Система высоконапорного охлаждения для глубокого сверления Сопловая деталь длиной 105 мм, с отверстием диаметром φ6 + 0,12 мм, толщиной стенки 2 мм, шероховатостью поверхности Ra3,2 мкм и соотношением глубины к диаметру 17:1 относится к категории обработки глубоких отверстий; материал детали — GH4169, что делает её труднообрабатываемой. По сравнению с обработкой обычных сталей режущим инструментом срок службы такого инструмента для обработки отверстий в жаропрочных сплавах снижается более чем на 50%, производительность обработки низка, а себестоимость высока. Основные сложности при обработке отверстий в жаропрочных сплавах заключаются в следующем: большие силы резания и высокое энергопотребление станка; полу封闭ная обработка отверстий приводит к значительному тепловыделению при резании, стружка трудно отводится своевременно, отдаляется от режущей кромки, что вызывает интенсивный износ инструмента и затрудняет обеспечение требуемой точности отверстий в жаропрочных сплавах при использовании обычных методов сверления. В процессе обработки отверстий в жаропрочных сплавах скорость износа инструмента значительно выше, чем при обработке обычных сталей, поэтому требуется применение материалов для режущего инструмента с высокими режущими свойствами. Для решения указанных проблем при обработке таких глубоких отверстий необходимо подбирать соответствующее оборудование и инструменты, чтобы обеспечить требуемую точность обработки детали.

　　2. Система высоконапорного охлаждения для глубокого сверления Проектирование и анализ технологических процессов

　　Предприятия, осуществляющие обработку глубоких отверстий деталей, при использовании традиционных методов сверления вынуждены удлинять спиральные свёрла и применять режимы обработки с разрушением стружки; при этом достигаются низкая точность обработки и плохая шероховатость поверхности, низкая производительность, высокая интенсивность трудовой нагрузки на операторов и трудности с обеспечением требуемого качества, а также весьма вероятно возникновение засорения каналов отвода стружки или поломки свёрла, что приводит к ещё более серьёзным затруднениям в процессе обработки. Поэтому целесообразно самостоятельно выбирать специализированные инструменты для обработки глубоких отверстий. При выборе оборудования следует учитывать большое разнообразие типов конструкций выпускаемой нашей компанией продукции, значительные различия в структуре рынка изделий для обработки глубоких отверстий, а также относительно небольшие серийные партии производства; вследствие этого приобретение специализированных станков для обработки глубоких отверстий нецелесообразно. В целях более надёжного обеспечения требуемой точности обработки глубоких отверстий, исходя из реальных условий работы китайского завода, следует подобрать соответствующее обрабатывающее оборудование, способное удовлетворить технические и технологические требования к обработке глубоких отверстий.

　　1. Выбор режущего инструмента

　　Существует множество видов инструментов для обработки глубоких отверстий, таких как пулевидные свёрла, шприцевые свёрла, гильзовые свёрла, твёрдосплавные ротационные свёрла для глубокого сверления, свёрла с внутренним электрическим разрядом для глубокого сверления, а также системы вторичного сухого сверления и др.

　　Сравнив вышеперечисленные типы инструментов для обработки глубоких отверстий и учитывая реальную ситуацию на нашем предприятии, было принято решение использовать систему высоконапорного охлаждения при сверлении глубоких отверстий. Основная конструкция включает твердосплавное сверло, стержень сверла и хвостовик инструмента. Для усиления охлаждения и смазки сверла, а также для обеспечения беспрепятственного отвода стружки в наконечнике пулевого сверла предусмотрены масляные отверстия; в качестве основы используется твердый сплав с высокими показателями вязкости и вибростойкости, а поверхность сверла может быть покрыта TiC или TiN для повышения его твёрдости и износостойкости; в качестве стержня сверла обычно применяется бесшовная стальная труба марки 40Cr. Подача высоконапорного масла осуществляется через центральное отверстие в задней части стержня; после прохождения через отверстие в форме пояса масло попадает в зону резания и, под давлением, вместе со стружкой выводится через пространство между V-образным пазом и стенкой отверстия заготовки. При изготовлении такого типа глубоких отверстий сверление обычно выполняется с передним углом 0°. В данном изобретении точка сверления смещена относительно оси; в процессе сверления перед этой точкой формируется небольшой конус, благодаря чему стружка разделяется на две части уже в зоне сверления, что облегчает её отвод.

　　2. Оборудование

　　Сверло используется для сверления отверстий в центре вращающейся детали. В процессе обработки деталь обычно вращается, а сверло подаётся по прямой линии. Такая технология особенно подходит для обрабатывающих центров, токарных станков и вертикальных станков, оснащённых системами высоконапорного охлаждения, а также для случаев вращения инструмента или детали. Учитывая условия применения ступенчатого сверла и имеющееся у компании оборудование, при обработке данной детали был выбран токарно-фрезерный обрабатывающий центр. Это оборудование обеспечивает вращение детали и оснащено внутренней системой высоконапорного охлаждения, что соответствует требованиям применения ступенчатого сверла и позволяет выполнять сверление.

　　3. Обработка направляющих отверстий сверлом-гантелью

　　Сверло-гантель относится к разновидностям неуравновешенных свёрл; несимметричная форма канавки приводит к неравномерному распределению резательных сил. Чтобы уменьшить радиальные резательные силы, действующие по периферии сверла, необходимо использовать направляющую втулку или направляющее отверстие для их перераспределения. На типовых станках для обработки сверлами-гантелями предусмотрена специальная направляющая втулка; однако в рассматриваемом случае, при выборе токарно-фрезерного обрабатывающего центра, речь идёт о машине, не являющейся специализированным станком с ЧПУ для сверления гантелей, на которой отсутствуют как направляющие втулки, так и соответствующий приспособление, что делает невозможным выполнение требований по проектированию направляющей втулки. В связи с этим автор главным образом рассматривает вариант использования направляющего отверстия при сверлении для обеспечения балансировки резательных сил сверла-гантели. Анализируя обширный массив данных экспериментальных исследований, мы пришли к выводу, что оптимальная глубина направляющего отверстия должна составлять 1–2 диаметра сверла-гантели, а его диаметр следует выбирать на 0,004–0,012 мм больше диаметра сверла-гантели.

　　4. Технологические испытания и анализ

　　Схема технологии обработки глубоких отверстий показана на рис. 3. Для позиционирования и зажима направляющего отверстия на торцевой поверхности детали используется мягкий трёхкулачковый патрон. При сверлении направляющих отверстий свёрла различных производителей применяются с различными режимами резания; при сверлении глубоких отверстий мы выбираем свёрла компании ISCAR, используя различные методы обработки и соответствующие режимы резания.

　　Выше были представлены ключевые сведения, которые необходимо знать о системе высоконапорного охлаждения для глубокого сверления! Если вам требуется дополнительная информация, пожалуйста, свяжитесь с нами в любое время! Наша компания обладает многолетним опытом и всегда рада видеть вас в своих рядах.