Глубокое сверление и обработка: ключевые особенности, проблемы и экспертные советы

Глубокое отверстие — это область обработки, доминируемая режущими инструментами, специально разработанными для конкретных применений. Глубокое отверстивание задействовано во многих отраслях. В чем разница между глубокой обработкой отверстий и другими методами изготовления отверстий? Какие трудности возникают при обработке отверстий и как улучшить процесс?

Особенности глубокой обработки отверстий

По сравнению с обработкой обычных деталей, глубокая обработка отверстий имеет следующие технологические особенности:

1. К глубоким отверстиям предъявляются высокие требования качества: точность размеров в диапазоне IT6–IT12, шероховатость поверхности Ra в диапазоне 25–0,2 мкм. Также высокие требования к форме и положению, закаленному слою, остаточным напряжениям, физико-механическим свойствам поверхности.
2. Обработка внутренней поверхности глубоких отверстий выполняется в полузамкнутом состоянии, поэтому оператор не может непосредственно наблюдать за режущим состоянием инструмента. Кроме того, пространство для стружки мало, режущее тепло трудно рассеивается, удаление стружки, охлаждение и смазка затруднены.
3. Жесткость технологической системы слаба (особенно жесткость инструментальной системы), отражение ошибок относительно выражено. Устойчивость обработки низка, легко возникают вибрация и деформация, точность и шероховатость отверстия трудно гарантировать. Поэтому направление режущих инструментов и жесткость системы очень важны.
4. Длина режущего пути велика, удаление стружки затруднено, нагрузка на режущий край инструмента неравномерна, режущая температура высока, инструмент легко изнашивается, трескается и сколачивается.

Трудности при глубоком сверлении и обработке

1. Режущие условия нельзя наблюдать напрямую, состояние удаления стружки и износ сверла можно судить только по звуку, виду стружки, параметрам нагрузки станка, давлению масла и др.
2. Режущее тепло трудно рассеивается.
3. Сложно удалять стружку. При застревании стружки сверло повреждается.
4. Из-за большой длины, низкой жесткости и легкости вибрации сверльного стержня ось отверстия легко отклоняется, влияя на точность обработки и производительность.

Советы по глубокому сверлению и обработке

1) Ключевые моменты глубокой резки и обработки:

• Коаксиальность осей шпинделя, направляющей втулки инструмента, опорной втулки панели инструментов, опорной втулки заготовки и др. должна соответствовать требованиям.
• Система охлаждающей жидкости должна быть проточной и нормальной.
• На обрабатываемой торцевой поверхности заготовки не должно быть центрального отверстия, сверление на наклонной плоскости следует избегать.
• Форму стружки следует держать нормальной, избегая образования прямых ленточных стружек.
• Сквозные отверстия обрабатывать на повышенной скорости. Когда сверло почти пробивает, снизить скорость или остановить станок, чтобы предотвратить повреждение сверла.

2) Охлаждающая жидкость для глубокой обработки отверстий:

При глубокой обработке отверстий выделяется много режущего тепла, которое трудно рассеять, поэтому необходимо подавать достаточное количество охлаждающей жидкости для смазки и охлаждения инструмента. Обычно выбирают эмульсию 1:100 или ЭП-эмульсию (экстремального давления); когда требуется высокая точность и качество поверхности или обрабатываются вязкие материалы, выбирают ЭП-эмульсию или высококонцентрированную ЭП-эмульсию. Кинематическая вязкость масла обычно 10–20 мм²/с (40 °C), скорость потока охлаждающей жидкости 15–18 м/с. При малом диаметре обработки выбирают масло с низкой вязкостью. Для высокоточной глубокой обработки соотношение масел может быть: 40% ЭП-сернистого масла + 40% керосина + 20% хлорсодержащего парафина.

3) Советы по использованию глубоких сверл:

• Торцовая поверхность заготовки перпендикулярна оси заготовки для обеспечения надежности торцевой уплотнения.
• Перед основной обработкой на месте отверстия заготовки предварительно сверлят неглубокое отверстие, которое играет роль направляющей и центрирующей при сверлении.
• Для обеспечения ресурса инструмента лучше использовать автоматическую подачу инструмента.
• Если направляющие элементы в жидкостном подводчике и движущейся цетровке изношены, их следует своевременно заменять, чтобы не влиять на точность сверления.