animateMainmenucolor
activeMenucolor
Главная / ЧПУ станок / Сверление Отверстий На Станке С Чпу

Сверление Отверстий На Станке С Чпу

Сверление отверстий на станке чпу

Сверление отверстий на станке чпу - это процесс изготовления цилиндрических отверстий посредством металлорежущего инструмента на фрезерном и сверлильном оборудовании с числовым программным управлением. Сверление является основным способом получения отверстий.

Операцию сверления можно выполнять на различном оборудовании, таком как: сверлильный станок, фрезерный станок, портальные сверлильные станки с чпу. Сверление на станке, как правило, предшествует таким операциям как растачивание или развертывание. Общим для всех этих операций является сочетание вращательного и поступательного движения инструмента. Существует большое различие между сверлением отверстий небольшой глубины и глубоких отверстий, для обработки которых разработаны специальные методы, позволяющие сверлить отверстие глубиной, во много раз превышающей диаметр инструмента.

С развитием инструмента для обработки коротких отверстий последовательность процесса сверления на станках с чпу и подготовка к нему претерпевают существенные изменения. Современный инструмент позволяет засверливаться в сплошной материал и не нуждается в предварительной зацентровке отверстий. Достигается высокое качество поверхности и, зачастую, отпадает необходимость в последующей чистовой обработке отверстия.

В некотором смысле сверление на станке с чпу можно сравнить с операциями точения и фрезерования, но при сверлении уделяется большее значение эвакуации стружки. Обработка в ограниченном пространстве отверстия накладывает повышенные требования в отношении контроля за стружкообразованием.

Сверление в сплошном материале является одним из наиболее распространенных методов изготовления отверстия заданного диаметра за одну операцию (рис. 1, а).

Трепанирующее сверление на станках используется, в основном, при обработке отверстий большого диаметра, так как этот метод не требует таких затрат мощности, как сверление сплошного материала. Трепанирующие сверла превращают в стружку не весь материал отверстия, а оставляют целым сердцевину отверстия и, следовательно, предназначены только для обработки сквозных отверстий (рис. 1, б).

Растачивание - это процесс увеличения диаметра отверстия инструментом специальной формы (рис. 1, в).

Развертывание - это процесс, использующий много- или однолезвийный инструмент для повышения точности формы и размеров отверстия, а также снижения шероховатости поверхностей (рис. 1, г).

Обработка отверстий на станках с чпу

Рис. 1. Обработка отверстий на станках с чпу: а - сверление; б - трепанирующее сверление; в - растачивание; г - развертывание.

Режимы резания при сверлении отверстий на станке с чпу задаются такими параметрами, как скорость резания, подача на оборот, скорость подачи или минутная подача (рис. 2). Скорость резания (vc) выражается в м/мин и определяет скорость на периферии сверла.

Скорость резания изменяется вдоль режущей кромки от максимума на периферии до нуля на оси сверла. Рекомендуемые значения скорости относятся к скорости на периферии сверла.

Подача на оборот (rn), измеряемая в мм/об, определяет величину осевого перемещения инструмента за один его оборот и используется для вычисления скорости осевой подачи сверла.

Основные параметры при сверлении

Рис. 2. Основные параметры при сверлении

Скорость подачи или минутная подача (vf), измеряемая в мм/мин, это подача инструмента по отношению к пройденному им пути в единицу времени. Другое название этой величины – машинная подача, или подача стола. Скорость, с которой сверло проникает в заготовку, равняется произведению подачи на оборот и скорости вращения шпинделя.

Основные факторы, характеризующие операцию сверления на станке:

  • диаметр отверстия;
  • глубина отверстия;
  • точность и качество поверхности;
  • обрабатываемым материал;
  • условия обработки;
  • надежность обработки;
  • производительность.

Образование стружки с формой и размерами, позволяющими легко удалять ее из отверстия, является первоочередным вопросом при рассмотрении любой операции сверления (рис. 3). Без удовлетворительной эвакуации стружки, работа сверла станет невозможной вследствие забивания стружечных канавок и закупоривания сверла внутри отверстия.

Образование и удаление стружки при сверлении

Рис. 3. Образование и удаление стружки, подвод СОЖ при сверлении

Высокопроизводительная обработка отверстий современными сверлами на портально сверлильном станке с чпу возможна только при обеспечении беспрепятственного отвода стружки посредством использования достаточного количества охлаждающей жидкости.

Большинство коротких сверл имеет две стружечные канавки для эвакуации стружки. Современное оборудование и инструмент позволяют осуществлять подвод СОЖ по внутренним каналам в сверле, через которые она поступает непосредственно в зону резания, уменьшая действие сил трения и вымывая стружку из отверстия.

Стружкообразование зависит от типа обрабатываемого материала, геометрии инструмента, режимов резания и, в некоторой степени, от выбранной охлаждающей жидкости. Обычно мелкая стружка образуется при увеличении подачи и/или уменьшении скорости резания. Длина и форма стружки считаются в норме, если они позволяют гарантированно удалять ее из обрабатываемого отверстия.

Поскольку скорость резания уменьшается от периферии к центру, вершина сверла не будет участвовать в резании. На вершине сверла передний угол отрицательный и скорость резания равна нулю, а это означает, что она будет просто давить материал, что повлечет за собой появление пластической деформации. В свою очередь, это приведет к увеличению осевой силы резания. Если оборудование не имеет достаточной мощности и жесткости, появляется биение шпинделя и, в результате, форма отверстия может получиться овальной.

Сверление отверстий на станке чпу при помощи современных сверл со сменными пластинами позволяет вести обработку с высокими скоростями и большими объемами образующейся стружки, которая вымывается из отверстия потоками охлаждающей жидкости, подающейся под определенным давлением по внутренним каналам. Необходимые давление (МПа) и объем (л/мин) СОЖ зависят от диаметра отверстия, а также от условий обработки и типа материала заготовки.

При внутреннем подводе СОЖ для вращающегося сверла ее давление должно быть выше, по сравнению со сверлом невращающимся, из-за влияния центробежной силы. В этом случае рекомендуется компенсировать недостаток давления дополнительным объемом жидкости. Определенные потери давления при прохождении по трубопроводам должны также учитываться при подводе СОЖ.

Для выбора сверла для станка с чпу необходимо:

  • Определить диаметр, глубину и требования по качеству поверхности отверстия (принимаются во внимание вопросы надежности обработки).
  • Выбрать тип сверла (выбрать сверло для черновой или чистовой обработки, в соответствии с обрабатываемым материалом и требованиями к качеству отверстия, и обеспечивающее максимальную экономичность обработки).
  • Выбрать марку сплава и геометрию (при использовании сверл со сменными пластинами, пластины должны быть выбраны отдельно, в соответствии с диаметром сверла, геометрией и сплавом, предназначенными для обработки данного материала; для цельных сверл и сверл с напаянным твердым сплавом достаточно выбрать марку твердого сплава).
  • Выбрать тип хвостовика (выбрать тот тип, который подходит для используемого оборудования).