Что сложного в глубоком сверлении?

Когда мастерская по прецизионной механической обработке получает запрос предложения, одна из вещей, на которую они проверяют отпечаток, — наличие глубоких отверстий. Глубокие отверстия создают ряд проблем обработки. Их устранение увеличивает время и стоимость производственного процесса, особенно когда допуски жесткие. В этой записи блога обсуждаются сложности глубокого сверления и то, что должен делать механический цех, чтобы добиться успеха.

Что такое глубокая яма?

Определение глубокой ямы - это отверстие, глубина которого более чем в 10 раз превышает диаметр. Таким образом, отверстие диаметром ¼ дюйма становится «глубоким», когда его глубина превышает 2 ½ дюйма. (Или когда диаметр отверстия 6 мм превышает 60 мм.)

Стволы и прочее

Сверление глубоких отверстий иногда называют «пушечным сверлением». Это потому, что ствол пистолета был одним из первых инженерных компонентов, нуждавшихся в длинном, глубоком и прямом отверстии. Сегодня многие механически обработанные детали полагаются на глубокие отверстия. Например:

• Коленчатые и распределительные валы, где просверленные отверстия обеспечивают смазку
• Топливные форсунки
• Перфорационные штампы (используются в пищевой промышленности и других местах)
• Охлаждающие каналы для газа или жидкости
• Хирургические инструменты
• Корпуса гидравлических клапанов и аналогичные детали

Проблемы глубокого бурения

Четыре основные проблемы:

• Выбег инструмента
• "Ходьба"
• Эвакуация стружки
• Охлаждение

Биение относится к стремлению наконечника сверла вращаться вокруг оси вращения. Величина биения увеличивается по мере увеличения длины сверла и увеличения диаметра отверстия.

«Ходение» происходит в точке контакта наконечника сверла с заготовкой. Если поверхность не полностью перпендикулярна, боковая сила будет толкать сверло в этом направлении (и длинное тонкое сверло может слегка изогнуться). Это приводит к тому, что отверстие смещается и просверливается под углом. Также может сломаться сверло. То же самое может произойти, если поверхность имеет чистовую или черновую фрезерованную поверхность.

Материал, срезанный на дне отверстия, необходимо удалить, чтобы освободить место для продвижения сверла. В глубоких отверстиях эта стружка имеет тенденцию наматываться на канавки сверла и накапливаться там, где они трутся о стенки отверстия. Это повышает температуру и в конечном итоге приводит к заклиниванию и/или поломке сверла.

В большинстве операций прецизионной обработки смазочно-охлаждающая жидкость охлаждает поверхность резания. В глубокой скважине очень сложно достать жидкость до дна. В результате температура кончика сверла поднимается до такой степени, что может повредить заготовку или даже привариться к ней.

Рекомендации по прецизионному сверлению глубоких отверстий

Изготовление точных глубоких отверстий начинается со станка. Наилучшие результаты будут достигнуты на станке с ЧПУ с высококачественным шпинделем. Это уменьшает биение и обеспечивает высокий уровень контроля над циклом сверления. (Обратите внимание, что на круглых деталях может быть лучше вращать заготовку и держать сверло неподвижно или даже иметь оба компонента, вращающиеся в противоположных направлениях.)

Далее идет оправка и сама дрель. Держатель должен удерживать сверло на оси, а сверло должно быть строго прямым и симметричным относительно своей оси.

Чтобы сверло перестало ходить, необходимо подготовить поверхность. Помимо фиксации заготовки для перпендикулярного расположения поверхности, сюда может входить фрезерование плоской площадки. Начиная с центрирующего или направляющего сверла, отверстие находится в правильном положении, но при этом добавляется еще одна смена инструмента.

Само сверло должно подходить для сверления глубоких отверстий. Основным требованием является центральное отверстие для подачи смазочно-охлаждающей жидкости к наконечнику. Это снизит температуру резания и удалит стружку. Для более длинных отверстий специальное сверло для глубоких отверстий будет иметь только одну режущую кромку, а не две. Это снова помогает при удалении стружки.

В тех случаях, когда подача жидкости через скважину невозможна, альтернативой является бурение с просверливанием. Это означает вытягивание сверла из отверстия, которое вместе с ним вытягивает стружку, и повторное введение. В некоторых механических мастерских предпочитают использовать набор сверл постепенно увеличивающейся длины:это увеличивает время цикла.

Специализированные возможности прецизионной обработки

Глубокие отверстия неизбежны во многих инженерных металлических деталях, но их изготовление представляет собой сложную механическую задачу. Прецизионный механический цех, подобный тем, в которых работает Impro, будет иметь возможности прецизионной обработки с ЧПУ для точного и последовательного выполнения этих функций. Свяжитесь с нами, чтобы обсудить ваши потребности в механической обработке.