Изготовление отверстий: выбор инструмента и приемы Изготовление отверстий – это фундаментальный производственный процесс. Около двух третей всего времени, затрачиваемого на металлообработку, приходится на этот процесс. В настоящее время возможно изготовление отверстий практически любого диаметра, качества и допуска, начиная от отверстий с высоким допустимым отклонением размеров и заканчивая высокопрецизионными отверстиями.

Наиболее часто отверстия изготавливаются для соединения различных крепежных изделий, а также для посадки различных осей или валов. Существует три основных вида посадки изделий: посадка с гарантированным зазором, посадка с гарантированным натягом и переходная посадка, при которой вал или иной элемент закреплен надежно, но без натяга.

В стандарт по количественному определению класса отверстия включаются девять основных характеристик: прямолинейность, округлость, параллелизм, перпендикулярность, позиционирование, концентричность, допуск по диаметру, допуск по форме профиля, квалитет поверхности. Для каждой характеристики производится измерение и сравнение фактических размеров отверстия со стандартом, либо с соответствующим размером теоретического идеального цилиндра.

Изготовление отверстий: выбор инструмента

Выбор наиболее подходящих инструментов и приемов механической обработки являются ключевым фактором успешного изготовления отверстий заданных размеров и требуемого качества наиболее экономически эффективным способом.

Процесс выбора инструмента начинается с определения базовых характеристик выполняемого отверстия, таких как диаметр и глубина, вид отверстия (сквозное, глухое, ступенчатое), геометрия соединения, положение отверстия на изделии, квалитет поверхности, наличие фаски. Кроме того, нужно учитывать характеристики обрабатываемого материала, требуемый объем производства, возможности оборудования и особенности крепежной оснастки, а также требования по использованию смазочно-охлаждающей жидкости.

Большое влияние на выбор инструмента оказывают интересы изготовителей, такие как минимизация расходов на изготовление отверстий, соотношение цены инструмента к количеству обработанных им изделий, уменьшение времени цикла производства, соизмерение объемов производства и производительности цеха или производственного участка.

Отверстия с различными характеристиками требуют различных инструментов для их изготовления. Для изготовления простых отверстий в твёрдых материалах обычно используются сверла. Готовые отверстия можно расточить или рассверлить. Для изготовления сложных или широких отверстий наиболее подходящим решением, как правило, является фрезерование. В зависимости от требуемого качества отверстия окончательные размеры достигаются при помощи растачивания или чистового рассверливания.

Crownloc Plus

Существующие инструменты для изготовления отверстий отличаются широким разнообразием. К примеру, цельные твердосплавные сверла при их использовании на подходящих станках обеспечивают эффективное изготовление прецизионных отверстий малого диаметра. Кроме того, цельные твердосплавные сверла можно повторно затачивать, что снижает затраты на инструмент. Сверла со сменными головками, такие как – Crownloc® от Seco, обеспечивают высокоточное сверление отверстий среднего диаметра, а также удобны своей быстротой при смене режущей головки.  В случае изготовления отверстий большого диаметра сверла с твердосплавными пластинами, такие как Perfomax, могут быть оснащены сменными пластинами из разных сплавов для обеспечения оптимальной производительности при обработке материалов с различными механическими свойствами.

Crownloc Plus

Crownloc Plus

Инструменты чистовой обработки отверстий обладают схожим разнообразием. Для достижения предельного качества отверстия по классу допуска расточные головки черновой и чистовой расточки обеспечивают высокую точность позиционирования. К примеру, такие расточные головки входят в систему Seco A750. Расточные головки обеспечивают высокую точность такой характеристики как прямолинейность, тем самым обеспечивая отличный контроль геометрии отверстия. Если требуется высокий квалитет поверхности, инструменты для чистовой обработки отверстий, такие как расточные резцы марок Bifix®, Precifix™, Xfix™ от компании Seco, представляют собой отличное решение.

Во многих случаях объем производства диктует выбор инструмента и особенности производственного процесса. Если при больших объемах производства целью изготовителя является сведение к минимуму денежных затрат на отверстие, то основное внимание нужно уделить полноте использования имеющегося оборудования, производительности, сокращению времени производственного цикла и надежности продолжительных процессов механической обработки изделий. Этого можно достигнуть, внеся некоторые изменения в программу ЧПУ для изготовления отверстий, с последующей тонкой настройкой параметров резания и шагов обработки внутри программы. Правильный выбор сверлильного и расточного инструмента, предназначенного для определенного типа механической обработки, и его последующее применение по непосредственному назначению обеспечивают высокую надежность производства.

С другой стороны, при малых объемах производства упор делается на гибкость применения инструмента. Концевая фреза с режущим центром обеспечивает эту гибкость, предоставляя возможность обработки изделий разнообразной конфигурации, выполненных из различного материала. Расширенные возможности программы ЧПУ, включая винтовую интерполяцию, предоставляют возможность изготовления отверстий разнообразного размера и характеристик при помощи одного инструмента. После того как получено черновое отверстие, расточка регулируемыми сверлами обеспечит требуемые допуски и чистоту поверхности.

В ситуациях, когда процесс изготовления отверстий является узким местом, правильный подбор инструмента и процесса изготовления отверстий может снизить время простоя в производственном процессе, который происходит из-за медленного цикла обработки, плохого отвода стружки, недостаточной жесткости инструмента, крепежной оснастки и станочного оборудования. Эффективное управление режущей скоростью и подачей является необходимым шагом для уменьшения времени цикла обработки и устранения вибраций, которые могут негативно повлиять на чистоты поверхности. Кроме того, свой вклад в борьбу за производительность внесет использование высокопроизводительных инструментов, предназначенных для изготовления отверстий с определенным набором характеристик и обеспечивающих высокую производительность при обработке материалов определенного типа.

Изготовление отверстий: роль СОЖ

Несмотря на то, что смазочно-охлаждающую жидкость нельзя назвать ни инструментом, ни приемом обработки, её применение является ключевым элементом процесса изготовления отверстий. Поток СОЖ выполняет три основных функции. Он облегчает отвод стружки, который всегда является основной проблемой при изготовлении отверстий. Кроме того, СОЖ охлаждает как инструмент, так и изделие, и это имеет огромное значение, поскольку тепло, выделяемое при резании металла, концентрируется глубоко в отверстии. В заключение, СОЖ смазывает ленточку сверла, которая находится в прямом контакте со стенками отверстия, в результате чего выделяется дополнительное тепло от трения.

Для подачи СОЖ непосредственно на режущие кромки и для вымывания стружки из отверстия лучшим решением является использование сверлильных инструментов, в которых имеются каналы внутренней подачи СОЖ. Если внутренняя подача невозможна, подача должна осуществляться параллельно сверлу, чтобы как можно большее количество охлаждающей жидкости проникало в зону резания. Кроме того, в таком случае может возникнуть необходимость снижения скорости резания на 20% по сравнению с применением внутренней подачи СОЖ.

Правильный выбор наилучшего инструмента и процесса изготовления отверстий способствует высокой продуктивности и повышает экономическую эффективность в применяемом наиболее часто виде механической обработки металла.

Вы можете ознакомиться с новостями по теме в нашей рубрике «Сверление» – мы отобрали для вас пресс-релизы лучших новинок от производителей сверл, а также самые полезные материалы, включая авторские статьи от профессионалов.

Источник материала: перевод статьи
Tooling and Strategies for Holemaking,
Cutting Edge Conversation

Автор статьи-оригинала:
Майк Смит, менеджер по продукции
(растачивание, сверление, EPB)



Понравилась статья? Поделитесь: