Porausvaiheet sijoittuvat usein valmistusprosessin loppupuolelle, jolloin edeltävät koneistukset ovat jo kasvattaneet työkappaleen jalostusarvoa. Poraus voi vaikuttaa melko yksinkertaiselta työltä, mutta se on itse asiassa vaativa työvaihe. Jos pora ei toimi odotetusti tai sen suorituskyvyn rajat ylitetään, seuraukset voivat olla tuntuvia.

Lähtökohdat reikien poraukseen

1. Reikä

Reiän kolme päämuuttujaa ovat:

• Halkaisija
• Syvyys
• Laatu

Reiän tyyppi ja vaadittava tarkkuus vaikuttavat työkalun valintaan. Porausta voivat vaikeuttaa epätasaiset tai kaltevat sisäänmeno-/ulostulopinnat ja risteävät reiät.

Reikätyypit

Läpireikä

Pohjareikä

Viiste

Porras

Sisäänmeno

Ulostulo

Risteävä reikä

1. Reiät joissa pultille sopiva välys
2. Kierrereiät
3. Reikä upotuksella
4. Välyksettömät reiät
5. Putkitusreiät (lämmönvaihtimet)
6. Kanavareiät
7. Tasapainotusreiät
8. Syvät reiät/nestekanavat

2. Työkappale

Kun reiän tyyppi on selvillä, tarkastellaan porattavaa materiaalia, kappaleen muotoa ja kappalemääriä.

Työkappaleen materiaali

• Onko aineella hyvät lastunmurto-ominaisuudet? Onko materiaali pitkä- vai lyhytlastuista?
• Millainen on lastuttavuus?
• Mikä on materiaalin kovuus?
• Minkälainen seostus?

Työkappaleen muoto

• Onko kappale reiän suhteen pyörähdyssymmetrinen, eli voidaanko reikä koneistaa ei-pyörivällä poralla?
• Onko työkappale tukeva vai onko siinä värinäalttiita ohuita kohtia?
• Voidaanko kappale kiinnittää tukevasti? Onko muita tukevuusongelmia?
• Onko työkalua jatkettava? Tuleeko työkalun vapaapituudesta pitkä?

Kappalemäärä

Sarjan koko vaikuttaa poravalintaan.

• Isot sarjat – käytetään työhön optimoitua poraa
• Pienet sarjat – käytetään monipuolisuusoptimoituja poria

3. Työstökone

On tiedettävä, miten poraustyö saadaan tehtyä varmasti ja tuottavasti kulloisessakin koneessa. Kone vaikuttaa

• menetelmään
• pitimen ja/tai holkin valintaan.

Seuraavat seikat on aina otettava huomioon:

• Koneen tukevuus yleensä ja karan tukevuus erityisesti
• Riittääkö karanopeus (r/min) pienillekin halkaisijoille?
• Riittääkö lastuamisnestejärjestelmän litratuotto isoille porille?
• Riittääkö nestepaine pienille porille?
• Onko työkappaleen kiinnitys riittävän tukeva?
• Vaaka- vai pystykara? Vaakakaraisessa koneessa saadaan tehokkaampi lastunpoisto
• Riittävätkö teho ja vääntö isoille työkappaleille? Jos eivät, voidaanko käyttää ydinporaa tai jyrsiä nousuinterpolaatiolla?
• Onko työkalumakasiinissa tilaa? Jos paikoista on pulaa, porras- ja viistepora voi olla hyvä ratkaisu.

Kiinnitys

Terälaadun ja -geometrian lisäksi porauksen tuottavuuteen vaikuttaa myös teränpidin ja kiinnityksen tukevuus ja tarkkuus. Käytä aina mahdollisimman lyhyttä poraa ja vapaapituutta.

Harkitse moduulirakenteista työkalujärjestelmää, joka on suunniteltu kaikenlaiseen metallin lastuamiseen, myös reikien koneistukseen. Tällöin eri töissä ja koneissa voidaan käyttää samoja lastuavia työkaluja ja liitäntäkappaleita, ja koko koneistamon työkalut voidaan yhtenäistää.

Työkalun heitto

Työkalun heitottomuus on porauksessa tärkeä tekijä. Heitto saa olla korkeintaan 20 μm. Tarkka kohdistus varmistaa:

• reiän suoruuden ja muut toleranssit
• pinnankarheuden
• pitkän ja tasaisen kestoiän.

Menetelmän valinta

Upotusstrategioita

Yhden työkalun ratkaisu

• Porrasporaus/upotus
• Poramalli 4/5

Vahvuudet

+ Räätälöidyt työkalut

+ Nopein

Heikkoudet

– Ei kovin monikäyttöinen

Kahden työkalun ratkaisu

Vahvuudet

+ Vakiotyökalut

+ Melko monikäyttöinen

Heikkoudet

– Kahdet työkalut

– Vaatii kaksi työkalupaikkaa

– Pidemmät jaksoajat

Porras- ja viisteporaus – yhden poran strategia

Poramalli 1

Vakio

Poramalli 2

Kaksi halkaisijaa (alkureikä + rungon halkaisija)
Alkureikä- ja viistehalkaisija lastuavat. Rungon halkaisija ei lastua

Poramalli 4

Kaksi halkaisijaa (alkureikä + rungon halkaisija)
Alkureikä-, viiste- ja runkohalkaisija lastuavat

Poramalli 5

Kolme halkaisijaa (alkureikä + porras + rungon halkaisija)
Alkureikä-, porras- ja viistehalkaisija lastuavat. Rungon halkaisija ei lastua

Poramalli 6

Kolme halkaisijaa (alkureikä + rungon halkaisija)
Alkureikä-, porras-, viiste- ja rungon halkaisija lastuavat

Poraus

Järkevästi valitulla poralla saadaan vaadittu reiän laatu tuottavasti ja pienimmillä reikäkohtaisilla kustannuksilla. Seuraaville eri reikätyypeille on myös erilaiset poravaatimukset:

• Pienet ja keskikokoiset reiät
• Isot reiät
• Syvät reiät
• Mikroreiät

Pienten ja keskikokoisten reikien poraus

Pienten ja keskikokoisten reikien poraukseen on valittavissa kolmenlaisia poria: täyskovametalliset, vaihtokärkiset ja kääntöteräiset porat. Poramallin valinta riippuu ennen muuta reiän toleranssista, pituudesta ja halkaisijasta. Kullakin ratkaisulla on eri tilanteissa omat etunsa.

Isojen reikien poraus

Jos on porattava isoja reikiä pienitehoisella koneella, vaihtoehtoja on kolme:

• Käytä ydinporaa
• Suurenna reikää avarrustyökalulla
• Jyrsi reikä käyttämällä nousuinterpolaatiota

Sekä työkappaleen että koneen tukevuus on tärkeää suuria reikiä porattaessa. Myös koneen teho ja vääntö voivat olla rajoittavia tekijöitä. Tuottavuusmielessä porat ovat parempi vaihtoehto, sillä niillä reikä syntyy viisi kertaa nopeammin kuin jyrsimällä nousuinterpolaatiota käyttäen. Ydinporaa voidaan käyttää ainoastaan läpireikien poraukseen. Jyrsimen etuna on toisaalta selvästi pienin tehon ja väännön tarve.

Syvien reikien poraus

Alkureikäporaus

Alkureikäporan tarkoitus on optimoida syväreikäporan tarkkuus ja minimoida heitto.

Syötöt ja nopeudet

Syväreikäporille suositellut syötöt ja nopeudet on laskettu siten, että poralle saadaan maksimituottavuudella hyvä kestoikä. Suositukset ovat hyvä lähtökohta, mutta optimitulosten saaminen voi edellyttää arvojen muuttamista.

Mikroreikien poraus

Syötöt ja nopeudet

Mikroporille suositellut syötöt ja nopeudet on laskettu siten, että poralle saadaan maksimituottavuudella hyvä kestoikä. Suositukset ovat hyvä lähtökohta, mutta optimitulosten saaminen voi edellyttää arvojen muuttamista.

Nesteensyöttö

Lastuamisnesteen paine on mikroporauksessa avaintekijä. Liian pieni paine tai nestemäärä voi johtaa ennenaikaiseen porarikkoon. Suosittelemme vakavasti korkean nestepaineen käyttöä, yleisimmin 40–70 baaria.