Глубокое сверление отверстий в металле технология

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

Правила сверления отверстий

Отверстия могут быть просверлены двумя способами: по разметке или кондуктору – метод подбирают, отталкиваясь от количества и качества заготовок. Во время работы мастер должен следовать таким правилам:

При сквозном сверлении важно учитывать, как деталь закрепляется: если на столе, ее устанавливают на подкладку, чтобы добиться свободного выхода сверла.
Сверло подводят к заготовке после начала вращения шпинделя. Таким образом обеспечивается относительно низкая нагрузка при касании поверхности заготовки, в противном случае есть риск повреждения режущих кромок инструмента.
Вращение шпинделя не должно прекращаться, когда сверло находится внутри детали. Несоблюдение данного правило чревато повреждением инструмента.
Если в процессе работы слышен скрежет, есть вибрации из-за заедания, перекоса, износа сверла, необходимо как можно быстрее вывести сверло из заготовки, затем остановить станок.
При создании глубоких отверстий (l > 5d, где I – глубина отверстия, мм; d – диаметр отверстия, мм) сверло время от времени выводят из заготовки, чтобы смазать и освободить от стружки. Подобные процедуры позволяют значительно снизить вероятность поломки или слишком быстрого затупления инструмента.
Отверстия диаметром более 25 мм сверлят в сплошном металле за два перехода с рассверливанием или зенкерованием.
Сверление осуществляют в соответствии с режимами, зафиксированными в технологических картах, таблицах справочников, либо по рекомендациям мастера/технолога.
Отверстия в заготовках из стали и вязких материалов делают с применением смазочно-охлаждающих жидкостей. В результате обеспечивается защита инструмента от преждевременного износа и увеличение режимов резания.

Сверление сквозных и глухих отверстий по разметке используют при производстве штучных заготовок и небольших партий, ведь в таком случае изготовление кондукторов оказывается нецелесообразным с финансовой точки зрения. Сверловщик получает заготовки с размеченными контрольными окружностями и центром запланированного отверстия. Либо он сам может делать всю необходимую разметку.

Метод с использованием разметки предполагает предварительное и окончательное сверление. На первом этапе применяют ручную подачу, при этом высверливают небольшое отверстие (d = 0,25). Далее шпиндель и сверло отводят обратно, снимают стружку, сверяют результат с заранее подготовленной разметкой.

Если при изготовлении предварительного отверстия не было допущено ошибок, работу доводят до конца. Если же отверстие сместилось относительно запланированной зоны, необходима корректировка. Для этого узким зубилом прорубают 2-3 канавки с той стороны от центра, в которую будет производиться смещение. Канавки помогут направить сверло в намеченное место. Когда смещение устранено, можно завершать работу.

Рекомендовано к прочтению

Резка меди лазером: преимущества и недостатки технологии
Виды резки металла: промышленное применение
Металлообработка по чертежам: удобно и выгодно

Другой метод сверления сквозных отверстий предполагает использование кондуктора. Направление режущего инструмента и фиксирование заготовки согласно требованиям технологического процесса может осуществляться при помощи разных кондукторов. Постоянные установочные базы приспособления, кондукторные втулки задают сверлу направление и обеспечивают более высокую точность обработки. В этом случае работник выполняет несколько простых действий: устанавливает кондуктор, заготовку и снимает их, включает и выключает подачу шпинделя.

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.

Приспособления для сверления

Работа с металлом является довольно трудоемким процессом даже для опытных специалистов. Порой нужно длительное время удерживать дрель в строго одном положении к обрабатываемой детали. Чтобы облегчить труд и качественно просверлить металл, используется приспособление для сверления под прямым углом.

Такие приспособления бывают трех видов:

Кондуктор для направления сверл

Это устройство в виде коробки с установленными внутри направляющими втулками, которые изготовлены из сверхпрочной стали, не поддающейся воздействию сверла. Кондуктор можно использовать практически под все диаметры сверл до 20 мм. После установки этого приспособления над центром намеченного отверстия, сверло уже не уведет в сторону от его оси

Кондуктором удобно пользоваться для работы с трубами небольшим диаметром, когда невозможно для разметки воспользоваться керном.

Направляющий фиксатор для дрели

Этот механизм предназначен для удержания дрели в неподвижном состоянии при работе. Состоит из двух стоек, жестко закрепленных к подошве в виде большого круга. По стойкам двигается механизм, в который вставляется дрель и фиксируется к нему за шейку. Там же на стойках, под фиксирующим дрель механизмом находятся возвратные пружины.

По мере углубления сверла в металл, под усилием мастера, они сжимаются, но как только усилие прекращается, пружины распрямляются, и механизм, удерживающий дрель, по стойкам поднимается в исходное положение.

Стойка для удержания дрели

По сути, это упрощенный вертикальный станок для сверлильных работ, но с минимальными функциями.

Читать также: Самодельный минитрактор своими руками фото

Состоит из массивной плоской подошвы (платформы) и прикрепленной к ней жесткой штанги. Штанга закреплена к платформе строго под прямым углом. На ней же находится подвижная каретка с креплением для удержания дрели, и ручкой для ее управления.

Обрабатываемая деталь закрепляется на платформе при помощи струбцин или тисков. Мастер за ручку опускает каретку с дрелью вниз и удерживает ее во время всего процесса сверления.

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

Ознакомиться с требованиями ГОСТ к сверлам длинной серии можно, скачав документ в формате pdf по ссылке ниже.

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

Разновидности инструментов, используемых для глубокого сверления

Сверление чистых, точных и прямолинейных отверстий происходит с использованием специальных инструментов, которые подразделяются на несколько видов.

Пушечные

Режущая часть, стебель и хвостик таких изделий производятся из нескольких видов металла. Такие сверла оснащены полукруглым стержнем, на торце которого создается перпендикулярно оси режущая кромка. Пушечные инструменты используют, когда нужно создать отверстия в металле, тяжело поддающемся обработке.

Ружейные

Представляют собой однорезцовые режущие инструменты для создания глубоких отверстий малого/большого диаметра. За счет ружейной установки удается лучше направить режущую часть. В отличие от предыдущего типа сверл эта модель оснащена внутренним каналом для подвода СОЖ и прямой канавкой, позволяющей удобно выводить стружку с жидкостью.

Изначальное применение таких инструментов практиковалось при сверлении огнестрельного оружия. Современное промышленное производство, особенно машиностроение не может обойтись без применения ружейного сверла. Глубокое сверление с его помощью позволяет получить высокоточные отверстия с низкой шероховатостью.

Перовые

Материалом изготовления служит пруток, который путем ковки или фрезерования преобразуют в пластину. Ее затачивают, образуя пару главных и пару вспомогательных кромок. Перовые сверла отличаются простой конструкцией. Их можно легко изготовить нужного диаметра, длины. Такие инструменты применяют для шпиндельного глубокого сверления. Их главным недостатком считают сложное выведение стружки, а также склонность к вибрациям во время сверления, что связано с недостаточной жесткостью режущей части.

Спиральные с подводом СОЖ

Стандартные инструменты с удлиненной рабочей частью, оснащенной круглыми отверстиями. Изготовленные на базе проката с винтовыми отверстиями или заготовок, подготовленных путем радикальной ковки. Они подходят для сверления больших партий изделий, характеризуются высоким расходом твердого сплава и максимальной производительностью (в 8 раз больше в сравнении с ружейными).

Заказать сверление глубоких отверстий предлагает . Мы выполним любой объем работы в сжатые сроки. У нас всегда в наличии популярные марки металла для обработки.

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

Как просверлить отверстие большого диаметра в металле

Данная процедура намного сложнее глубинного бурения. Эта процедура при небольшой толщине металла выполняется специальной коронкой, или обыкновенными бурами для металла за несколько проходок.

Коронка

Состоит из комплекта, куда входит обычное сверло, ровно пробивающее канал в заготовке и самой коронки определенного диаметра. Рабочий процесс производится малыми оборотами дрели, при этом производиться принудительное охлаждение режущих кромок бура и коронки.

Многоэтапное сверление

При большой толщине детали необходимо иметь определенный запас буров, разница которых по диаметру должна быть по отношению друг к другу в пределах 25%. Работу следует начинать самым тонким сверлом. Как только им будет пробурен сквозной канал, производится замена сверла, у которого диаметр больше предыдущего. Таким образом, поэтапно, сверла меняются до диаметра заданного размера.

Ступенчато-конусный бур

Это комплект конусообразных сверл различных диаметров, находящихся на одной общей оси. Довольно удобный инструмент для работы со стальным листовым металлом. Принцип работы практически неотличим от обычного сверления.

Ступенчато-конусный бур заглубляется в заготовку, пока не достигается нужный размер просверливаемого отверстия.

Пробивка отверстий

Технология пробивки отверстий в металлических сплавах довольно распространенная. Она используется при работе с листовым металлом. Преимущества технологии в том, что отверстия пробиваются точно в заданной точке с четким диаметром и практически без потери определенного времени. Для этого используются специализированные прессовочные станки.

Для пробивки тонкого листового металла может использоваться ручной пробойник. Этот инструмент для пробивки отверстий в металле изготавливается из заостренной с одного конца стальной трубы. Для пробойника могут использоваться трубы различного диаметра. Для пробивки отверстия, пробойник приставляется к размеченной точке, после чего по нему наносится несколько сильных ударов молотком. В итоге получается аккуратно пробитое отверстие.

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.

Типы отверстий и методы их сверления

Просверленные отверстия в металле могут быть:

Полностью сквозными.
Заглушенными.
Глубокими.
С большим диаметром.

Сквозные отверстия: пронзают обрабатываемую деталь полностью насквозь. Особенность этого процесса заключается в защите поверхности верстака, на которой находиться заготовка, от повреждения при выходе сверла из детали. При этом может повредиться и сам режущий инструмент. Чтобы такого не произошло, можно использовать:

Верстаки с отверстиями.
Под обрабатываемую деталь подложить толстую деревянную прокладку.
Уложить деталь на два металлических или деревянных бруса.
На конечном этапе сверления снизить усилие на дрель и уменьшить скорость ее вращения.

Последний способ обычно должен использоваться при высверливании на месте, чтобы рядом расположенные детали не были повреждены.

Глухие отверстия: этот вид сверления выполняется не сквозным методом, а только на установленную глубину. Ограничение глубины высверливания устанавливается следующими способами:

При помощи втулочного упора.
Регулировочным упором патрона.
Закрепленной на станок или дрель линейкой.
Другими способами комбинирования в виде различных прокладок между дрелью и деталью.

Современные станки оборудованы автоматической подачей бура на заданную глубину, после чего работа прекращается.

Сверление глубоких отверстий: для этого обычно используется токарный станок. При этом если обрабатывается деталь цилиндрической формы, вращается не сверло, а сама заготовка. Во время работы сверло должно постоянно охлаждаться, а стружка из обрабатываемого прохода удаляться принудительно.

Для этой цели на поверхности глубинного бура расположены специальные канавки. Если они отсутствуют, он должен периодически извлекаться из тела детали и очищаться от металлической стружки. А в качестве охлаждающей жидкости можно использовать обыкновенную воду. Во время глубинного сверления в бытовых условиях нужно обязательно жестко закреплять дрель, иначе после поломки сверла, часть его останется в теле заготовки, которую можно считать испорченной.

Предварительная настройка процесса сверления

Чем глубже отверстие, тем длиннее сверло. Чем длиннее сверло (чем больше расстояние между острием инструмента и шпинделем), тем больше степень влияния биения на результаты. В некоторых операциях с глубокими отверстиями малейшее колебание может привести к преждевременному износу инструмента и нарушить как прямолинейность, так и чистоту поверхности.

Тем не менее, необходимость тщательной настройки не освобождает от необходимости тратить непомерное количество времени на определение и корректировку биения при каждом изменении инструмента или пластины. В частности, в современной производственной среде нет места для лазания по рабочим зонам для установки индикаторов или для удержания кусочков бумаги на месте для прикосновений инструмента. Скорее всего, сборка инструментов в автономном режиме с устройством предварительной настройки сэкономит значительное количество времени при любой операции глубокого бурения.

В современной производственной среде нет места ни для работы оператора в рабочей зоне, ни для установки индикаторов, ни для удержания кусочков бумаги в месте соприкосновения инструмента и детали.

На объекте одного клиента в начале каждой смены в инструментальном магазине устанавливаются три сверла «Stealth» со сменным пластинами Allied Machine. Этот процесс занимает менее 10 минут. Установка трех инструментов на линии обработки может занять до 30 минут, что составляет 90 минут потерянного времени в течение трех смен. В производственной среде, работающей круглосуточно и без выходных, это составляет почти 2200 часов в год (показатель, не учитывающий простои станков при смене инструмента). Предварительная настройка, вероятно, составляет 5% от стоимости этих потерянных часов.

Это сверло имеет регулируемый штифт, который перемещает пластину в радиальном направлении, чтобы уменьшить набор допусков, общий для всех сверл со сменным наконечником. В результате этого для набора номера больше не требуется разбирать и чистить сборку инструмента, регулировать смещения, добавлять прокладки в револьверные головки или полагаться на опытных машинистов, которые пытаются найти неортодоксальное решение. Предварительная установка помогает уменьшить время наладки за счет предварительной установки сверла в магазин в оправке с минимальном биением.

Влияние СОЖ при сверлении

Формирование стружки является единственным способом оценить производительность сверла во время обработки. Формы изогнутой формы (то есть «шестерки» и «девятки») идеальны, в то время как более длинные и жесткие стружки отводят тепло из зоны резания менее эффективно. Цвет тоже имеет значение. Когда зона резания перегревается, стружка постепенно становится серой, черной и синей. Обесцвеченные стружки могут указывать на необходимость уменьшения нагрева путем замедления оборотов шпинделя, в то время как вязкие стружки могут указывать на необходимость увеличения скорости подачи до точки, в которой обрабатываемый материал ломается, а не отслаивается.

Одним из наиболее недооцененных факторов в любом процессе обработки, даже после сверления, является охлаждающая жидкость. Учитывая значительное влияние охлаждающей жидкости на то, как образуется стружка, регулировка концентрации и потока охлаждающей жидкости также может помочь решить проблемы с оптимизацией работы сверла в зоне резания.

Водорастворимые охлаждающие жидкости являются наиболее распространенными, поскольку они хорошо отводят тепло. Тем не менее, полусинтетические или полностью масляные составы могут быть лучшим выбором для улучшения смазывающей способности и обеспечения коротких сегментированных стружек. Хотя инструменты могут изнашиваться быстрее и параметры резания должны быть менее агрессивными, чем при использовании охлаждающей жидкости на водной основе, покрытие пластины, которое повышает термостойкость, может помочь компенсировать это.

Одним из не подлежащих обсуждению факторов является использование сквозных отверстий для подачи СОЖ. Станки также должны обеспечивать достаточное давление охлаждающей жидкости. Небольшие сверла требуют значительно большего давления для удаления стружки, потому что они должны работать при более высоких оборотах, чтобы достичь той же скорости поверхности, чем и у более больших диаметров инструментов. Чем больше давление, тем быстрее стружка выходит из отверстия и тем быстрее вы можете вращать сверло.

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.

Сверла для глубокого сверления – это устройства, которые используются для сверления сквозных и глухих отверстий в валах, шпинделях и других деталях, которые имеют большую длину. Они имеют низкую производительность, благодаря ним обеспечиваются полностью чистые, точные и прямолинейные отверстия. К сверлам данного типа относят ружейные, однокромочные с внутренним отводом стружки и двухкромочные с внутренним отводом стружки конструкции.

фото:сверла для глубокого сверления

Особенности углубленной сверловки

Метод глубокого сверления используется во время резания отверстий, которые имеют глубину 5хD и более. Данный метод позволяет обработать материал с наибольшей точностью, а также оптимальной прямолинейностью, благодаря нему обеспечивается хорошее качество поверхности. Это достаточно сложная и трудоемкая операция. Главным условием обработки режущим инструментом методом глубокого сверления является охлаждение под давлением.

Особенность данного метода – необходимость определения правильного направления во время начала процесса резания. Это направление проходит через специальную кондукторную втулку либо же в заранее подготовленное просверленное пилотное отверстие.

Главная трудность – нельзя свободно вращать режущий инструмент при глубоком сверлении на полных оборотах вне самой детали. А также при увеличении длины сверла для глубокого сверления создаются неблагоприятные условия образования стружки, которую трудно отводить и извлекать из отверстия во время процесса. Поэтому очень важно соблюдать увод сверла при глубоком сверлении.

Виды сверл для углубленной сверловки

Сверла для глубокого сверления бывают нескольких видов:

Спиральная конструкция, которая имеет отверстие для подвода жидкости в зону резания.
Ружейное устройство, которое имеет припаянные твердосплавные пластинки.
Ружейное устройство, которое имеет цельную твердосплавную рабочую часть.
Ружейная установка с твердосплавной пластинкой и промежуточной режущей пластинкой.
Шпиндельные (перовые) приборы, которые используются для обработки отверстий в шпинделях станков.
Пушечные устройства.

Спиральные инструменты – это стандартные спиральные сверла, которые имеют удлиненную рабочую часть. Они изготавливаются из таких материалов, как быстрорежущая часть и твердый сплав. Первые имеют наружный подвод СОЖ, а вторые – внутренний подвод СОЖ. Сверление ними реализуется посредством глубокого сверления, когда инструмент удаляется из отверстия, для того чтобы вывести стружку, и без этого процесса. Их производительность в 8 раз выше, чем у ружейных.

фото:спиральные длинные сверла по металлу

Ружейные и пушечные – это однорезцовые режущие инструменты, которые используются для того, чтобы получить глубокие отверстия малого диаметра и большого (от 0,5 мм до 100 мм). СОЖ подводится через корпус прибора, стружка выводится через канавку в корпусе конструкции. Ружейная установка обеспечивает лучшее направление режущей части, рабочая часть делается конической по направлению от режущей кромки к стержню.

фото:ружейные сверла по металлу

Пушечный прибор имеет твердосплавную режущую часть, стебель из закаленной стали и хвостовик из улучшенной стали.

Также существуют двустороннего резания (эжекторные и шнековые) и одностороннего резания конструкции (ружейные и пушечные) по их назначению. И третий вид – это кольцевые или трепанирующие головки.

Подбор сверла для глубокой сверловки

Сверла для глубокого сверления имеют определенные критерии выбора. Чаще всего применяются спиральные, а также перовые режущие инструменты.

На критерии выбора влияет наличие определенного специального оборудования, системы подготовки и подачи СОЖ, а также системы защиты от разбрызгивания. Применять сверла для глубокого сверления необходимо исключительно на станках глубокого сверления.

Выбирая конструкцию, необходимо определяться с нужным диаметром, общей длиной отверстия, типом хвостовика и обрабатываемым материалом. Также обращать внимание на скорость подачи.

Если вы собираетесь сверлить отверстие, которое имеет длину больше, чем 40d, то стоит одновременно использовать два сверла, имеющие диаметр 10х400 мм и 9,95х800 мм.
Если глубина 40d, то конструкция должна иметь левое направление вращения, для того чтобы она смогла зайти в пилотное отверстие.
В случае, когда материал имеет длинную стружку, выбирайте прибор, который имеет полированные стружечные канавки.
Когда вы обрабатываете алюминиевый сплав, применяйте однолезвийные конструкции, имеющие заточку угла при вершине 180 градусов.

Технология процесса

Подача СОЖ должна быть под давлением до 10 МПа. Объем охлаждающей жидкости – 20-120 л/мин. Данный показатель зависит от диаметра обрабатывающей конструкции. Точность обработки по диаметру – 7-9 квалитетов. Параметр шероховатости – 2,5-1,25 мкм. Возможное отклонение отверстия не больше, чем на 0,5 мм на каждом метре длины.

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.

Материал обрабатываемой заготовки

Нержавеющие и жаропрочные сплавы

Смесь, состоящая из олеиновой кислоты (20 %) и сульфофрезола (80 %). Последний можно заменить керосином (30 %) и осерненным маслом (50 %)

Алюминий и сплавы на его основе

Керосин, эмульсия, смешанные масла. Допускается глубокое сверление без охлаждения

Смешанные масла, эмульсия. Допускается глубокое сверление без охлаждения.

Эмульсия (3–5 %). Допускается глубокое сверление без охлаждения.

Смешанные масла. Допускается глубокое сверление без охлаждения.

Керосин, эмульсия (3–5 %). Допускается глубокое сверление без охлаждения.

Смесь осерненного масла и керосина

Осерненное масло, эмульсия

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.

Читать также: Не работает автомобильный компрессор причины

Используют верстаки с отверстиями.

Подкладывают под заготовку деревянный брусок или металлическую деталь с имеющимся отверстием для свободного прохода сверла.

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.

Использование линеек, имеющихся на станках.

Установка на сверла втулочных упоров.

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.

Зажимают в тисках две заготовки или заготовку с подкладкой, плотно прижатые друг к другу.

Центрируют сверло в нужном месте на стыке деталей.

Просверливают полное отверстие.

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

Подготавливается перпендикулярная отверстию площадка с применением фрезерования или зенковки.

Технология сверления отверстий в металле под углом выглядит так.

Между плоскостями под нужным углом надежно закрепляется подкладка.

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.

Глубокое сверление

Вид механической обработки черных металлов путем резания отверстий вращающимися механизмами называют сверлением.

Различают простое и глубокое сверление.

Во втором случае глубина отверстия должна быть более 10 см., или размером вглубь более 5 исходных диаметров (5*d). При помощи сверл получают отверстия различной глубины и диаметра или многогранного сечения.

Обработка заготовки с целью ее сверления может производиться несколькими способами:

Заготовка вращается, при этом одновременно производится продольная подача не вращающегося сверлильного инструмента;
Заготовка не вращается, зафиксирована;
Одновременное вращение заготовки и инструмента.

Все эти способы широко применяются на практике. Наибольший спрос на процесс глубокого сверления есть в следующих сферах: металлургия, производство труб, нефтегазовая и аэрокосмическая промышленность, выпуск плит теплообменников и бойлеров и многие другие. Наиболее часто применяют следующие детали с глубокими отверстиями: роторы, валы, оси, втулки, гильзы, цилиндры, бандажи, металлические скорлупы и многое другое.

Выполним полный комплекс работ по механической обработке металла:

Гидроабразивная резка

Фрезерные работы

Токарные работы

Слесарные работы

Разновидности глубокого сверления

По схеме удаления высверливаемого материала (стружки) различают: сплошное и кольцевое глубокое сверление. В первом варианте высверливаемый материал удаляется в виде стружки, во втором – часть кольцевой плоскости удаляется в виде стержня, остальное – также в виде стружки;
По способу резания различают следующие виды:
Эжекторная система. Метод глубокого сверления со средними параметрами выпуска заготовок. Позволяет осуществлять сверление на многофункциональных станках (например, токарных или сверлильных), систему дополняют стационарной или мобильной насосной станцией. Эжекторный метод подходит для получения отверстий d=20-60 мм. и глубиной до 1200 мм., не исключая получение прерывистых отверстий;
Система сверления ружейными или трубчато-лопаточными сверлами с внутренней подачей смазочно-охлаждающего материала. Этот метод подходит для малых предприятий, где по условиям технологии требуется получить глубокие отверстия небольшого диаметра. Однорезцовые сверла легко встраиваются в универсальные станки. Резец изготавливается из твердых сплавов и по всей длине сверлильного стержня имеет V-образную канавку, угол кривизны которой может составлять от 110 до 1200 градусов. Рекомендуемый dотв.=35-40 мм., длиной до 50*d. При данном методе отпадает надобность проводить такие операции как зенкерование и развертывание.
В зависимости от степени автоматизации управления процессом сверления различают глубокое сверление с автоматическим изменением одного или нескольких параметров режима (например, скорость вращения, подача смазочного материала).

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.

Подача жидкости является обязательным этапом технологического процесса, так как:

Обеспечивается эффективный отвод стружки из зоны резания по отводным каналам;
Уменьшается сила трения между трущимися частями;
Производится отвод тепла, которое образуется в процессе длительного сверления, обеспечивая тем самым сохранности сверла от прогорания;
Осуществляется дополнительная обработка отверстия.

С увеличением глубины сверления возрастают трудности с обработкой отверстия.

Для глубокого сверления применяют специальный инструмент, оборудование и способы обработки.

Простые сверла и дрели для этого не подходят, так как не удастся достичь точности сверления по всему диаметру, заданной шероховатости поверхности, прямолинейность отверстия.

Важным параметром также является сохранение поверхности углубления с минимальным отклонением от округлости.

Применение традиционного инструмента делает процесс глубокого сверления низкопроизводительным, трудоемким, а в некоторых случаях (зависит от глубины отверстий) – невозможным.

На практике в машиностроительной сфере используют специализированное оборудование с технической оснасткой, с дополнительным применением специальных режущих и прочих вспомогательных инструментов.

Нередко требуются нестандартные приспособления для выполнения технологических приемов.

Особенности глубокого сверления

При глубоком сверлении очень важно соблюдать главные принципы технологии. Во-первых, производится подбор скорости вращения сверлильной части инструмента или оптимальная скорость резания (подачи свергла). Во-вторых, должно быть обеспечено нормальное дробление стружки, а также полный отвод отходов из канала. Важным моментом во время измельчения отходов сверления является сохранность режущей части инструмента, не должно быть повреждений сверла, образования на нем заусениц или иных дефектов. Далее, ключевым фактором качественной обработки поверхностей заготовок или деталей является эффективная и грамотная подача смазочно-охлаждающей жидкости.

Процесс сверления проходит с обязательной подачей смазочно-охлаждающей жидкости под давлением и с определенным расходом.

Для этого в системе работает насосное оборудование – маслонасосы или насосы для перекачки вязких жидкостей.

Производительность системы выбирается в соответствии с расходом жидкости и требуемым давлением подачи смазочного материала.