycket. 

Spiralborrets spårprofil (spiralspår) – avgörande för verktygets livslängd

Spiralborret har två motstående spiralspår som möjliggör spånavgång och tillförande av kylsmörjmedel. Vanligtvis slipas, fräses eller valsas de in i borrämnet. Breda spårprofiler är plattare och tillåter större kärndiameter på borret.

Dålig spånavgång innebär högre värmeutveckling, vilket i sin tur kan leda till glödgning och i slutändan till att borret går sönder.
Ett veritabelt spånstopp kan orsaka radiella rörelser hos borret och påverka dess kvalitet, livslängd och tillförlitlighet samt leda till borr- eller plattbrott. Ju bredare spårprofil, desto bättre spånavgång.

Kärnan – spiralborrets stabilitet

Kärntjockleken är det avgörande måttet för spiralborrets stabilitet. Spiralborr med stor (grov) kärndiameter har högre stabilitet och är därför lämpliga för högre vridmoment och hårdare material. 

Spiralborrets styrlister och sekundära skärning – avgörande för rundhetsnoggrannheten och hålväggens kvalitet.

  1. Huvudskär
  2. Frigångsyta
  3. Sekundärt skär

Styrlisterna bildas genom efterslipning längs klämspåren. Beroende på borrdiametern är de 0,1–5 mm breda och hjälper till med styrningen av borret i borrhålet. Borrhålsväggens kvalitet beror i hög grad på borrets egenskaper. 

Det sekundära skäret utgör övergången från styrlister till klämspår. Det lossar och klipper spån som har fastnat på materialet.

Längden på styrlister och sekundära skär beror framför allt av spiralvinkeln.

Spiralborrets spiralvinkel – bestämmer användningen i förhållande till materialet

Spiralvinkeln bildas mellan spårriktningen och borraxeln. Den bestämmer storleken på spånvinkeln vid huvudskären och därmed spånbildningsprocessen.

Större spiralvinkel ger effektiv avgång vid mjuka, långspånande material. Mindre spiralvinklar används däremot för hårda, kortspånande material.

Spiralborr med en mycket liten spiralvinkel (10°–19°) har en långdragen spiral. Däremot har spiralborr med stor spiralvinkel (27–45°) en komprimerad, kort spiral. Spiralborr med normal spiral har en spiralvinkel på 19°–40°. 

Vilket borr för vilket material - 3 typer

DIN-handboken för borr och försänkare definierar (enligt DIN 1836) en uppdelning av användningsgrupper i de tre typerna N, H och W

  1. Typ N: Normal spiral för normalhårda material såsom allmänna konstruktionsstål, icke-järnmetaller och gjutjärn. Inte lämplig för mjuka material
  2. Typ H: Långdragen spiral för hårda, kortspånande, spröda och seghårda material som stål, hård plast, plexiglas eller laminat.
  3. Typ W: För mjuka, långspånande och sega material som aluminium, koppar eller mjuk plast.

Skärhastighet och slitage

Om skärförhållandena väljs korrekt blir slitaget överallt detsamma. Ojämnt slitage kan uppstå när skärhastigheten är för hög, matningen för snabb eller materialet för hårt. Borrets fria yta måste då slipas om tills slitageområdena på huvudskäret, tväreggen och styrlisterna är helt borta. Om slitageområdena på styrlisterna inte slipas bort, kommer borret att fastna.