Обычная обработка 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 обычно неэкономична или даже невозможна. Выкрашивание направляющей кромки твердосплавных сверл является типичным явлением при резке нержавеющей стали и жаропрочных сплавов.
Основной причиной этого явления является вибрация сверлильного инструмента, которая имеет различные причины. Одной из причин является отскок инструмента из-за разрезаемого материала. При возникновении вибрации головка инструмента движется по эллиптической траектории, в то время как лезвие или наконечник инструмента движется по полигональной (чаще всего треугольной) траектории. Это движение оказывает неблагоприятное воздействие на траекторию резания инструмента. Вибрирует ли сверлильный инструмент и насколько он колеблется, зависит в основном от формы шлифования головки инструмента, типа направляющей кромки, точности шлифования и точности шлифовальной работы.
Шлифовка твердосплавных инструментов обычно осуществляется с помощью 4-стороннего и конического процесса шлифования. По сравнению с обычным процессом шлифования, этот уникальный процесс требует глубокой шлифовки режущей кромки в центре сверла. Форма головки инструмента обеспечивает высокую точность, а шлифование выполняется максимально в соответствии с последними результатами исследований в области технологии резки. Если точность центрирования не высока в начале сверления, инструмент может сильно качаться, 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 еще больше повлиять на точность обработки. Поэтому необходимо сначала объединить отклонения и допуски зажимной системы и шпинделя станка, такие как 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.
Фрезерные инструменты увеличивают колебательное движение
Нержавеющая сталь и жаропрочные сплавы предъявляют высокие требования к сверлильным инструментам. Из-за высокой твердости материала инструмента требуются большие силы 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 из-за отскока материала.
Отклонения в диаметре и круглости 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 м/мин, а скорость подачи, как правило, может быть намного выше 0,1 мм/оборот. Например, сверло диаметром 8,5 мм может выдерживать скорость подачи 0,25 мм/оборот или даже выше. Более высокие скорости подачи стабилизируют сверло и немного устраняют тенденцию к качанию, поэтому 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/оборот. Поскольку боковая режущая кромка сверла не только режет заготовку при врезании, она также будет сжимать заготовку. Поэтому 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 скалывания, 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. Стружку необходимо закручивать как можно сильнее в соответствии с различными материалами. Кроме того, необходимо максимально избегать попадания неконтролируемой короткой стружки в стружечную канавку, что может привести к повреждению внутренней стенки отверстия. Использование сверла Y-типа может обеспечить лучшее качество поверхности, обеспечивая при этом тот же срок службы, и в то же время гарантировать, что стружка быстро и плавно выводится в стружечную канавку.
Коническая режущая головка
Коническая форма головки фрезы более благоприятна для центрирования. Первое впечатление, которое оставляет сверло Y-образной формы, заключается в том, что углы между различными стружечными канавками непостоянны. Три направляющие кромки расположены в форме буквы Y, хотя у сверла всего две режущие кромки. Сверло Y-типа 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.
Неравномерное расположение стружечных канавок
С помощью неравномерного расположения стружечных канавок можно добиться направленных сил резания. В направлении силы на режущей кромке имеется направляющая кромка, а на конце лезвия сверла — еще одна направляющая кромка. Y-образная структура поддерживает эту дополнительную направляющую кромку. Нагрузка на кромку, расположенную напротив двух кромок, соответственно уменьшается. В процессе резания три направляющие кромки играют разные роли: направляющая кромка отвечает за резку, направляющая кромка отвечает за резку и поддержку, а направляющая кромка или скользящая кромка отвечает за поддержку.
При таком структурном расположении можно в основном исключить качание инструмента, особенно при сверлении, можно гарантировать допуск круглости и допуск цилиндричности. Если режущая кромка дополнительно оптимизирована, износ можно свести к минимуму. Высокие требования к качеству процесса сверления и «давление», оказываемое на сверло, особенно на режущую кромку и направляющую кромку, снижаются.
Вышеупомянутая 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. Это означает: 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, остаются непрерывными и стабильными. Срок службы инструмента последующих процессов, таких как развертывание и нарезание резьбы, также может быть увеличен.
Y-сверла успешно используются во многих областях применения. 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 термостойких и даже закаленных сталей с твердостью 55HRC Y-сверла по-прежнему дают удовлетворительные результаты.