Глубокое сверление

Глубокое сверление

Основные трудности обработки отверстий. Варианты наладок при операциях глубокого сверления. Функции смазочно-охлаждающей жидкости, способы ее подвода. Разновидности глубокого сверления. Формирование удовлетворительной стружки и ее вывод из отверстия.

1. Общие положения и понятия

В настоящее время детали с глубокими отверстиями (такие как роторы и валы турбин, оси и втулки экскаваторов, гильзы цилиндры и плунжеры прессов, оси и бандажи прокатных станов, трубы буровых установок, кокили для центробежной отливки труб и др.) обрабатываются на предприятиях всех основных отраслей промышленности.

Трудности обработки отверстий возрастают с увеличением их глубины. Глубину отверстий принято оценивать отношением L/Dо, где L — длина отверстия, а Dо — его диаметр. Это же отношение используют и при разделении отверстий на глубокие и «неглубокие», и в качестве численной границы принимают L/Dо = 5, так как нормальным инструментом и обычными способами можно рационально обработать отверстия с отношением L/Dо 5 принято называть глубокими отверстиями.

В любом случае, отверстие с глубиной равной десяти диаметрам необходимо обрабатывать методами глубокого сверления и на специализированном оборудовании.

Операции глубокого сверления могут выполняться с разными вариантами наладок. Вращение может передаваться только на инструмент или только на деталь. Возможно также одновременное вращение и сверла, и заготовки.

Но какой бы тип наладки не использовался, основные принципы сверления остаются неизменными и корректное назначение скорости и подачи является определяющим фактором успешного проведения обработки. Вторым по значимости является вопрос формирования удовлетворительной стружки и ее вывод из отверстия.

2. Функции СОЖ при глубоком сверлении

На операциях глубокого сверления и растачивания СОЖ должна выполнять ряд функций:

отводить стружку из зоны резания и транспортировать ее по отводным каналам,

уменьшать силы резания и трения между направляющими элементами и поверхностью отверстия,

отводить тепло, образующееся в процессе резания и трения.

Для этого СОЖ должна иметь соответствующие свойства.

Отвод стружки надежно обеспечивается в том случае, когда поток СОЖ будет иметь такую минимально необходимую скорость, при которой кинематическая энергия потока будет достаточна для сообщения стружке движения вдоль отводных каналов.

На операциях глубокого сверления (растачивания) в зависимости от диаметра и длины обрабатываемого отверстия Q (расход СОЖ) обычно составляет 0,001 — 0,009 м 3 /с при p = 10ч0,5 МПа (где p — давление подаваемой насосом СОЖ). Для указанных диапазонов p и Q затраты мощности на прокачивание СОЖ могут составлять 6 — 10 кВт и в ряде случаев превышать затраты мощности на резание, поэтому снижение затрат мощности на подвод СОЖ и отвод стружки очень важно. Одним из путей снижения затрат мощности является применение маловязких СОЖ, что положительно сказывается также на ее очистке (фильтрации) и снижении ее потерь в виде отходов вместе со стружкой. Однако выбирать вязкость СОЖ исходя только из снижения затрат мощности и сокращения ее потерь со стружкой не следует, так как она имеет широкое влияние на процесс обработки (в частности, оказывает благотворное влияние на условия работы направляющих элементов).

Также известно, что уменьшение вязкости ниже (8ч10) *10 -6 м 2 /с при определенных давлениях может привести к выдавливанию СОЖ и разрыву пленки смазки под направляющими элементами инструмента, а это в свою очередь приводит к увеличению сил трения на направляющих, возникновению или усилению вибраций инструмента, его изнашиванию и поломке.

Успешному отводу стружки и продуктов изнашивания инструмента способствуют хорошие моющие свойства СОЖ (т.е. способность ее смачивать частицы стружки и частицы износа, препятствовать слипанию и привариванию их к поверхности инструмента и обрабатываемой заготовки).

Уменьшение сил резания и трения достигается за счет использования смазывающих свойств СОЖ, а также свойств, способствующих резанию. Эти свойства создаются за счет добавления в СОЖ соответствующих присадок и поверхностно-активных веществ.

Каждая из присадок способствует возникновению своей пленки, которая образуется и сохраняется при вполне определенных условиях, являющихся результатом совокупного влияния ряда факторов, причем каждая из присадок в присутствии другой действует активнее.

Эффективность действия СОЖ по уменьшению сил резания и трения удобно оценивать суммарной осевой силой Ро (сумма осевых составляющих сил резания и трения на направляющих) и суммарным крутящим моментом Мк (момент от сил резания и трения на направляющих).

Для большинства СОЖ энергетические затраты на резание и трение изменяются с изменением температуры циркулирующей СОЖ, причем для каждой СОЖ имеется своя зона оптимальных температур с минимальными значениями Ро и Мк, при которых имеют место минимальные вибрации и энергетические затраты. Зона оптимальных температур циркулирующей СОЖ отвечает оптимальным условиям существования химических пленок и оптимальной вязкости, при которой возможно сохранение контактно-гидродинамической смазки. В целях снижения энергетических затрат необходимо поддерживать температуру циркулирующей СОЖ от 30°С до 50°С.

Отвод тепла при глубоком сверлении (растачивании) с помощью СОЖ решается попутно, наряду с главным назначением СОЖ — отводом стружки. Имеют место некоторые трудности, связанные с циркуляцией большого количества СОЖ в единицу времени, что приводит к ее нагреву. И отвод тепла производится преимущественно путем конвективного теплообмена между нагретыми поверхностями заготовки и инструмента и потоком СОЖ. Интенсивность отвода тепла в значительной степени зависит от теплопроводности СОЖ, ее расхода и скорости перемещения, разности температур охлаждаемых поверхностей и потока СОЖ. Для поддержания оптимальной температуры СОЖ станки для глубокого сверления и растачивания следует снабжать теплообменниками. А перед началом выполнения операции до начала резания следует прогреть СОЖ циркуляцией в системе до 30ч50°С (особенно это необходимо делать в холодное время года). Сверление отверстий диаметром до 30 мм, с отношением L/Dо ? 100 при температуре СОЖ ниже 20°С практически невозможно из-за неустойчивости процесса резания и поломок инструмента. При повышении температуры выше 50ч60°С возникают интенсивные вибрации инструмента, СОЖ испаряется, ухудшаются санитарно-гигиенические условия, возможно возгорание паров СОЖ. Кроме этого, усиливается окисление СОЖ, вследствие чего она теряет свои свойства.

Масляные СОЖ широко применяются при обработке глубоких отверстий. До последнего времени при обработке применялся сульфофрезол — осерненное минеральное масло коричневого цвета, состоит из веретенного масла с добавлением нигрола и серы в свободном состоянии и в виде химического соединения. Для снижения вязкости часто добавляют керосин или дизельное топливо. Недостатком сульфофрезола является токсичность.

В настоящее время имеются новые, более эффективные СОЖ:

· МР-3 — светло-коричневое, маловязкое минеральное масло, содержащее жиры, примеси серы и фосфора;

· МР-6 — светло-коричневое, средне-вязкое минеральное масло, содержащее присадки серы и хлора;

· МР-7 — светло-коричневое, средне-вязкое минеральное масло широкого назначения с присадками серы; применяется как заменитель сульфофрезола; недостатком является резкое изменение вязкости при изменении температуры.

Основные физико-химические свойства отечественных СОЖ приведены в табл.1, а на рис.1 даны некоторые результаты их испытаний. Графики на рис.1 указывают на существенное изменение вязкости СОЖ при изменении температуры от 20°С до 50°С.

Источник:
http://stud.wiki/manufacture/3c0a65625a2bd78b4d43a88421206c36_0.html

Сверла для глубокого сверления. Пушечное сверло.

В машиностроении повсеместно применяются детали со значительной длиной и глубокими внутренними отверстиями. Такими деталями являются валы различного функционального назначения, оси, шпиндели. Для получения таких отверстий применяют глубокое сверление отверстий в металле.

Отметим, что в технологии металлообработки глубоким называют сверление, при котором длина отверстия составляет пять и более его диаметров.

Глубокое сверление может выполняться для получения как сквозных, так и глухих отверстий.

Технология глубокого сверления является довольно сложным процессом, поскольку приходится преодолевать одновременно несколько трудностей:

  1. Во-первых, возникают сложности с отведением от обрабатываемой детали металлической стружки, а также с подачей смазывающе-охлаждающей жидкости.
  2. Во-вторых, довольно сложно обеспечить подачу и центровку сверлильного инструмента с достаточной точностью.

Для выполнения работ по получению глубоких отверстий применяется специализированный инструмент для сверления отверстий. Одним из типов такого инструмента является пушечное сверло.

Что такое, и для чего предназначено пушечное сверло

Пушечное сверло — это режущий инструмент преимущественно цилиндрической формы с переменным по длине сечением. Оно является инструментом однорезцового вида.

Для отведения отработанной стружки от обрабатываемой детали на поверхности такого сверла имеется выемка с сечением в форме буквы V. Данная проточка выполнена по внешней поверхности сверла.

В общем случае, при помощи пушечного сверла возможно получить отверстия с диаметром в диапазоне от 0,5 миллиметров до 10 сантиметров. Специальное отверстие для подвода смазывающе-охлаждающей жидкости обычно отсутствует. Сверление производят на малой частоте вращения металлообрабатывающего агрегата.

В рабочей части пушечное сверло имеет форму полукруга. Плоская поверхность полукруглого стержня является передней поверхностью сверла. Под прямым углом к оси сверла на торце стержня образуется режущая кромка. Задний торец инструмента имеет плоскую наклонную под углом 10-20 градусов форму.

Для обеспечения более точного направления опорная поверхность пушечного сверла имеет цилиндрическую форму. На опорной поверхности выполняются лыски под 35-40 градусов, а также обратный конус 0,04-0,05 миллиметров на 10 сантиметров длины. Эти мероприятия способствуют уменьшению трения инструмента о внутренние стенки обрабатываемой детали.

Для удаления стружки, образовавшейся в процессе резания, приходится регулярно выводить сверло из детали. Геометрия сверла способствует тяжелым условиям работы инструмента, что уменьшает его долговечность и снижает точность процесса резания.

Отметим, что в современной металлообработке есть более точные и производительные способы получения глубоких отверстий. Обработка детали пушечным сверлом считается устаревшим и малоэффективным методом глубокого сверления.

Виды сверл для глубоко сверления

В сегодняшней технологии металлообработки применяют несколько типов сверл для глубокого сверления деталей.

Рассмотрим основные их типы:

    • Пушечные сверла. Характеристики данного типа сверл были рассмотрены выше. В последнее время выпускается инструмент с несколько измененной формой по отношению к традиционной. Это позволяет повысить производительность процесса и качество обрабатываемых деталей. Есть смысл применять пушечные сверла при обработке отверстий небольшого диаметра. Длина отверстий обычно не более 40 диаметров. Точность по IT9, а чистота поверхности составляет 0,09 – 3,5 мкм.
    • Ружейное сверло, выполненное как единое целое. Их еще называют монолитные сверла, поскольку они выполнены цельно из твердосплавного материала. Для подвода смазывающе-охлаждающей жидкости внутри сверла имеется специальный проход. Стружка и СОЖ отводятся от детали через наружную винтовую канавку. Их применяют для сверления отверстий до 100 миллиметров. Глубина – до 100хD. Инструмент получил такое название, поскольку раньше его применяли для обработки стволов огнестрельных орудий.
    • Ружейное сверло, выполненные по технологии фиксации режущих пластин из твердого сплава методом пайки. Как и другие сверла этого типа обеспечивают высокую точность размеров с минимальным отклонением оси сверления.
    • Ружейное сверло, имеющее дополнительные режущие пластины. Такие сверла делают процесс резания более производительным.
    • Спиральные сверла с цилиндрическим хвостовиком. Производятся согласно требованиям ГОСТ 886-77. Они имеют удлиненную режущую часть, которая может быть выполнена цельно из быстрорежущей стали либо иметь твердосплавные пластины. Подвод СОЖ может быть как изнутри, так и снаружи. Хвостовик может также иметь цилиндрическую форму.
    • Перовые сверла. Их используют для сверления неглубоких отверстий ступенчатой формы.
    • Эжекторные сверла. Используют для сверления глубоких отверстий в металлообрабатывающих аппаратах с размещением режущего инструмента в горизонтальной плоскости.
Читайте также  Как выпаивать радиодетали из плат: 4 лучших метода

Важные особенности сверления глубоких отверстий

Глубокое сверление отверстий в металле является специфическим процессом металлообработки и требует соответствующего подхода. Эту операцию следует выполнять на специально предназначенных для этого станках для глубокого сверления.

Важной особенностью процесса является точная центровка инструмента и исключение отклонения сверла по оси. Необходимо исключить биение инструмента. Чтобы получить отверстие с точными размерами и качественной поверхностью важно обеспечить место обработки достаточным количеством СОЖ.

Канавки для отвода стружки должны быть гладкими, чтобы обеспечить своевременный отвод стружки из зоны обработки.

Сверление глухих отверстий отличается в сторону усложнения тем, что в процессе работы нужно постоянно контролировать глубину отверстия. Для глубоких отверстий это вызывает некоторую сложность.

Выбор инструмента для глубокого отверстия

В первую очередь инструмент для глубокого резания должен соответствовать агрегату, на котором вы собираетесь производить операции резания. Хвостовик должен соответствовать патрону станка или автомата. Причем сверла для глубокого сверления должны обязательно устанавливаться на специально предназначенные для этих операций агрегаты.

Если при обработке нужно жестко исключить отклонение оси при сохранении высокой точности, лучше использовать цельное твердосплавное ружейное сверло.

Если обрабатываемый материал при обработке распускается на длинную стружку, следует применять инструмент со стружечными канавками с высокой чистотой поверхности. При работе с алюминиевыми сплавами используйте инструмент с одним лезвием и заточкой режущей кромки под 180 градусов.

В остальном следует выбирать инструмент в зависимости от длины и диаметра необходимого отверстия.

Расчёт длины однолезвийного сверла

Основные этапы сверления глубоких отверстий

Сверление глубоких отверстий в металле обычно выполняют в такой последовательности:

  1. Производится сверление в детали подготовительного отверстия с немного меньшим диаметром с допуском Н8.
  2. Основной обрабатывающий инструмент запускают на низких оборотах и медленно перемещают к торцу детали.
  3. Постепенно выводят инструмент на необходимые по технологии обороты и начинают подвод смазывающе-охлаждающей жидкости.
  4. Производят сверление детали на необходимую глубину. При этом инструмент не уводят из отверстия.
  5. Если по технологии используется инструмент значительной длины, то первую четверть реза выполняют на сниженной частоте вращения. Остальную часть отверстия вырезают на номинальной частоте вращения.
  6. При достижении необходимого значения глубины прекращают подачу смазочно-
  7. охлаждающей жидкости к инструменту.
  8. Затем сверло быстро отводят из зоны сверления и останавливают работу агрегата.

Данная технология является стандартной и может отличаться в зависимости от применяемого инструмента и металлообрабатывающих аппаратов.

Источник:
http://sverlim.pro/sverla-dlya-glubokogo-sverleniya/

Глубокое сверление

Глубокое сверление применяется, главным образом, при обработке шпинделей металлообрабатывающих станков для. сверления центрального сквозного отверстия, концентричного по отношению наружной поверхности и предназначенного для, облегчения веса конструкции, контроля внутренней части шпинделя от возможных раковин и других дефектов и для выполнения работ из прутка на револьверных «ганках и автоматах, в которых отверстие служит для пропуска шлифованной штанги, приводящей в движение цангу с прутком.

В револьверных станках и автоматах это отверстие выполняется более тщательно, чем в токарных станках.

Глубокое сверление производится или на токарных станках (короткие отверстия), или на станках типа 2953 и 268, специально предназначенных для глубокого сверления (фиг. 105).

Фиг. 105. Станок для глубокого сверления.

Станок типа 2953 двухшпиндельный, предназначен для сверления отверстий диаметром от 20 до 40 мм, длиной до 1000 мм; число оборотов шпинделя от 335 до 9350 в 1 мин.; мощность мотора — 15,6 Квт.

Станок типа 268 может производить сверление на глубину 2600 мм 1: до 3700 мм.

Числа оборотов шпинделя от 15 до 172,

Мощность трёх моторов 11,6 Квт.

Преимущества специальных станков:

1) осуществление механической подачи сверла, закрепляемого в задней бабке;

2) подвод охлаждающей жидкости к режущей кромке с давлением 5—6 aтм и более, что обеспечивает удаление стружки из глубокого отверстия.

Применяемый для глубокого сверления инструмент — сверло ( фиг. 106) — состоит из штанги 2 длиной L — 1,5—2 м (в зависимости от длины шпинделя), имеющей две канавки для отвода стружки и две канавки для трубок, подводящих охлаждение.

Фиг. 106. Сверло для глубокого сверления.

На конце штанги закрепляется клином с винтами специальная режущая пластина из быстрорежущей стали, имеющая на режущей грани канавки для разламывания и размельчения стружки; эти канавки облегчают удаление стружки охлаждающей жидкостью.

Такие свёрла применяются для диаметров от 28 до 145 мм.

Для меньшего увода оси отверстия рекомендуется сверлить шпиндели с двух сторон. Обычно применяются следующие режимы: скорость резания 18 — 22 м/мин, подача 0,12 — 0,20 мм/об шпинделя.

Для изготовления небольших отверстий можно применять токарные и револьверные станки со спиральными свёрлами, по с подводом охлаждения (фиг. 107);

Фиг. 107. Спиральное сверло с охлаждением.

однако работать спиральным сверлом при глубоких отверстиях трудно, так как его приходится часто извлекать для удаления застрявшей стружки и, кроме того, оно недостаточно прочно и не обеспечивает соблюдения направления отверстия.

Вместо спиральных свёрл лучше применять пушечные свёрла (фиг. 108), которые не имеют центральной перемычки, что облегчает резание. Вершина сверла смещена на 1/4 диаметра, благодаря чему образуется конус, направляющий сверло.

Сверлению пушечным сверлом предшествует предварительное засверливание на некоторую глубину спиральным или перовым сверлом, что должно быть выполнено как можно тщательнее во избежание увода сверла в сторону.

Режимы резания при работе пушечными свёрлами:

скорость 30 — 40 м/мин, подачи 0,01—0,02 мм/об; при таком режиме получается мелкая стружка, которая легко удаляется охлаждающей жидкостью.

Существенный недостаток пушечных свёрл — это малая производительность.

Фиг. 108. Пушечное сверло.

Источник:
http://tehnologija-obrabotki-metallov.ru/glubokoe-sverlenie.html

Технологии и оборудование для сверления и обработки глубоких отверстий в металлических заготовках

Инструменты и оборудование для сверления металлов

Для сверления металлов применяют следующие основные инструменты и оборудование.

  1. Бытовые и промышленные дрели.
  2. Держатели для них, жестко фиксирующие инструменты и обеспечивающие возможность плавной и точной их подачи.
  3. Портативные сверлильные станки.
  4. Стационарные станки для сверления металла (вертикального и горизонтального типов, глубокого сверления и пр.).
  5. Различные сверла по металлу.

Фотография №2: портативный сверлильный станок ECO.50-T на магнитном основании

Технологии сверления отверстий в металле, применяемые в быту

В быту для сверления отверстий металле применяют три технологии. Заготовки и листы зажимают при помощи струбцин и тисков. Чаще всего в домашних условиях используют обычные бытовые дрели и цилиндрические спиральные сверла.

Обычное сверление

Эта технология сверления металла знакома каждому.

  1. Происходит разметка.
  2. Отверстие намечают при помощи молотка и кернера.
  3. Заготовку зажимают в тисках или при помощи струбцины.
  4. Сверло нужного диаметра вставляют в патрон дрели и зажимают.
  5. Инструмент центрируют.
  6. Высверливают сквозное или глухое отверстие.

Фотография №3: сверление металла в домашних условиях

Рассверливание

Рассверливание металла — это технология, направленная на увеличение диаметра ранее проделанного отверстия. Для этого берут сверла больших диаметров.

В домашних условиях отверстия обычно приходится рассверливать поэтапно, постепенно увеличивая диаметр используемых инструментов. Это связано с тем, что мощности бытовой дрели во многих случаях недостаточно для просверливания отверстий больших диаметров в толстых заготовках. Кроме этого поэтапный подход уменьшает осевое давление на сверла. Это значительно уменьшает вероятность поломок.

Изображение №1: принцип сверления отверстий больших диаметров в толстом металле в домашних условиях

Уменьшение диаметров глубоких частей отверстий

При этой технологии сверления вначале просверливают неглубокое отверстие большого диаметра, а затем используют инструменты меньшего размера. Технология выглядит так.

Изображение №2: технология уменьшения диаметров отверстий в металле

Шлифовка радиальных поверхностей

Для получения результатов высокой точности обработки и минимальной шероховатости поверхности применяют технологию хонингования. Она основана на особой конструкции хонинговальной головки, которая связана со шпинделем шарнирно и способна самостоятельно ориентироваться по конфигурации обрабатываемого отверстия.

В результате большой вылет шпинделя не может оказать влияния на точность обработки и степень шероховатости. Однако при хонинговании невозможно производить коррекцию положения оси отверстия. Поэтому каждый раз требуется выполнение предварительного зенкерования или резцового растачивания.

Одновременное выполнение двух этапов работ возможно на внутришлифовальных станках, но большой вылет шпинделя не позволяет достигать таких результатов, которые обеспечивает технология хонингования.

Читайте также  Как закалить пружину: правила работы в домашних условиях

Технологии сверления отверстий в металле, применяемые в промышленности

В промышленности применяют более сложные виды сверления металла. Используют массивные двуручные дрели и специальные станки для сверления металла (портативные и стационарные).

Расскажем об особенностях различных технологий сверления металла на производстве.

Технология глубокого сверления металла

Глубоким называется сверление в металле отверстия, длина которого в 25 и более раз превышает диаметр. Эта операция требует принудительного периодического удаления стружки и применения смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ). Они нужны для охлаждения инструмента и заготовки для исключения поломки и деформации.

Процесс глубокого сверления металлов предполагает использование разных СОЖ. Их выбирают в зависимости от материалов заготовок. Перечислим наиболее эффективные смазочно-охлаждающие жидкости.

Фотография №4: глубокое сверление с применением смазочно-охлаждающей жидкости

Для глубокого сверления чаще всего применяют спиральные и корончатые сверла по металлу. СОЖ добавляют вручную или при помощи систем автоматической подачи, которыми оснащены специализированные станки.

Технология глубокого сверления металла не предполагает спешки. Периодически процесс останавливают, извлекают сверло и принудительно удаляют стружку. При использовании спиральных инструментов, глубокое сверление проводят поэтапно, постепенно расширяя отверстие до нужного диаметра.

Технология сверления толстых листов металла

Для сверления толстых листов металла обычно используют либо конусные (для отверстий диаметром до 30 мм), либо корончатые сверла (для отверстий больших диаметров). Ими оснащают сверлильные станки или мощные дрели. Главное требование — оборудование должно поддерживать режим работы на самых низких оборотах.

Фотография №5: корончатые сверла по металлу

Технология сверления толстых листов металла корончатыми сверлами отличается высокой эффективностью. Энергозатраты минимальны. Отверстия после сверления коронками получаются гладкие и точные.

Технология сверления тонких листов металла

Для сверления тонких листов металла обычно применяют конусные сверла. При такой технологии диаметр увеличивается постепенно. Листы не деформируются.

Фотография №6: сверление тонких листов металла стандартными конусными сверлами

При наличии конусных сверл ступенчатого типа берут именно их. Ступени с отметками упрощают сверление большого количества отверстий определенного или разных диаметров в одном листе металла.

Фотография №7: сверление тонкого листа металла конусным ступенчатым сверлом

Особенности сверления сквозных отверстий в металлических заготовках

Главная особенность сверления сквозных отверстий в металлических заготовках — необходимость защиты поверхности верстака, столешницы или станка от выхода сверла далеко за границы заготовки. Чтобы избежать повреждения инструментов, мебели и оборудования, мастера применяют следующий способы.

  1. Используют верстаки с отверстиями.
  2. Подкладывают под заготовку деревянный брусок или металлическую деталь с имеющимся отверстием для свободного прохода сверла.
  3. Снижают скорость резания при завершении сверления.

Фотография №8: использование деревянной подкладки при сверлении металла

Особенности сверления глухих отверстий в металлических заготовках

Глухие отверстия просверливают на определенную глубину. Для ее установки есть следующие методы.

  1. Использование линеек, имеющихся на станках.
  2. Установка на сверла втулочных упоров.
  3. Ограничение длины сверл при помощи патронов с регулируемыми упорами.

Фотография №9: сверло с установленным втулочным упором

Современные станки оснащены автоматизированными системами подачи. При ее наличии технология сверления глухих отверстий в металле значительно упрощается. Нужно всего лишь задать параметры резания.

Обратите внимание! При проделывании длинных глухих отверстий в толстых заготовках необходимо несколько раз прерывать процесс сверления металла для принудительного удаления стружки.

Технологии сверления сложных отверстий в металлических заготовках

Половинчатые отверстия на краях заготовок сверлят так.

  1. Зажимают в тисках две заготовки или заготовку с подкладкой, плотно прижатые друг к другу.
  2. Центрируют сверло в нужном месте на стыке деталей.
  3. Просверливают полное отверстие.

Сверление цилиндрических заготовок по касательным — более сложный процесс. Он проходит в два этапа.

  1. Подготавливается перпендикулярная отверстию площадка с применением фрезерования или зенковки.
  2. Высверливается отверстие.

Технология сверления отверстий в металле под углом выглядит так.

  1. Подготавливается площадка.
  2. Между плоскостями под нужным углом надежно закрепляется подкладка.
  3. Отверстие высверливается.

В полые заготовки перед сверлением помещают подкладки из древесины. Отверстия с уступами проделывают при помощи описанных в начале статьи технологий рассверливания и уменьшения диаметра отверстий.

Осторожность — добродетель

При сверлении глубоких отверстий наращивание до полной скорости и подач может создать проблемы безопасности и поставить под угрозу работу.Таким образом, многие из стандартных рекомендаций по универсальным сверлам T-A можно обобщить в одной фразе: осторожно подходите к пилотному отверстию.

Приближение к уже существующему отверстию осторожно помогает избежать образования рубцов или повреждений. Это позволяет полям сверла взаимодействовать с материалом до того, как вы наберете скорость. Отверстие начинает действовать как втулка, которая удерживает сверло в центре и обеспечивает качество деталей.

Источник:
http://instanko.ru/osnastka/glubokoe-sverlenie.html

Технология сверления больших и маленьких отверстий

Обзор технологии сверления отверстий в металле. Как вставить и вытащить сверло из дрели, или шуруповерта. Варианты использования смазки. Выбор режима работы в зависимости от материала. Сверление глубоких и больших отверстий. Высверливание точечной сварки.

Сверление отверстия в металле – распространенная технологическая процедура, которую можно выполнять с помощью различного оборудования. Методы выполнения работ различаются в зависимости от заданной глубины, диаметра, типа поверхности, а также необходимой точности.

Методы сверления в зависимости от типа отверстия

Грамотная подготовка и правильный подбор оборудования поможет просверлить отверстия в металле высокого качества. Кроме того, на эффективность операции влияет надежность сверл и используемого оборудования.

Рассмотрим основные виды отверстий и методы их обработки:

  1. Сквозные. Данный тип характеризуется полным проходом через обрабатываемую заготовку. В процессе выполнения работ необходимо внимательно следить за подачей сверла: при выходе из отверстия сопротивление материала уменьшается. Если ничего не менять, инструмент резко опустится, что может привести к его заклиниванию или поломке. Чтобы этого не произошло, используют специальные методы защиты столешницы или верстака. Это может быть многослойная подкладка из дерева и металла или обычный брусок со сквозным отверстием. При использовании станков на финальной стадии процесса токари рекомендуют переходить на ручную подачу. Для обработки тонкостенных конструкций используют перьевые сверла, поскольку классический спиральный инструмент может повредить кромки детали.
  2. Глухие. Сложность получения подобных отверстий заключается в необходимости контроля глубины. Современные станки оснащены системой контролируемой подачи. Это позволяет получать отверстие заданной глубины без использования вспомогательных инструментов. Альтернативным способом является использование втулочного или регулируемого упора. Можно воспользоваться линейкой или специальным глубиномером. Последний вариант не пользуется популярностью, поскольку он требует вывода сверла и удаления стружки для измерения глубины, что влияет на производительность работ.
  3. Сложной формы. Если возникает необходимость в сверлении отверстия, расположенного у края детали, мастеру следует подготовить вторую заготовку с аналогичными размерами. Две детали соединяют между собой, зажимают в тисках и приступают к работе.

Вторая заготовка должна быть выполнена из того же материала. В противном случае инструмент будет смещаться относительно оси сверления в сторону более мягкого металла.

К сложной обработке относят сверловку цилиндрических поверхностей. При выполнении подобных работ обязательно используют древесную или пробковую прокладку.

  1. С уступами. Сверловка выполняется с помощью двух техник: рассверливанием или уменьшением диаметра. В первом случае используют несколько сверл, от меньшего к большему. Во втором случае проход выполняют с помощью инструмента, обладающего наибольшим диаметром. Затем используют сверла меньшего размера с постепенным углублением в заготовку.
  2. Большого диаметра. Эта процедура считается очень трудоемкой. При обработке заготовок, толщина которых не превышает 8–10 мм, используют конусно-ступенчатые сверла. Данный инструмент позволяет выполнить проход диаметром 40–50 мм. На металлообрабатывающих предприятиях используют специальные биметаллические коронки. С их помощью можно получить отверстие диаметром до 100 мм. Кольцевое сверление выполняют на низких оборотах. Данную процедуру считают менее трудоемкой.

Особенности выполнения глубоких отверстий будут рассмотрены ниже.

Приспособления для облегчения процесса

В качестве смазки для сверления металла в домашних условиях используют:

  • Технический вазелин – для мягких материалов.
  • Мыльный раствор – для алюминия.
  • Скипидар со спиртом – для силумина.
  • Смесь масел – для инструментальных и легированных сталей.

Некоторые мастера предпочитают использовать универсальный состав, который включает в себя хозяйственное мыло (200 г) и моторное масло (20 г). Компоненты смешивают и кипятят до получения однородной эмульсии.

Использование смазочно-охлаждающих жидкостей промышленного производства позволяет повысить скорость сверления различных сортов металла. Например, при обработке нержавейки производительность увеличивается на 30 %. Для чугуна этот параметр увеличивается до 40 %.

Как правильно просверлить отверстие

Для получения качественного отверстия мастер должен знать особенности эксплуатации сверлильного инструмента, а также тонкости подготовки поверхности перед работой.

Как вставить или извлечь сверло из инструмента

Современные приспособления для сверления оснащены кулачковыми патронами. Они состоят из следующих элементов:

  • металлического корпуса;
  • зубчатого кольца, которое вращается вокруг внешней части патрона;
  • кулачков, расположенных внутри узла;
  • зажимного ключа.

Кольцо вращается вокруг оси приспособления. В процессе движения кулачки сближаются, зажимая хвостовую часть сверлильного инструмента. Так вставляют сверло в дрель. Такая конструкция отличается высокой надежностью благодаря простоте исполнения. Кроме того, она позволяет использовать сверла любого диаметра. Чтобы вытащить сверло из дрели, необходимо повернуть кольцо в обратную сторону. Кулачки разойдутся, что позволит достать инструмент.

Профессиональные дрели оснащают быстро- или самозажимными патронами. Их конструкция схожа с аналогичными узлами перфоратора. Вместо зубчатого кольца используется подвижная гильза, вращаемая вручную. Некоторые модели имеют ограничитель сжатия кулачков.

Разметка будущего отверстия

Для повышения точности работ используют технологию предварительного сверления. При смещении от центра с помощью зубила делают насечки, которые направляют сверло в нужную сторону.

Шаблон удобно использовать при обработке нескольких заготовок. Например, для одновременного сверления нескольких листов, соединенных струбциной.

Читайте также  Станок для заточки ножей своими руками фото, видео

Для получения точного отверстия, расположенного под определенным углом, используют специальные кондукторы. Они представляют собой планку небольшого размера с шаблонами для отверстий. Кондукторы применяются во многих отраслях промышленности. Сейчас существует множество видов, среди которых:

  • накладные;
  • поворотные;
  • универсальные;
  • скользящие;
  • закрепляемые.

Выбор режима и скорости

Красивая и длинная стружка говорит о том, что параметры сверления выбраны правильно.

Можно ли использовать победитовое сверло

Победит представляет собой твердый сплав на основе карбида вольфрама и кобальта. Его твердость сопоставима с алмазом.

Победитовая напайка на сверлах используется для дробления прочных материалов: камня, кирпича или бетона. Учитывая тот факт, что сверление отверстий в металле основано на принципе резания, лучше использовать классические приспособления из инструментальной стали.

Использование победитового сверла для обработки металлических изделий приведет к быстрому износу напайки.

Как не затупить сверла

Нарушения режима эксплуатации сверл ведет к потере режущих качеств. Это связано с чрезмерным нагревом его поверхности, что вызвано силой трения.

При сверлении отверстий не следует превышать рекомендованное число оборотов. Большинство моделей ручных инструментов не оснащено механизмом регулировки вращения шпинделя, поэтому выход один – не давить на кнопку включения изо всех сил. Скорость вращения сверла можно оценить визуально: если спиральные каналы не сливаются в одно целое, скорость вращения не превышает 1000 об/мин.

При сверлении отверстий в толстостенных заготовках необходимо использовать охлаждающие жидкости.

Как и чем сверлить глубокие отверстия

Необходимо следить за своевременным удалением побочных продуктов сверления. Они способны закупорить каналы и привести к поломке сверла. Небольшую заготовку можно просто перевернуть – стружка под действием силы тяжести выпадет из отверстия. Для массивных деталей существуют специальные приспособления с магнитными наконечниками.

Для домашних работ лучше приобрести направляющие для дрели. Это удобный опорный механизм, который неподвижно фиксирует инструмент, что позволяет сверлить отверстия с высокой точностью.

При отсутствии направляющей необходимо внимательно следить за перпендикулярностью расположения сверла. Малейшее отклонение способно сломать инструмент или повредить обрабатываемую деталь.

Особенности сверления отверстий большого диаметра

Просверлить отверстие большого диаметра – достаточно сложная задача даже для опытного токаря. Как было сказано выше, в качестве рабочего инструмента используется конусно-ступенчатое сверло или корончатая насадка.

Альтернативный способ сверления большого отверстия в металле заключается в использовании нескольких сверл с переходом от меньшего к большему.

Специалисты рекомендуют использовать коронки. Несмотря на высокую себестоимость процедуры, она позволяет получить более точные отверстия.

Способы высверливания точечной сварки

Сверла для высверливания точечной сварки – самый эффективный и аккуратный способ разъединения элементов. Работы выполняются на малых оборотах. В противном случае сверло быстро перегреется, что снизит остроту режущих кромок.

Диаметр инструмента не превышает 9 мм. От классической конструкции сверла отличаются специальными выступами, которые заточены под конус. Это позволяет выдержать угол 90º в процессе сверления детали. Таким образом, отсутствует необходимость в выполнении центровки.

Некоторые мастера предпочитают использовать режущие коронки. Они объясняют свой выбор тем, что острие сверла хуже прорезает закаленную часть точечной сварки.

Сверление отверстий в металле – достаточно сложная процедура, которая не терпит нарушений технологических требований. Режим выполнения работ зависит от диаметра и типа отверстия. Как вы считаете, можно качественно выполнить работу с помощью ручного инструмента без вспомогательных приспособлений? Напишите Ваше мнение в блоке комментариев.

Источник:
http://wikimetall.ru/metalloobrabotka/sverlenie-otverstij-v-metalle.html

Сверла для глубокого сверления – пушечные, ружейные, эжекторные

Пушечное сверло представляет собой инструмент, при помощи которого выполняется сверление сквозных и глухих отверстий, отличающихся значительной глубиной. Отверстия данного типа выполняются в валах различного назначения, в шпинделях, а также в других деталях, характеризующихся значительной длиной. С этой целью используются не только пушечные сверла, но и, в частности, однокромочные и двухкромочные сверла с внутренним отводом стружки. Сверление с помощью последних отличается невысокой производительностью, но при этом выполняемые глубокие отверстия характеризуются высокой чистотой, точностью геометрических параметров и прямолинейностью.

Процесс глубокого сверления на токарно-фрезерном центре

Особенности сверления глубоких отверстий

Сверление называется глубоким в том случае, если глубина выполняемого отверстия превышает пять его диаметров. Данная технологическая операция отличается высокой сложностью и трудоемкостью, а главным условием ее качественного выполнения является эффективное охлаждение используемого инструмента, которое, как правило, осуществляется под давлением.

Чтобы качественно и точно выполнить глубокое сверление, очень важно обеспечить правильное направление инструмента в самом начале обработки. Для этого используют специальную кондукторную втулку или осуществляют такую процедуру по предварительно выполненному отверстию меньшего диаметра.

В силу технических сложностей глубокое сверление следует выполнять на специальном оборудовании

Сверло, используемое для глубокого сверления, нельзя вращать на полных оборотах вне самой обрабатываемой детали: это может привести к смещению режущей части с требуемой траектории. Кроме того, при сверлении глубоких отверстий с помощью длинного сверла создаются неблагоприятные условия для отвода стружки из зоны обработки, что также может привести к уводу инструмента от заданного направления.

Типы сверл для глубокого сверления

В качестве сверл для глубокого сверления могут быть использованы:

  • спиральные с цилиндрическим хвостовиком, параметры которых регламентирует ГОСТ 886-77 (по своей конструкции спиральные сверла с цилиндрическим хвостовиком относятся к инструментам длинной серии, при помощи которых создают отверстия с глубиной, превышающей величину, равную 15 диаметрам);
  • ружейные, режущая часть которых полностью выполнена из твердого сплава;
  • ружейные, на режущей части которых твердосплавные пластины фиксируются при помощи пайки;
  • ружейные, оснащенные не только основными, но и промежуточными твердосплавными пластинами;
  • эжекторные, которые используются для выполнения глубокого сверления на станках с горизонтальным расположением режущего инструмента;
  • пушечные, на поверхности которых имеется V-образная канавка, предназначенная для удаления стружки (обработка при помощи сверл данного типа является устаревшим методом получения глубоких отверстий).

Сверла для глубокого сверления

Спиральные сверла с цилиндрическим хвостовиком, производимые в соответствии с требованиями, которые приводит ГОСТ 886-77, отличаются удлиненной рабочей частью. В соответствии с положениями вышеуказанного стандарта от 77-го года, такой удлиненный инструмент может полностью изготавливаться из быстрорежущей стали или оснащаться режущими пластинами, выполненными из твердого сплава.

ГОСТ 886 от 77-го года также оговаривает, что охлаждение сверл данного типа может обеспечиваться за счет не только наружного, но и внутреннего подвода СОЖ. Спиральные сверла, как указывает ГОСТ 886-77, могут производиться не только с цилиндрическим хвостовиком, но и с хвостовиками конического типа. Сам процесс глубокого сверления, осуществляемый посредством таких сверл, может выполняться как с их периодическим извлечением из выполняемого отверстия, что необходимо для удаления из него образовавшейся стружки, так и без выполнения такой процедуры. Если сравнивать спиральные сверла с ружейными и пушечными, то при использовании первых производительность сверления повышается практически в 8 раз.

Примеры рабочих головок ружейных сверл

Пушечные и ружейные сверла относятся к инструментам однорезцового типа, при помощи которых можно создавать глубокие отверстия с диаметрами, находящимися в интервале 0,5–100 мм. Охлаждение сверл данного типа осуществляется через отверстие, выполненное в их внутренней части, а стружка, образующаяся в процессе обработки, отводится при помощи специальной канавки, выполненной на их наружной поверхности. Пушечные и ружейные сверла, оснащенные режущими твердосплавными пластинами, отличаются конической конфигурацией рабочей части, что обеспечивает лучшее направление инструмента в зону выполнения обработки.

Эжекторные сверла относятся к более современным средствам глубокого сверления. За счет отсутствия стружечных канавок на их наружной поверхности они отличаются высокой жесткостью.

Принцип работы эжекторным сверлом

Как правильно выбрать инструмент

Выбирая сверла для глубокого сверления, следует учитывать целый ряд факторов:

  • диаметр и глубину отверстия, которое необходимо выполнить;
  • характеристики обрабатываемого материала;
  • тип оборудования, которое будет использоваться для выполнения обработки.

Схема расчета длины сверла при работе на универсальном станке

Следует иметь в виду, что аппарат, на который будет устанавливаться такое сверло, должен быть предназначен именно для глубокого сверления.

Перед началом сверления следует выбрать оптимальную скорость вращения и подачи режущего инструмента, а также обеспечить его эффективное охлаждение. Для обработки материалов, которые в процессе их резания образуют длинную стружку, лучше всего использовать сверло с полированными стружечными канавками.

Сверла ружейные могут быть одно- или двухстроннего резания

Этапы технологии

Сам процесс глубокого сверления отверстий выполняется в следующей последовательности.

  • В первую очередь с допуском H8 выполняют пилотное отверстие.
  • Инструмент, вращающийся с небольшой частотой, подводят к поверхности обрабатываемой заготовки.
  • Включают требуемую частоту вращения сверла и скорость его подачи, обеспечивают подачу СОЖ в зону обработки.
  • Отверстие сверлят на требуемую глубину без отвода инструмента.
  • Если для глубокого сверления используется очень длинный инструмент, то первые 25 мм глубины отверстия обрабатывают на пониженных режимах резания – 75% от номинальных.
  • После достижения требуемой глубины сверления отключают подачу СОЖ в зону обработки.
  • Инструмент после окончания сверления ускоренно выводят из зоны обработки и останавливают его вращение.

Существует еще несколько технологий сверления глубоких отверстий, но выше приведена наиболее распространенная из них, которая используется в большинстве случаев.

Источник:
http://met-all.org/oborudovanie/prochee/pushechnoe-sverlo-glubokogo-sverleniya-gost.html