DC170

Благодаря усовершенствованной технологии цельные твердосплавные сверла позволяют выполнять отверстия глубиной до 70xD. Изображения предоставлены Walter USA LLC

Новое слово в глубоком сверлении при изготовлении пресс-форм: читайте авторскую статью с примерами некоторых технологических и конструктивных усовершенствований, которые позволяют оптимизировать процесс глубокого сверления.

Пресс-формы для литья пластмасс изготавливаются из высокопрочных материалов с повышенной жесткостью, чтобы противостоять абразивному износу и выдерживать высокое давление в процессе отливки. При отливке изделий из пластмассы необходимо также учитывать скорость ее охлаждения, поэтому в пресс-форме обычно предусмотрены охлаждающие каналы. Эти каналы, как правило, выполняются при помощи сверл для глубокого сверления, специально предназначенных для получения отверстий со значительным отношением глубины к диаметру. При сверлении отверстий с отношением глубины к диаметру 16х или более необходимы сверла особого типа, кроме того, следует учитывать дополнительные факторы.

Несмотря на то, что сверление ружейными сверлами считается эффективным способом получения подобных отверстий, это в то же время крайне медленный процесс по сравнению с тем, где применяются твердосплавные сверла. Благодаря усовершенствованной технологии сверления такие сверла позволяют выполнять отверстия глубиной до 70хD, что ранее было возможно только при применении ружейных сверл.

При значениях подачи на оборот и скорости резания ружейных сверл их скорость подачи достигает 4–6 дюймов в минуту. Твердосплавные же сверла могут работать при более высоких значениях подачи на оборот и скорости резания благодаря запасу прочности материала, а также геометрии корпуса и вершины сверла. Скорость подачи 35 дюймов в минуту и выше является стандартной при применении цельных твердосплавных сверл. Повышенная скорость подачи приводит к сокращению времени обработки, а также к увеличению производительности – таким образом снижаются затраты на производство.

Ниже приведены примеры некоторых технологических и конструктивных усовершенствований, которые позволяют оптимизировать процесс глубокого сверления.

Допуск диаметра

Рисунок 1 – При глубоком сверлении необходимо соблюдать соответствие углов при вершине и допусков диаметра

Рисунок 1 – При глубоком сверлении необходимо соблюдать соответствие углов при вершине и допусков диаметра

При сверлении отверстий глубиной 16хD и более следует использовать направляющее отверстие. Направляющее отверстие служит для ориентации и стабилизации длинного сверла в начале процесса. Производители сверл предлагают направляющие сверла, специально разработанные для создания таких первоначальных отверстий и имеющие соответствующий угол при вершине и допуск диаметра.

Допуск диаметра направляющего сверла обычно односторонний (плюс-плюс), например, допуск класса p7 по ISO, что позволяет пользователю выбрать направляющее сверло того же номинального диаметра, что и сверло для глубокого сверления (см. рис. 1). С таким допуском размер направляющего отверстия будет обеспечивать правильную поддержку и продвижение сверла без помех.

Угол при вершине

При входе в направляющее или предварительно просверленное отверстие угол при вершине сверла должен быть меньше угла ранее использованного сверла (см. рис. 2). Это необходимо для уменьшения нагрузки на сверло по мере погружения вершины в материал. При равенстве этих углов может произойти скачок воспринимаемого сверлом крутящего момента, в результате чего сверло может начать вибрировать или даже сломаться.

Рисунок 2 – Использование направляющего сверла с правильным углом при вершине повышает производительность сверла и продлевает срок его службы

Рисунок 2 – Использование направляющего сверла с правильным углом при вершине повышает производительность сверла и продлевает срок его службы

Обычно стандартный угол при вершине направляющего сверла составляет 145–150 градусов. Поскольку для отверстия глубиной до 30хD необходимо направляющее отверстие 2хD, сверла с отношением длины к диаметру от 16х до 30х должны иметь угол при вершине 135–140 градусов. Такое соотношение углов обеспечит гармоничное сочетание любого сверла до 30хD со стандартным направляющим сверлом.

Цельные твердосплавные сверла, предназначенные для глубины более 30хD, должны иметь угол при вершине от 125 до 130 градусов. Сверла с данным отношением длины к диаметру не могут использоваться с направляющими отверстиями 2хD. В этом случае перед сверлением направляющего отверстия необходимо выполнить еще одно направляющее отверстие с помощью сверла с соотношением от 16хD до 20xD.

Применение сверл с переменным углом при вершине может привести к несовпадению углов данного и предыдущего сверла, что вызовет сильный скачок крутящего момента при достижении дна направляющего отверстия. Принятие в расчет этих факторов при разработке твердосплавных сверл для глубокого сверления значительно облегчает процесс выбора инструмента, так как пользователю при этом требуется учитывать лишь номинальный диаметр сверла.

Поддержка с помощью ленточек

Рисунок 3 – Расположение второй ленточки в центре спинки сверла обеспечивает более ранний ее заход

Рисунок 3 – Расположение второй ленточки в центре спинки сверла обеспечивает более ранний ее заход

Когда сверло входит в полный контакт с материалом, его направление обеспечивается ленточками – полосками образующей поверхности наружного диаметра сверла, проходящими вдоль винтовой канавки. Для сверл глубокого сверления стандартным вариантом являются две ленточки на режущую кромку. Однако, учитывая геометрию задних углов и паза у вершины сверла, вторая ленточка может находиться недостаточно близко к вершине, вследствие чего она будет входить в материал гораздо позже (примерно от 1 до 2хD). В этот критический период вершина сверла не будет получать достаточной поддержки вплоть до захода второй ленточки (см. рис. 3). Чтобы этого избежать, в новых сверлах было решено сместить вторую ленточку от вспомогательной режущей кромки к середине спинки. Благодаря этому начало второй ленточки оказалось ближе к вершине сверла, что обеспечивает более ранний полный заход ленточки и максимальную поддержку при направлении вершины сверла.

Радиальное или перпендикулярное направление ленточек

Новый подход к конструированию твердосплавных сверл позволил создать инновационный дизайн спинки, обеспечивающий не параллельное, а радиальное или перпендикулярное направление ленточек относительно канавки (см. рис. 4).

Рисунок 4 – Ориентация ленточек перпендикулярно канавке создает бо́льшую площадь ленточки, что обеспечивает лучшую поддержку вершины сверла

Рисунок 4 – Ориентация ленточек перпендикулярно канавке создает бо́льшую площадь ленточки, что обеспечивает лучшую поддержку вершины сверла

Расположение ленточек в радиальном направлении вокруг вершины сверла устраняет необходимость в ожидании захода второй ленточки. Твердосплавный материал обеспечивает поддержку непосредственно за режущей кромкой и по всей ширине спинки, направляя сверло и помогая выполнить максимально прямолинейное отверстие.

Усиленная режущая кромка

Дополнительный твердосплавный материал за режущей кромкой делает сверло прочнее, поскольку этот материал расположен так, чтобы противостоять воздействию основных сил резания. Усиленный дизайн режущей кромки дает два преимущества:

1) повышение производительности благодаря увеличению подачи сверла на оборот и

2) продление срока службы благодаря дополнительному материалу, что предполагает увеличение объемов производства и периода бесперебойной работы оборудования, а также снижение производственных затрат.

Раздвигая границы

Существует множество разных сложных конструкций пресс-форм, но у них есть одна общая особенность – глубокие отверстия, проходящие через всю форму, позволяющие с помощью жидкости контролировать скорость охлаждения пластмассы при ее формовании. Для создания таких отверстий, по которым проходит охлаждающая жидкость, применяются специальные сверла с чрезвычайно высоким отношением длины к диаметру. Благодаря новым разработкам в области материалов, конструкции сверл и технологий обработки, такие сверла способны выполнять отверстия немыслимой ранее глубины. Изготовление сверл из твердого сплава обеспечивает более высокую скорость резания и скорость подачи, что в результате приводит к повышению объемов производства, облегчает работу оператора и приносит бо́льшую прибыль производителю.

Источник: перевод статьи
Machining Deep with Solid Carbide Drills,
MoldMaking Technology

Автор статьи:
Люк Поллок (Luke Pollock),
менеджер по продажам Walter, США



Понравилась статья? Поделитесь: