Обработка обычных сверл
Общепринятый сверла часто сталкиваются с большими проблемами при обработке нержавеющей стали и жаропрочных сплавов. Во время обработки будет слышен резкий свистящий звук, быстро увеличивающийся износ или скалывание режущей кромки инструмента. Типичное явление — скалывание вторичной режущей кромки, также известной как направляющая кромка. Если это явление происходит при сверлении сплавов, наиболее вероятным результатом является сокращение срока службы инструмента или даже его поломка.
Переточка твердосплавного инструмента
Переточка высококачественных твердосплавных инструментов часто нерентабельна или даже невозможна.
Выкрашивание направляющей кромки твердосплавных сверл является типичным явлением при резке нержавеющей стали и жаропрочных сплавов.
Основной причиной вышеуказанного явления является колебание сверлильного инструмента, и существует много причин для явления колебания. Одна из причин заключается в том, что инструмент отскакивает из-за воздействия разрезаемого материала. Когда происходит колебание, головка инструмента движется по эллиптической траектории, в то время как лезвие или наконечник инструмента движется по многоугольной (в большинстве случаев треугольной) траектории. Это движение оказывает неблагоприятное влияние на расстояние резания инструмента. Колеблется ли сверлильный инструмент и величина его колебания в основном зависят от формы шлифования головки инструмента, типа направляющей кромки, точности шлифования и точности шлифовальной работы.
Для шлифования твердосплавных инструментов обычно используются процессы 4-стороннего и конического шлифования поверхности. По сравнению с обычными процессами шлифования, этот уникальный процесс требует глубокого сверления в центре сверла при шлифовании режущей кромки. Форма головки инструмента обеспечит более высокую точность и будет максимально отшлифована в соответствии с последними результатами исследований технологии резания. Если точность центрирования в начале сверления не высока, инструмент может, следовательно, производить большую амплитуду колебаний, что также может привести к снижению точности во время обработки.
Ошибки шлифования, такие как низкая концентричность или низкая симметрия инструмента, могут усугубить вышеуказанное явление. Ошибки в периферийных связях могут дополнительно повлиять на точность обработки. Поэтому необходимо сначала объединить отклонения и допуски зажимной системы и шпинделя станка, например, отклонение концентричности и наклон. Наконец, крутильные и осевые колебания и низкочастотные изгибные колебания (колебательное движение), возникающие между сверлом и станком, могут привести к угловатым или некруглым отверстиям.
Инструмент усиливает колебательное движение
Нержавеющие стали и жаропрочные сплавы предъявляют высокие требования к сверлильным инструментам. Из-за высокой твердости материала инструмента требуются высокие усилия резания. На обрабатываемость стали отрицательно влияют высокая склонность к холодной закалке, низкая теплопроводность и низкая вязкость. Пластичность материала означает, что диаметр просверленного отверстия обычно меньше номинального диаметра из-за отскока материала. Отклонения в диаметре и округлости увеличивают давление на направляющую кромку, что приводит к увеличению контакта между сверлом и стенкой отверстия и даже возможной поломке сверла. Повышенное давление на направляющую кромку в основном связано с трением и локальным повышением температуры, а также может привести к повреждению кромки материала. Можно определить нагрузку на наконечник инструмента, вызванную сдавливанием или колебанием, что может заранее указать, какие области сломаются до истечения стандартного срока службы.
Параметры резки
Параметры резания также оказывают влияние на качество сверления, включая не только скорость резания, но и скорость подачи, которая также является решающим фактором. В настоящее время максимальная скорость резания закаленной и отпущенной стали составляет около 200 метров в минуту, а скорость подачи, как правило, может быть намного выше 0,1 мм за оборот. Например, сверло диаметром 8,5 мм может выдерживать скорость подачи 0,25 мм за оборот или даже выше. Более высокая скорость подачи может стабилизировать сверло и немного устранить тенденцию к качанию. Таким образом, качество процесса сверления может быть соответствующим образом улучшено.
Однако нержавеющая сталь и сплавы на основе никеля не могут использовать такие высокие скорости резания и подачи из-за ограничений свойств самого материала, в противном случае сверло будет перегружено или даже повреждено. Скорость подачи в обычных условиях должна поддерживаться на низком уровне, намного ниже скорости подачи 0,1 мм за оборот. Поскольку боковая режущая кромка сверла не только режет заготовку при врезании, но и сжимает заготовку, использование таких параметров способствует предотвращению качательного движения. Сверло будет сжимать поверхность заготовки. Если заготовка мешает направляющей кромке сверла, то сверло с лучшей симметрией может в основном поддерживать стабильный процесс резания, а качательное движение также будет следовать спиральной линии.
Стружка, образующаяся в процессе резки стружки, должна быстро выходить из стружечной канавки. Кроме того, скорость образования стружки должна контролироваться, чтобы она могла выходить более плавно, чтобы не повредить внутреннюю стенку отверстия. Отрегулированный профиль стружечной канавки и оптимизированная форма стружки могут заставить стружку закручиваться как можно сильнее. Стружка должна быть закручена как можно сильнее в соответствии с различными материалами. Кроме того, необходимо максимально избегать попадания неконтролируемой короткой стружки в стружечную канавку, что может повредить внутреннюю стенку отверстия. Использование сверла Y-типа может обеспечить лучшее качество поверхности, обеспечивая при этом тот же срок службы, гарантируя при этом быстрый и плавный сброс стружки в стружечную канавку.
Коническая режущая головка
Коническая форма головки более благоприятна для центрирования. Первое впечатление от сверла типа Y заключается в том, что углы между различными стружечными канавками не являются постоянными. Три направляющие кромки расположены в форме буквы Y, хотя это сверло имеет только две режущие кромки. Сверло типа Y имеет коническую конструкцию головки и прецизионно отшлифовано для обеспечения точного центрирования. Покрытие TiAlN обеспечивает высокую износостойкость и эффективность производства, а также имеет очень широкий спектр применения. Сверла по всему миру можно перетачивать и перекрывать за очень короткое время.
Различные части стружечной канавки сверла Y-типа могут создавать составляющую силу, совмещенную с направляющей кромкой, что благоприятно сказывается на процессе резания.
Неравномерно расположенные канавки для стружки
С помощью неравномерно расположенных стружечных канавок можно получить направленную силу резания. Вдоль направления силы на режущей кромке имеется направляющая кромка (2), а на конце задней части сверла имеется еще одна направляющая кромка (3). Y-образная структура поддерживает эту дополнительную направляющую кромку. Нагрузка на кромку (1), расположенную напротив двух вышеупомянутых кромок, соответственно уменьшается. В процессе резания три направляющие кромки играют разные роли. Направляющая кромка (1) отвечает за резку, направляющая кромка (2) отвечает за резку и поддержку, а направляющая кромка или скользящая кромка (3) отвечает за поддержку.
При таком структурном расположении можно в основном устранить качание инструмента, особенно при сверлении, можно гарантировать допуск круглости и допуск цилиндричности обработки. Если режущая кромка дополнительно оптимизирована, износ можно минимизировать. Высокие требования к качеству процесса сверления и «давление», оказываемое на сверло, особенно на режущую кромку и направляющую кромку, снижаются.
Вышеуказанная технология может соответствующим образом увеличить расстояние резания инструмента. Существует определенная закономерность между отверстием и глубиной сверления, например, диаметр готового отверстия немного больше номинального диаметра сверла. То есть сверло больше не застревает в отверстии. При хороших условиях может быть достигнуто качество отверстия IT8. Диаметры первого и последнего отверстия, просверленные одним и тем же сверлом, могут поддерживаться непрерывными и стабильными. Срок службы инструмента последующих процессов, таких как развертки и метчики, также может быть увеличен.
Сверла Y-Drill успешно использовались во многих случаях. Например, хорошие результаты могут быть достигнуты даже при обработке нержавеющих сталей, таких как 1.3916, 1.4350 или 1.4542, которые еще не заржавели. В течение срока службы повышение эффективности часто может достигать более 100%. Даже при обработке жаропрочных и даже закаленных сталей с твердостью 55HRC сверла Y-Drill все еще могут давать удовлетворительные результаты.
