Hannibal HCT

Изображение Hannibal Carbide Tool Inc.

В этой авторской статье, подготовленной пишущим редактором журнала SMT Кипом Хэнсоном, производители режущих инструментов рассказывают о преимуществах технологий развертывания.

В 1981 году я настраивал токарный станок Hardinge, чтобы обработать топливные форсунки из нержавеющей стали. По чертежу следовало выполнить глухое отверстие диаметром 6 мм, примерно 50 мм глубиной, с допуском по диаметру +/- 0,0012 мм. Просверлить на такую глубину шансов не было, поэтому я закрепил развертку в держателе Brookfield, выровнял ее по центру, установил длину и нажал кнопку начала цикла. Пока все шло хорошо.

Представьте мое изумление, когда через несколько минут из станка потянулся дымок и раздался ужасный визг застрявшей в отверстии и вращающейся развертки. Заготовка стала оранжевой как мандарин, пока я нашел кнопку аварийного отключения. Очевидно, я просверлил слишком маленькое начальное отверстие, и из-за накопившейся стружки развертка застряла. Мой босс также был не рад перспективе заказывать срочную дорогостоящую доставку новых разверток, не говоря уже о расплавившемся держателе.

Несмотря на этот запомнившийся случай, с того времени я удачно обработал тысячи отверстий. Но за годы многое изменилось. Твердосплавные сверла с двойной ленточкой и подачей охлаждающей жидкости обеспечивают настолько безупречное качество отверстий, что развертывать их зачастую нет необходимости. А высокоточные модульные расточные головки – универсальный вариант для чистовой обработки отверстий для многих небольших цехов и мастерских, которым теперь не нужно обзаводиться развертками всех мыслимых размеров.  Некоторые могут сказать, что старичкам-разверткам уготована судьба диско-музыки и дискет.

Возвращение разверток?

Развертки Seco

Развертки SECO с системой охлаждения

Отнюдь. Майк Смит (Mike Smith), менеджер по инструментальным системам, сверлам и разверткам компании Seco Tools Inc., говорит, что развертывание сейчас находится на подъеме. «Мы видим двузначный рост в соответствующем сегменте нашего бизнеса за последние годы. Особенно в крупномасштабных операциях, когда использование разверток более эффективно с точки зрения затрат, чем сверление, оно становится все популярнее».

Смит соглашается с тем, что базовая геометрия развертки не изменилась за десятилетия, но производители режущих инструментов стали использовать современные покрытия и твердосплавные материалы, которые существенно увеличили срок службы и улучшили эксплуатационные характеристики. Прибавьте к этому развертки со сменными пластинами, которые  способны выполнять отверстия до 400 мм в диаметре, развертки со сменными твердосплавными головками и развертки с микрометрической регулировкой, позволяющие компенсировать износ инструмента и промежуточные размеры.

По словам Смита, большинство тех клиентов, которые занимались рассверливанием деталей до нужного размера, переключились на развертывание. «В результате они  получили увеличенный срок службы инструментов и экономию времени благодаря тому, что им теперь не нужно настраивать расточную головку. Это особенно актуально, когда речь идет о больших объемах производства. Если требуется сделать только 50 отверстий, то, возможно, лучше отдать предпочтение рассверливанию. А если мы говорим о 5000 отверстий и более, то здесь индексируемая система развертывания действительно себя окупит».

Стив Пилджер (Steve Pilger), региональный менеджер по оборудованию для сверления отверстий Kennametal Inc., согласен с вышесказанным. «Обычно развертка используется для допусков в узких пределах, в массовом производстве. Пример – автомобилестроение, где развертки часто применяются при производстве двигателей. В сравнении с расточной оправкой развертка является многозубым режущим инструментом, который может подаваться с гораздо более высокой скоростью. У разверток есть преимущества и по качеству – например, превосходная отделка поверхности и более круглые отверстия».

Как объясняет Пилджер, многозубая конструкция развертки означает, что можно не беспокоиться об износе в одной точке, как это бывает со сверлильными головками с одним наконечником. А глубина сверления на 3-4 диаметра часто приводит к сходу на конус и вибрациям, тогда как у разверток нет такого ограничения. «Просто установите удлинитель, и вы получите красивые круглые отверстия практически любой глубины».

Приверженцы сверления скажут, что развертывание требует большего числа инструментов, по одному для каждого размера. Это справедливо для самых малых отверстий, а многие производители предлагают раздвижные развертки диаметром 8 мм и более. Инструмент серий RMB-E и RHM-E производства Kennametal разворачивается с фиксированным шагом 2 мкм на каждые 30° поворота регулирующего винта, а технология для развертывания Xfix Seco предлагает аналогичный функционал, начиная с диаметра 39,5 мм.

Пилджер предупреждает, что при использовании традиционных раздвижных разверток следует избегать чрезмерного расширения. «Если вы слишком сильно затянете, то потеряете обратный конус. А это значит, что потеряете практически все. Компания Kennametal решила эту проблему, установив встроенный предохранительный упор, который ограничивает расширение до трехкратного предельного допуска инструмента IT6».

Развертки Sandvik

Развертки Sandvik в действии

Рэнди Макичерн (Randy McEachern), специалист по продукции и внедрению компании Sandvik Coromant Canada Inc., объясняет, что развертывание эволюционировало от простых высокоскоростных стальных инструментов до устройств высокоэффективной чистовой обработки отверстий, выполненных из твердых сплавов, металлокерамики и даже поликристаллических алмазов – то есть всего диапазона материалов, используемых в аэрокосмической промышленности, производстве электроэнергии и автомобилестроении.

Инструментальные компании приложили много усилий, чтобы сделать свою продукцию быстрой, предсказуемой и легкой в использовании. По словам Макичерна, например, сверлильные головки часто требуют сборки множества компонентов, и операторам станков требуется пройти обучение, чтобы их использовать. В сравнении с ними развертки гораздо проще устанавливать и эксплуатировать.

В качестве доказательства он указывает на модульную развертку CoroReamer 830 производства Sandvik Coromant. Здесь используется сменная режущая головка, устанавливаемая на хвостовик с конусным соединением. Эта конструкция гарантирует, что радиальное биение не превысит 3 мкм, при этом сохраняется возможность быстрой переналадки.

По его словам, для успешного развертывания очень важно минимизировать биение, для чего рекомендуется всегда использовать высококачественный гидравлический зажимной патрон и свести к минимуму вылет инструмента.

Старший инженер по внедрению компании Hannibal Carbide Tool Inc. из штата Миссури Марк Рубемейер (Mark Rubemeyer) предлагает более простой подход к креплению инструментов, добавляя, что оправка для термического обжима инструментов позволяет избежать отверстий слишком большого размера. «Биение в любом месте – хвостовике, держателе или шпинделе – приводит к вырезанию слишком большого отверстия».

При этом, по его словам, одним из самых популярных способов закрепить развертку остается зажимной патрон. Этот вариант может быть хорош для универсальных работ, но для лучшего развертывания он рекомендует инструмент с хвостовиком Н6 и подачей СОЖ, разработанный специально для термообжимных оправок.

Последняя функция – подача смазочно-охлаждающей жидкости через инструмент – была недоступна во времена моего неудачного опыта с расплавившейся разверткой. Каждый представитель компаний-производителей режущих инструментов, опрошенный при подготовке этой статьи, рекомендовал давление СОЖ не менее 15 бар, хотя никто не спорит, что чем больше, тем лучше, если речь идет об удалении стружки из отверстия.

Геометрия инструмента также играет важную роль при удалении стружки. Для глухих отверстий Рубемейер предлагает прямозубую развертку как наиболее оптимальный вариант удаления стружки из отверстия. Для сквозных отверстий развертка с винтовыми зубьями подходит больше, поскольку они толкают стружку перед инструментом. В обоих случаях достаточная подача чистой водорастворимой смазочно-охлаждающей жидкости – идеальное решение, позволяющее избежать перегрева и преждевременного износа.

Очень часто упускают из виду угол при вершине. В то время как стандартный угол 45° – преимущественно норма для промышленности, говорит Рубемейер, бывают случаи, когда требуется сгладить конец. «В случае увода сверла, например, для выпрямления отверстия пригоден конец развертки с лыской, как на концевой фрезе».

Круговая режущая кромка – другой способ научить старую развертку новым трюкам, как выражается Рубемейер. «Это может обеспечить идеальную обработку поверхности, потому что у зубьев более постепенный переход к внешнему диаметру инструмента. Он устраняет острую точку, в которой в первую очередь и происходит поломка инструмента во время резания».

При этом он предупреждает, что такая особая геометрия – исключение из правила. «Незачем заново изобретать колесо. В девяти случаях из десяти стандартная развертка справится с задачей, для которой она была изобретена – сделать гладкое аккуратное отверстие быстро и без лишних затрат».

За период эволюции от старых станочных разверток из быстрорежущей стали до сегодняшних высокотехнологичных модульных систем стало понятно, что развертки – идеальное решение для большинства производственных задач по обработке отверстий. Развертки прошли испытание временем и становятся все более эффективным режущим инструментом по мере инвестирования производителями в их развитие.

Возможно, вам стоит по-новому взглянуть на скромную развертку.

Источник материала:
перевод статьи Ream team,
Shop Metalworking Technology (SMT)

Автор статьи-оригинала:
Кип Хэнсон (Kip Hanson),
пишущий редактор



Понравилась статья? Поделитесь: