Преимущества перовых сверл со сменными пластинками. Сверла со сменными многогранными пластинами


Сверла со сменными многогранными пластинами — КиберПедия

Сверла со сменными многогранными пластинами (СМП) (рис. 1.13) применяют при сверлении сравнительно коротких, до (1,5…2,5)d отверстий диаметром 18 – 80 мм. Наружная режущая кромка сверла может быть использована для дополнительной обточки поверхностей и однолезвийного растачивания отверстий. В сравнении с быстрорежущими спиральными сверлами сверла с СМП позволяют увеличить скорость резания не менее чем в 5 – 10 раз (до 300 м/мин по стали) при снижении подачи на оборот в 2-3 раза и при уменьшении усилия подачи на 60%. Сверла особенно удобны для станков с ЧПУ, так как сохраняют постоянную длину. При эксплуатации таких сверл необходимо подводить СОЖ в зону резания через внутренние каналы под давлением 0,15 – 0,25 МПа. Для вращающегося инструмента предусматриваются специальные устройства для подвода СОЖ.

Рис. 1.13. Сверло со сменными многогранными пластинами

 

Зенкеры

 

Для станков с ЧПУ рекомендуются зенкеры диаметром 10 – 40 мм, элементы конструкции которых и геометрические параметры отвечают приложению к ГОСТ 12489-71.

По сравнению со стандартными зенкеры для станков с ЧПУ обеспечивают более высокие требования к биению цилиндрических ленточек и шероховатости передних и задних поверхностей режущих зубьев. Рекомендуется применять зенкеры с износостойким покрытием.

Зенковки цилиндрические и конические

Используются для обработки центровых отверстий по ГОСТ 14034-74, снятия фасок в точных отверстиях и обработки поверхностей под крепежные детали. Конические зенковки выпускаются с углами конуса 60, 90 и 120о.

Размеры зенковок стандартизованы (ГОСТ 14953-80).

 

Развертки

 

Рекомендуемые к применению на станках ЧПУ развертки могут быть быстрорежущими и твердосплавными. Быстрорежущие развертки имеют диаметры 5 – 50 мм, они могут быть с цилиндрическими и коническими хвостовиками и насадными.

Твердосплавные развертки (ГОСТ 11175-80) изготовляют с повышенной точностью, их выполняют с коническим хвостовиком или насадными.

 

Метчики

Требования, предъявляемые к используемым на станках с ЧПУ метчикам, стандартизованы. Особенностями этих метчиков являются:

(1) метчики диаметром до 16 мм включительно изготавливают цельными;

(2) метчики для нарезания резьбы в сталях средней и высокой прочности имеют комбинированную заборную часть, исключающую сколы режущих зубьев;

(3) регламентирован параметр шероховатости центровых отверстий, предусмотрена предохранительная фаска;

(4) ужесточены требования к биению режущих кромок и резьбовых элементов;

(5) внутренний диаметр метчиков ограничен нижним и верхним отклонениями;

(6) величина затылования резьбы по профилю задана из расчета получения оптимальных задних боковых углов;

(7) передние углы метчиков дифференцированы по обрабатываемым материалам.

В последние годы для получения резьбы на станках с ЧПУ в производственных условиях все шире используется резьбофрезерование.

 

Расточный инструмент

Основной особенностью расточного инструмента для станков с ЧПУ состоит в том, что он практически весь является консольным. Поэтому он должен обладать повышенной жесткостью и виброустойчивостью.

К расточному инструменту для станков с ЧПУ предъявляются более жесткие, чем к стандартному для универсальных станков, требования по биению, соосности, шероховатости.

Применяются расточные оправки с многогранными пластинами и вставками, имеющими микрометрическую регулировку.

При выборе инструмента для растачивания на многоцелевых станках принимают во внимание следующее:

· необходимо оценивать технологические возможности и универсальность инструмента;

· специализированный инструмент часто позволяет более эффективно использовать возможности станка;

· инструмент не должен задевать шпиндель и оснастку при обработке;

· необходимо использовать инструмент с несколькими режущими кромками для того, чтобы реже его менять;

· необходимо иметь расточные оправки со сменными головками для внутренней обработки;

· если нужно растачивать глубокие отверстия высокой точности с хорошим качеством поверхности, то потребуются антивибрационные оправки.

Для повышения универсальности расточного инструмента при одновременном упрощении его конструкции разработаны агрегатно-модульные системы инструмента для разнотипных станков.

Для компоновки используют определенное число деталей (модулей), которые образуют взаимосвязанные механизмы, обладающие достаточными жесткостью и точностью. Такой инструмент позволяет создавать комбинированные расточные инструменты.

Система модульного расточного инструмента состоит обычно из трех функциональных элементов: рабочей части (расточная головка), удлинителей и переходников, хвостовиков (базовых частей) для установки в шпинделе станка.

Для растачивания точных отверстий на многоцелевых станках используются расточные плансуппорты с программным управлением - устройства с автоматической размерной подналадкой вершины резца непосредственно на станке.

Использование таких устройств сокращает номенклатуру расточных оправок, уменьшает вспомогательное время на смену инструмента. Появляется возможность растачивать ступенчатые и конические отверстия, подрезать торцы и прорезать канавки, нарезать резьбу (при наличии обратной связи по углу поворота шпинделя).

cyberpedia.su

Сверло со сменными многогранными пластинами

 

Полезная модель относится к области обработки материалов резанием и может быть использовано при обработке изделий на станках как с высокой, так и невысокой жесткостью технологической системы. Задачей настоящей полезной модели является уменьшение или исключение неуравновешенной радиальной составляющей силы резания, увеличение стойкости режущих кромок в процессе резания и точности обработки отверстий на станках с высокой жесткостью технологической системы, снижению вероятности выхода из строя (поломки) режущих пластин при использовании на станках с невысокой жесткостью технологической системы. Указанная техническая задача решается тем, что сверло со сменными многогранными режущими пластинами, содержащее корпус со стружечными канавками с отверстиями или без отверстий для подвода смазывающе-охлаждающей жидкости, две расположенные относительно оси корпуса сменные многогранные режущие пластины, установленные в базирующих гнездах, и винты для их крепления согласно полезной модели как минимум одна из опорных поверхностей базирующего гнезда многогранной сменной режущей пластины расположена в плоскости находящейся под углом отличным от 0° в диапазоне от +90° до -90° к оси вращения сверла. Результаты исследования работоспособности нового сверла со сменными многогранными режущими пластина показали, например, повышение стойкости в среднем на 30% по сравнению с аналогами, уменьшение неуравновешенной составляющей силы резания в 2 и более раз до полного ее исключения.

Полезная модель относится к области обработки материалов резанием и может быть использовано при обработке изделий на станках как с высокой, так и невысокой жесткостью технологической системы.

Известно сверло SU 965628, опубликовано 15.10.82, с механическим креплением двух твердосплавных режущих пластин для обработки отверстий в сплошном материале, содержащее корпус, на котором выполнены хвостовик и две канавки для отвода стружки, одна режущая кромка перекрывает весь радиус, а вторая только часть радиуса. Пластины крепятся в гнездах винтовыми грибковыми прихватами. С целью повышения надежности и производительности обработки вторая режущая пластина выдвинута вперед по оси и развернута относительно первой режущей пластины так, что ее режущая кромка перекрывает средний участок ширины среза.

Также известно сверло RU 2147265, опубликовано 10.04.2000, для сверления металлов, имеющее на лицевой части несущие режущие пластины, кассеты (кассеты с установленными в них режущими пластинами), например 3, 5 или 7 кассет. Периферическая кассета несет периферическую режущую пластину. Эта периферическая кассета закреплена в корпусе сверла при помощи стопорного винта, который идет в пазу, имеющемся в сверлильной головке. Радиально внутри от периферической кассеты имеется клин, который может быть перемещен по оси и в результате может регулировать радиальное положение периферической кассеты и режущей пластины, а следовательно, и диаметр резания. По достижении желательной регулировки по радиусу периферическую режущую пластину фиксируют (закрепляют) стопорным винтом. Осуществляется надежная, простая и очень точная регулировка диаметра резания.

В качестве прототипа взято стандартное сверло, централизованно выпускаемое промышленностью по ОСТ2 И20-9-84 и ОСТ2 И20-10-84, содержащее корпус со стружечными канавками и отверстиями для подвода смазывающе-охлаждающей жидкости, две асимметрично расположенные относительно оси корпуса сменные многогранные режущие пластины, установленные в базирующих гнездах, и винты для их крепления, при этом одна из сменных многогранных режущих пластин расположена на периферии корпуса и предназначена для формирования поверхности обрабатываемого отверстия (см. Фадюшин И.Л. и др. "Инструмент для станков с ЧПУ, многоцелевых станков и ГПС", М., "Машиностроение", 1990, с.168-173, рис.3.20).

Недостатками известных сверл с механическим креплением сменных многогранных режущих пластин является наличие неуравновешенной радиальной составляющей силы резания снижающей стойкость режущих кромок в процессе резания и точность обработки на станках с высокой жесткостью технологической системы, а также приводящей к быстрому выходу из строя (поломке) сменных многогранных режущих пластин при использовании на станках с невысокой жесткостью технологической системы.

Задачей настоящей полезной модели является уменьшение или исключение неуравновешенной радиальной составляющей силы резания, увеличение стойкости режущих кромок в процессе резания и точности обработки отверстий на станках с высокой жесткостью технологической системы, снижению вероятности выхода из строя (поломки) режущих пластин при использовании на станках с невысокой жесткостью технологической системы.

Указанный технический результат достигается за счет того, что сверло со сменными многогранными режущими пластинами, содержащее корпус со стружечными канавками, две сменные многогранные режущие пластины, ассиметрично расположенные относительно оси корпуса и установленные в выполненных в корпусе базирующих гнездах с опорными поверхностями, и винты для их крепления, согласно изобретению по меньшей мере одна из опорных поверхностей базирующего гнезда для сменной многогранной режущей пластины расположена в плоскости, находящейся под углом, отличным от 0 в пределах от +90° до -90° к оси вращения сверла.

На фиг.1 - показан общий вид сверла со сменными многогранными пластинами.

На фиг.2 - показана схема крепления сменных многогранных режущих пластин.

Сверло включает в себя корпус 1 со стружечными канавками 2 и отверстиями 3 для подвода смазывающей и охлаждающей жидкости. В базирующих гнездах 4 корпуса 1 винтами 5 закреплены сменные многогранные режущие пластины 6. Как минимум у одного базирующего гнезда 4 опорная поверхность 7 находится в плоскости 8 находящейся под углом а к оси вращения сверла 9.

Для уменьшения или исключения неуравновешенной радиальной составляющей силы резания, увеличения стойкости режущих кромок сменных многогранных режущих пластин 6 в процессе сверления и точности обработки отверстий на станках с высокой жесткостью технологической системы, снижения вероятности выхода из строя (поломки) сменных многогранных режущих пластин 6 при использовании на станках с невысокой жесткостью технологической системы как минимум у одной сменной многогранной режущей пластины 6 опорная поверхность 7 базирующего гнезда 4 находится в плоскости 8. Плоскость 8 в свою очередь находится под углом а к оси вращения сверла 9. Величина угла наклона плоскости 8 выбирается в зависимости от следующих факторов: режим обработки, вид обрабатываемого материала заготовки, марка инструментального материала, тип смазывающе-охлаждающей жидкости, жесткость технологической системы, зависящая от вида и типа обрабатывающего оборудования. Максимальный эффект при различных сочетаниях всех перечисленных факторов наблюдается при величине угла а отличной от нуля в пределах от +90° до -90°.

При изменении угла наклона а плоскости 8 относительно оси вращения сверла 9 в которой находится опорная поверхность 7 базирующего гнезда 4 изменяются геометрические параметры сменной многогранной режущей пластины 6. Также эффект может наблюдаться и при различном угле наклона а плоскостей 8 относительно оси вращения сверла 9 в которых находятся опорные поверхности 7 базирующих гнезд 4 сменных многогранных режущих пластин 6 сверла в пределах от +90° до -90° включая нулевое значение у отдельных сменных многогранных режущих пластин 6. Для этого для каждой опорной поверхности 7 базирующего гнезда 4 сменных многогранных режущих пластин 6 проводится своя плоскость 8 с углом наклона а . При этом значение угла наклона а плоскости 8 может быть одинаковым у всех пластин либо различным. Различный угол наклона а плоскости 8 относительно оси вращения сверла 9 в том числе может обеспечить повышенный эффект обработки сложно структурированных материалов и сплавов, для которых характерно явление наклепа и/или переструктурирование в результате обработки затрудняющее обработку. Тогда разные сменные многогранные режущие пластины 6 сверла взаимодействуют по разному с обрабатываемой поверхностью и явления затрудняющие обработку либо значительно уменьшаются либо полностью устраняются и процесс обработки становится более эффективным. Под эффективностью процесса обработки подразумевается уменьшение или исключение неуравновешенной радиальной составляющей силы резания, увеличение стойкости режущих кромок сменных многогранных режущих пластин 6 в процессе резания и точности обработки отверстий на станках с высокой жесткостью технологической системы, снижению вероятности выхода из строя (поломки) сменных многогранных режущих пластин 6 при использовании на станках с невысокой жесткостью технологической системы, а также повышение производительности обработки. Сверло может быть выполнено как с отверстиями 3 для подвода смазывающе-охлаждающей жидкости, так и без отверстий 3 для подвода смазывающе-охлаждающей жидкости. В базирующих гнездах 4 корпуса 1 на опорных поверхностях 7 закреплены сменные многогранные режущие пластины 6. Сменные многогранные режущие пластины 6, могут иметь любую известную и/или новую форму и/или конфигурацию и могут быть закреплены любым известным способом, например, винтами 5.

Таким образом, варьируя параметром угла наклона а относительно оси вращения сверла каждой или одновременно всех плоскостей в которых находятся опорные поверхности базирующих гнезд сменных многогранных режущих пластин можно добиться уменьшения или исключения неуравновешенной радиальной составляющей силы резания, увеличения стойкости режущих кромок в процессе резания и точности обработки отверстий на станках с высокой жесткостью технологической системы, снижению вероятности выхода из строя (поломки) режущих пластин при использовании на станках с невысокой жесткостью технологической системы и увеличить производительность обработки. Результаты исследования работоспособности нового сверла со сменными многогранными режущими пластина показали, например, повышение стойкости в среднем на 30% по сравнению с аналогами, уменьшение неуравновешенной составляющей силы резания в 2 и более раз до полного ее исключения.

Сверло со сменными многогранными режущими пластинами, содержащее корпус со стружечными канавками, две сменные многогранные режущие пластины, асимметрично расположенные относительно оси корпуса, установленные в выполненных в корпусе базирующих гнездах с опорными поверхностями, и винты для их крепления, отличающееся тем, что по меньшей мере одна из опорных поверхностей базирующего гнезда сменной многогранной режущей пластины расположена в плоскости, находящейся под углом, отличным от 0° в пределах от +90° до -90° к оси вращения сверла.

poleznayamodel.ru

Сверло со сменными многогранными пластинами

 

Полезная модель относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано при обработке изделий на станках как с высокой, так и невысокой жесткостью технологической системы. Сверло содержит корпус со стружечными канавками и отверстиями для подвода смазочно-охлаждающей жидкости, две асимметрично расположенные относительно оси корпуса сменные многогранные режущие пластины, установленные в базирующих гнездах, и винты для их крепления, при этом одна из сменных многогранных режущих пластин расположена на периферии корпуса и предназначена для формирования поверхности обрабатываемого отверстия. Режущие пластины имеют форму режущих кромок, позволяющую компенсировать в каждой точке режущей кромки горизонтальную составляющую силы резания за счет радиальной составляющей.

Это позволяет повысить стойкость режущих кромок в процессе резания, точность обработки и качество обработанной поверхности при обработке на станках с высокой жесткостью технологической системы и повысить работоспособность (снизить возможность поломки) режущих пластин при использовании на станках с невысокой жесткостью технологической системы.

Полезная модель относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано при обработке изделий на станках как с высокой, так и невысокой жесткостью технологической системы.

Известно сверло SU 965628, опубликовано 15.10.82, с механическим креплением двух твердосплавных режущих пластин для обработки отверстий в сплошном материале, содержащее корпус, на котором выполнены хвостовик и две канавки для отвода стружки, одна режущая кромка перекрывает весь радиус, а вторая только часть его. Пластины крепятся в гнездах винтовыми грибковыми прихватами. С целью повышения надежности и производительности обработки вторая режущая пластина выдвинута вперед по оси и развернута относительно первой режущей пластины так, что ее режущая кромка перекрывает средний участок ширины среза.

Недостатком данного сверла является ненадежное крепление режущих пластин в гнездах винтовыми грибковыми прихватами, невозможность взаимной замены пластин из-за различия в размерах пластин.

Также известно сверло RU 2147265, опубликовано 10.04.2000, для сверления металлов, имеющее на лицевой части несущие режущие пластины, кассеты (кассеты с установленными в них режущими пластинами), например 3, 5 или 7 кассет. Периферическая кассета несет периферическую режущую пластину. Эта периферическая кассета закреплена в корпусе сверла при помощи стопорного винта, который идет в пазу, имеющемся в сверлильной головке. Радиально внутри от периферической кассеты имеется клин, который может быть перемещен по оси и в результате может регулировать радиальное положение периферической кассеты и режущей пластины, а следовательно, и диаметр резания. По достижении желательной регулировки по радиусу периферическую режущую пластину фиксируют (закрепляют) стопорным винтом. Осуществляется надежная, простая и очень точная регулировка диаметра резания.

Недостатком данного сверла является сложность его изготовления, затрудненный отвод стружки по каналам сверла, недостаточная стойкость режущих кромок в процессе резания, точность обработки и качество обработанной поверхности при обработке на станках с высокой жесткостью технологической системы и быстрый выход из строя (поломка) режущих пластин при использовании на станках с невысокой жесткостью технологической системы.

В качестве прототипа взято стандартное сверло, централизованно выпускаемое промышленностью по ОСТ2 И20-9-84 и ОСТ2 И20-10-84, содержащее корпус со стружечными канавками и отверстиями для подвода смазывающе-охлаждающей жидкости, две асимметрично расположенные относительно оси корпуса сменные многогранные режущие пластины, установленные в базирующих гнездах, и винты для их крепления, при этом

одна из сменных многогранных режущих пластин расположена на периферии корпуса и предназначена для формирования поверхности обрабатываемого отверстия (см. Фадюшин И.Л. и др. "Инструмент для станков с ЧПУ, многоцелевых станков и ГПС", М., "Машиностроение", 1990, с.168-173, рис.3.20).

Недостатком этого сверла является недостаточная стойкость режущих кромок в процессе резания и точность обработки на станках с высокой жесткостью технологической системы и быстрый выход из строя (поломка) режущих пластин при использовании на станках с невысокой жесткостью технологической системы.

Задачей настоящего изобретения является создание сменной многогранной режущей пластины, позволяющей повысить работоспособность сверла со сменными многогранными пластинами.

Указанная техническая задача решается тем, что сверло, содержащее корпус со стружечными канавками и отверстиями для подвода смазочно-охлаждающей жидкости оснащено сменными многогранными режущими пластинами, установленными в базирующих гнездах, имеющими форму режущих кромок, позволяющую компенсировать в каждой точке режущей кромки горизонтальную составляющую силы резания за счет радиальной составляющей.

На фиг.1 показан общий вид описываемого сверла со сменными многогранными пластинами.

На фиг.1а показана схема крепления пластин на сверле.

На фиг.2 показана схема деления ширины среза и участки работы режущих кромок каждой из пластин.

На фиг.3 показаны эпюры распределения горизонтальных сил на сверле и направление их действия.

На фиг.4 показан вид сверху на пластину и элементарный участок режущей кромки.

На фиг.4а показана схема действия сил на элементарный участок режущей кромки, наклоненный под углом Пi для компенсации горизонтальной составляющей силы резания.

На фиг.5 показан вид сверху на предлагаемую периферийную пластину.

На фиг.5а показана форма передней поверхности предлагаемой периферийной пластины.

На фиг.5б показана форма передней поверхности предлагаемой периферийной пластины в разрезе.

На фиг.6 показан вид сверху на предлагаемую центральную пластину.

На фиг.6а показана форма передней поверхности предлагаемой центральной пластины.

На фиг.6б показана форма передней поверхности предлагаемой центральной пластины в разрезе.

На фиг.7 показано изменение горизонтальной, радиальной составляющих силы резания и суммарной силы резания, действующих на прототип в процессе врезания.

На фиг.7а показано изменение горизонтальной, радиальной составляющих силы резания и суммарной силы резания, действующих на предлагаемое сверло со сменными многогранными пластинами в процессе врезания.

Общий вид описываемого сверла со сменными многогранными пластинами показан на фиг.1.

Сверло включает в себя корпус 1 со стружечными канавками 2 и отверстиями 3 для подвода СОЖ. В гнездах 4 корпуса 1 винтами 5 закреплены режущие пластины 6 и 7. Режущая центральная пластина 6 в процессе резания обеспечивает съем металла у оси отверстия, а режущая периферийная пластина 7 формирует наружную цилиндрическую поверхность 8 отверстия в изделии 9. Схема деления ширины среза и участки работы режущих кромок каждой из пластин показаны на фиг.2: участок А - обрабатывается центральной пластиной, участок В - периферийной. В процессе работы на периферийную пластину действует горизонтальная сила Ру периф, а на центральную - Ру центр. При этом горизонтальные силы от каждой пластины на самом сверле суммируются. Эпюры распределения горизонтальных сил и направление действия показаны на фиг.3.

Форма режущих кромок пластин, позволяющих компенсировать в каждой точке режущей кромки горизонтальную силу резания за счет радиальной, рассчитывается по формуле (согласно фиг.4 и фиг.4а):

Для этого необходимо режущую кромку пластины разбить на элементарные участки равной длины (чем меньше длина участка, тем точнее будет получена форма режущей кромки), после чего каждый элементарный участок поворачивают на угол Пi, рассчитанный по формуле (1), затем последовательно от края пластины к ее центру режущую кромку поворачивают на полученные углы, в результате чего и получается профиль, представленный на фиг.5а и фиг.6а. Для использования формулы (1) необходимо знать эпюры распределения горизонтальной (Pz) и радиальной (Рy ) составляющих силы резания (фиг.3), т.е. знать значения Р zi и Рyi на элементарном участке. Эти значения определяются либо экспериментально, либо по данным, имеющимся в литературе (Протяжки для обработки отверстий / Д.К. Маргулис, М.М. Тверской, В.Н.Ашихмин и др. - М.: Машиностроение, 1986. - с.186, табл. П 20).

Рассчитанные таким образом формы режущих кромок пластин получаются либо перетачиванием стандартных пластин, либо спеканием в специально изготовленной пресс-форме.

Результаты использования сверла со сменными многогранными пластинами показали повышение работоспособности при обработке на станках с невысокой жесткостью технологической системы и повышение

стойкости и точности обработки на станках с высокой жесткостью технологической системы в среднем на 35% выше, чем у прототипа. Изменение составляющих силы резания прототипа и сверла со сменными многогранными пластинами в процессе врезания показаны на фиг.7 и фиг 7а, из которых следует, что горизонтальная составляющая силы резания (и как следствие - суммарная сила резания) при сверлении предлагаемой конструкцией значительно меньше, чем у прототипа.

Форма режущей кромки периферийной пластины показана на фиг.5.

Форма режущей кромки центральной пластины показана на фиг.6.

Сверло со сменными многогранными пластинами, содержащее корпус со стружечными канавками и отверстиями для подвода смазывающе-охлаждающей жидкости, две асимметрично расположенные относительно оси корпуса сменные многогранные режущие пластины, установленные в базирующих гнездах, и винты для их крепления, при этом одна из сменных многогранных режущих пластин расположена на периферии корпуса и предназначена для формирования поверхности обрабатываемого отверстия, отличающееся тем, что режущие пластины имеют форму режущих кромок, позволяющую компенсировать в каждой точке режущей кромки горизонтальную составляющую силы резания за счет радиальной составляющей.

poleznayamodel.ru

Преимущества перовых сверл со сменными пластинками

Сверление отверстий является наиболее распространенной из всех металлообрабатывающих операций. Практически в каждой обрабатываемой детали есть отверстия и отверстия для болтов, а также другие круглые и цилиндрические виды отверстий, которые должны быть вырезаны в заготовке. Не удивительно, что сверление отверстий составляет большую часть времени обработки, а так же стоимость, по сравнению с другими операциями.Также не удивительно, что снижение стоимости сверление отверстий является важным фактором в снижении общей стоимости производства. В этой связи, перовые сверла предоставляют производителям снижение стоимости и технические преимущества по сравнению с традиционными спиральными, твердосплавными сверлами и сверлами с механическим креплением многогранных режущих пластин.

Перовые сверла являются двух-рифлеными режущими инструментами для конечной обработки, которые включают в себя переставляемые или механически закрепленные режущие пластины. Внутренние полости в канале державки служат для охлаждения переднего края пластины. Внешние канавки на держателе обеспечивают эффективное удаление стружки.

1.    Преимущества в стоимости и использовании

Перовые сверла могут быть использованы практически в любом случае, вместо традиционного сверла для просверливания отверстий с размерами от ½ до 4 дюймов в диаметре. Ряд основных, жестких держателей используется с несколькими пластинками разных размеров, что обеспечивает широкий диапазон диаметров. Альтернативой может быть использование различных сверл для каждого диаметра, что является дорогостоящим предложением и таким, которое потребует наличия большого инвентаря инструмента.

Стандартное сверло с напайными твердосплавными пластинами может так же быть успешно заменено «взятым с полки» держателем от перового сверла, оснащенным стандартными, сменными твердосплавными пластинами. Когда кромка пластины изнашивается, она легко может быть заменена на приспособлении, или в случае с перовыми сверлами с механическим креплением многогранных пластин, следующая режущая кромка легко перемещается на место изношенной. переточка не нужна, что приводит к еще большему снижению стоимости. Специальные сверла с напайными пластинами разных диаметров могут так же быть заменены более экономичными державками перовых сверл, оснащенных одноразовыми пластинками. В перовых сверлах благодаря тому, что металл режется только сменными пластинами, державка может быть изготовлена из менее дорогой стали, что является еще одним экономическим преимуществом их использования. В замене сверл со сменными многогранными пластинками перовыми сверлами так же есть преимущества. Основное преимущество здесь состоит в возможности установки на стандартном перовом сверле вставок для обработки отверстий с различными диаметрами, вместо использования «одного инструмента для одного диаметра», что требуется при использовании обычного сверла со сменными пластинами.Если работать на указанных скоростях резания и подачах, сверла с твердосплавными пластинами обычно превосходят другие типы сверл, если сравнивать их по скорости удаления металла. Однако, Высокая скорость удаления металла может представлять собой проблему. При высоких скоростях и тяжелых подачах станки потребляют большее количество мощности. Если мощности на шпинделе недостаточно для вращения сверла, это может привести не только к падению эффективности скорости удаления металла, но и к поломке сверла с твердосплавными пластинами из-за того, что они не смогут достаточно быстро вывести стружку из отверстия. Перовые сверла эффективно справляются с этой проблемой.

В одном случае, производитель станком заменил сверла с твердосплавными пластинами на перовые сверла для того, чтобы справиться с проблемой поломки инструмента на высокой скорости, при выполнении операций по просверливанию отверстий на малой мощности. Компания обнаружила, что перовые сверла могут работать на скорости, приблизительно на 80 процентов меньшей, чем сверла с твердосплавными пластинами, с диаметром от 80 до 130 дюймов, при этом создавая отверстия с требуемым припуском на обработку в ±0,005 дюйма с шероховатостью поверхности от 200 до 250 микродюймов. Снижение времени простоя станка более чем восполняет небольшое увеличение времени на обработку, из-а снижения скорости.

В этом заключается важное, но тонкое различие между технологиями при обработке традиционными и перовыми сверлами. Кроме преимуществ, связанных со снижением стоимости инструмента, перовые сверла так же предлагают решения основных проблем, связанных с обработкой отверстий, таких как подвод смазочно-охлаждающей жидкости, удаление стружки и увеличение жесткости инструмента, которое оказывает непосредственное влияние на производительность и стойкости. Эти факты являются важными для производителей, которые пытаются сократить стоимость обработки отверстий, так как решение этих проблем уменьшает циклическое время, что является важным, но часто упускаемым из виду фактором при операциях по обработке отверстий.

2.    Охлаждение режущей кромки

Одной из наиболее важных проблем в любой металлообрабатывающей операции является подвод смазочно-охлаждающей жидкости, а для обработки отверстий это является экономически критически важным. Сегодня, обрабатывающие центры способны производить скорость оборота шпинделя от 8000 до 10000 оборотов в минуту для сверлильных операций, а в некоторых случаях до 15000 оборотов в минуту в зависимости от обрабатываемого материала. Твердосплавные пластины и покрытия, такие как карбонитрид титана, сделали возможным использование перовых сверл при высоких скоростях сверления. Более высокие скорости оборота шпинделя являются ключом к сокращению времени циклов на обработку отверстий, так как они позволяют значительно увеличить скорость подачи, вплоть до десятка раз в некоторых случаях, что, в свою очередь, увеличивает скорость обработки и уменьшает стоимость за одно отверстие.

Однако более высокие скорости и подачи приводят к увеличению температур, что может значительно уменьшить срок службы инструмента, а увеличение подачи создает увеличение стружки, которую необходимо извлечь из отверстия. Чтобы на операции обработки отверстия получить выгоду от увеличения скоростей и подач, к режущей кромке сверла должна быть подана смазочно-охлаждающая жидкость. Каждое отверстие характеризуется длиной и диаметром, а отношение длины к диаметру имеет особенно важное значение при рассмотрении подвода охлаждающей жидкости. Если охлаждающая жидкость поступает на заготовку, то глубина любого просверленного отверстия ограничивается размером его диаметра. даже на такой глубине достаточное количество охлаждающей жидкости может не попадать на режущую кромку сверла из-за того, что стружка может блокировать ей доступ. Из-за нагрева, создаваемого сверлом в заготовке, охлаждающая жидкость, которая все-таки достигает режущей кромки, часто испаряется. Перовые сверла устраняют эту проблему, потому что они заполнены охлаждающей жидкостью; охлаждающая жидкость подводиться к переднему краю сверла через тело самого инструмента. Как правило, в центре державки расположен канал, от которого отходят ответвления. Охлаждающая жидкость распыляется через эти канальца прямо на дно и по бокам от отверстия, где это больше всего необходимо и приносит больше всего пользы.

3.    Продолжение движения стружки

Из-за того, что стружка накапливается в отверстии, особенно в глубоких отверстиях, прорез может отклониться от центра и стать некруглым, испортив финишную поверхность и, возможно, приводя к поломке инструмента. Большинство обычных операций сверления требуют периодически отводить сверло для удаления стружки между циклами сверления. Секретом выведения стружки на поверхность отверстия и от него является тепло. При правильном использовании перового сверла, тепло эффективно передается в процессе сверления от инструмента к стружке. Тепло, выделяемое на передней поверхности сверла, превышает максимальный диапазон температур для обрабатываемого материала. Высокая температура, чередуясь с охлаждающим действием охлаждающей жидкости, действует в качестве закалочной среды, делая стружку более хрупкой и легко разрушаемой. Этот процесс охрупчивания ломает стружку на более мелкие куски, делая их более управляемыми и более легковынимаемыми из отверстия.

Результатом этого является получение более мелкой стружки, которая может быть удалена из отверстия более эффективно. Это действие, направленное на удаление стружки делает современные перовые сверла более пригодными для сверления отверстий большого диаметра за один проход.

4.    Большая жесткость инструмента означает повышение скорости обработки

Эффективное удаление меньших по размеру частей стружки означает, что державка перового сверла может быть более жесткой, так как более не нужны большие стружечные канавки. Жесткость инструмента является одним из наиважнейших вопросов для повышения производительности сверления. Следовательно, они могут работать на больших скоростях и подачах, а также могут легко поглотить негативные последствия неправильного использования.5.    Трехсторонний победитель

Перовые сверла предлагают производителям значительные преимущества в стоимости. Конструкция перовых сверл помогает решить три ключевых проблемы обработки отверстий, с которыми сталкиваются производители, когда пытаются увеличить продуктивность путем уменьшения времени обработки. Преодолевая трудности с подводом охлаждающей жидкости, с отводом стружки и жесткостью, перовые сверла могут значительно уменьшить стоимость обработки отверстий.

Похожие статьи

znaytovar.ru

Отвод стружки – важная деталь процесса сверления

Ренди МакИкерн

Ренди МакИкерн, специалист по внедрению сверлильных и инструментальных систем Sandvik Coromant Canada, автор статьи

Отвод стружки – важная деталь процесса сверления. Чтобы лучше управлять процессом стружкоудаления, в первую очередь нужно определить характер образования стружки. Выполните одно или два отверстия, остановите работу и осмотрите стружку. Затем определите размер отверстий и качество обработки поверхности, после чего скорректируйте процесс сверления. Умение разбираться в характеристиках твердосплавных сверл, сверл со сменными многогранными пластинами и сменными головками помогает улучшить контроль удаления стружки и повысить надежность процесса сверления.

Удаление стружки – сверла со сменными многогранными пластинами

  • Большинство сверл с многогранными пластинами имеет только одну пластину, работающую по номинальному диаметру, поэтому некоторые считают, что такие сверла обеспечивают неравномерную обработку. В каждой канавке образуется стружка разной формы: в центре – конической, а ближе к краю – в форме буквы «С» или цифры «6».
  • Улучшенный отвод стружки изначально достигается за счет оптимизации процесса стружкообразования. Для этого при изучении стружки на сверлах со сменными многогранными пластинами нужно знать, какой формы стружка получается на центральных и периферийных пластинах.
  • Длинная стружка может вызвать образование «пробок» в канавках. Кроме того, это может привести к повреждению поверхности или пластины самого инструмента. Риск будет минимальным, если стружка будет короткой, в форме буквы «С» или цифры «6».
  • Вы можете сделать стружку короче, если выберете правильную геометрию пластин сверла для конкретного обрабатываемого материала с соответствующей корректировкой параметров резания.
  • Сверла, предназначенные для вязкого материала с образованием длинной стружки, например, низкоуглеродистой или нержавеющей стали, обычно оснащают глубоким стружколомом и более острой режущей кромкой. С такими сверлами следует работать на низкой или средней скорости подачи (0,05 – 0,15 мм в зависимости от диаметра сверла). Будьте осторожны с данным типом геометрии: при слишком высокой скорости возможно образование длинной прямой стружки, наматываемой на инструмент.
  • Есть сверла, которые подходят для широкого спектра материалов. Они могут иметь стружколом средней глубины и усиленную режущую кромку высокой прочности. Работать инструмент может как на низкой, так и на высокой скорости подачи (0,05-0,33 мм в зависимости от диаметра). Такая геометрия отличается хорошим стружкоотводом при работе с большинством материалов и незаменима в нестабильных условиях и при прерывистом резании.
  • Скорость подачи – наиболее значимый фактор образования стружки.  Регулируя скорость, можно скорректировать размер стружки. Кроме того, скорость влияет на срок службы инструмента.
  • Длинная спиралеобразная стружка, образуемая центральной пластиной, сложно поддается удалению. Наиболее благоприятен вариант, когда в центре образуется коническая стружка, а на периферии ­­­– стружка в форме цифры «6».

Твердосплавные сверла и сверла со сменными головками

  • Твердосплавные сверла и сверла со сменными головками и симметричной заточкой обеспечивают равномерность процесса с образованием однородной стружки в обеих канавках. Форма стружки несколько отличается от образуемой при использовании сверл со сменными пластинами.
  • Многие твердосплавные сверла и сверла со сменной головкой имеют особую геометрию и используются строго для определенных материалов, в то время как некоторые спроектированы таким образом, что могут работать с большим количеством материалов. Очень важно использовать параметры резания, подходящие для выбранного сверла.
  • Целью является стружка в форме буквы «С» или цифры «6», легко поддающаяся удалению и являющаяся признаком качественной обработки отверстия. Однако в начале процесса стружка может иметь спиралевидную форму. Если стружка не выглядит должным образом, увеличивайте подачу в пределах рекомендуемого диапазона.
  • Как только вы подберете правильный размер и форму, присмотритесь к состоянию стружки. Если на стружке есть царапины, отверстие будет некачественным. Проверьте скорость подачи – она может быть слишком высокой. Если возможно, смените инструмент на новый с более подходящей геометрией.
  • Первая стружка при сверлении твердосплавным инструментом или сверлом со сменной головкой может помочь в определении неполадок. Наличие зазубрин по бокам может говорить о дисбалансе во время сверления. Причинами служат биение, неправильный угол наклона, высокая скорость подачи, нестабильные или несоответствующие условия, которые могут привести к износу или поломке режущей кромки.
  • Гидравлические зажимные патроны помогут сократить биение, устранить вибрацию, а также обеспечить сбалансированный процесс резания.

Выводы

  • Для обеспечения стабильности выбирайте наиболее короткое сверло
  • Определите правильную геометрию для вашего материала и операции
  • Следите за стружкой и контролируйте скорость
  • Уменьшите биение и вибрацию, используя правильные сверлильные патроны (ISO 9766) или гидравлические зажимные патроны

Источник материала: перевод статьиManaging Your Chips,Shopmetaltech

Автор статьи-оригинала:Ренди МакИкерн (Randy McEachern)

Скачать каталоги инструмента Sandvik и получить информацию о данном производителе вы можете по этой ссылке: Инструмент Сандвик, каталоги Sandvik Coromant

Об авторе статьи

Ренди МакИкерн является специалистом по внедрению сверлильных и инструментальных систем компании Sandvik Coromant Canada Inc. в г. Миссиссога, Канада.

Также советуем прочитать:
Нет связанных записей.

Понравилась статья? Поделитесь:

tverdysplav.ru

Типичные случаи износа сверлильного металлорежущего инструмента Сверла со сменными многогранными режущими пластинами Проблемы Причины Решения Изн

Металлорежущий инструмент и инструментальная оснастка / Cutting tools and tooling system

SANDVIK COROMANT | Пособие SANDVIK COROMANT 2009 Обработка металлов резанием (Всего 359 стр.)

211 Пособие SANDVIK COROMANT 2009 Обработка металлов резанием Инструмент и оснастка Стр.E44

211 Типичные случаи износа сверлильного металлорежущего инструмента Сверла со сменными многогранными режущими пластинами Проблемы Причины Решения Изн Пособие SANDVIK COROMANT 2009 Обработка материалов резанием Металлорежущий инструмент и инструментальная оснастка для металлообрабатывающего промышленного оборудования Стр. E44

Типичные случаи износа сверлильного металлорежущего инструмента Сверла со сменными многогранными режущими пластинами Проблемы Причины Решения Изн

Типичные случаи износа сверлильного металлорежущего инструмента Сверла со сменными многогранными режущими пластинами Проблемы Причины Решения Износ по задней поверхности a) Завышена скорость резания b) Недостаточно износостойкая марка сплава a) Уменьшите скорость резания b) Выберите более износостойкий сплав Лункообразование Периферийная пластина Диффузионный износ, вызванный слишком высокой температурой на передней поверхности Центральная пластина Абразивный износ, вызванный наростом на режущей кромке и налипанием обрабатываемого материала Периферийная пластина Выберите сплав GC4024 или GC4014 с покрытием Al2O3, препятствующим окислению Уменьшите скорость Центральная пластина Выберите сплав GC1044, если используется h23A Уменьшите подачу Общая рекомендация Выберите более острую геометрию Пластическая деформация (периферийная пластина) a) Слишком высокая температура a-b) Выберите более износостой- (скорость резания) в сочетании кую марку сплава с лучшим с высоким усилием (подача, сопротивлением пластиче- твёрдость заготовки) ской деформации, например b) Как результат износа GC 4014 или GC 4024 по задней поверхности a-b) Уменьшите скорость резания и лункообразования а) Уменьшите подачу Выкрашивание a) Недостаточно прочный сплав b) Слишком острая геометрия пластины c) Нарост на режущей кромке d) Неудовлетворительное качество поверхности e) Недостаточная жёсткость закрепления f) Абразивные включения (чугун) a) Выберите более прочную марку сплава, например, GC4044 b) Выберите более прочную геометрию, т.е. -GT c) Увеличьте скорость резания или выберите более острую геометрию d) Уменьшите подачу на входе. Выберите геометрию -GT e) Увеличьте жёсткость закрепления f) Выберите более прочную геометрию, например, -GR или -GT. Уменьшите подачу E 44 SANDVIK Решение проблем при сверлении металлов и сплавов

SANDVIK COROMANT | Пособие SANDVIK COROMANT 2009 Обработка металлов резанием (Всего 359 стр.)

Металлорежущий инструмент и инструментальная оснастка / Cutting tools and tooling system

208 Как улучшить точность отверстия Один из способов исключить влияние допусков изготовления корпуса сверла и пластины произвести регулировку сверла Пособие SANDVIK COROMANT 2009 Обработка материалов резанием Металлорежущий инструмент и инструментальная оснастка для металлообрабатывающего промышленного оборудования Стр. E41208 Как улучшить точность отверстия Один из способов исключить влияние допусков изготовления корпуса сверла и пластины произвести регулировку сверла209 Решение типовых проблем при сверлении отверстий в металле сверлами со сменными режущими многогранными пластинами Диаметр отверстия вышел за верхн Пособие SANDVIK COROMANT 2009 Обработка материалов резанием Металлорежущий инструмент и инструментальная оснастка для металлообрабатывающего промышленного оборудования Стр. E42209 Решение типовых проблем при сверлении отверстий в металле сверлами со сменными режущими многогранными пластинами Диаметр отверстия вышел за верхн210 Решение проблем при сверлении отверстий сверлами с механическим креплением сменных режущих многогранных пластин Недостаточная мощность шпинделя P Пособие SANDVIK COROMANT 2009 Обработка материалов резанием Металлорежущий инструмент и инструментальная оснастка для металлообрабатывающего промышленного оборудования Стр. E43210 Решение проблем при сверлении отверстий сверлами с механическим креплением сменных режущих многогранных пластин Недостаточная мощность шпинделя P212 Общие рекомендации от производителя металлорежущего инструмента компании Сандвик Коромант по эвакуации стружки при сверлении отверстий в металле Пособие SANDVIK COROMANT 2009 Обработка материалов резанием Металлорежущий инструмент и инструментальная оснастка для металлообрабатывающего промышленного оборудования Стр. E45212 Общие рекомендации от производителя металлорежущего инструмента компании Сандвик Коромант по эвакуации стружки при сверлении отверстий в металле213 Сверление за несколько проходов Цельные твёрдосплавные сверла Sandvik с напаянными пластинами Допустимо использовать сверление с отводом, если не Пособие SANDVIK COROMANT 2009 Обработка материалов резанием Металлорежущий инструмент и инструментальная оснастка для металлообрабатывающего промышленного оборудования Стр. E46213 Сверление за несколько проходов Цельные твёрдосплавные сверла Sandvik с напаянными пластинами Допустимо использовать сверление с отводом, если не214 Основные случаи износа цельных твердосплавных сверл и рекомендации по их уменьшению или устранению Интенсивный износ режущих кромок сверлильного Пособие SANDVIK COROMANT 2009 Обработка материалов резанием Металлорежущий инструмент и инструментальная оснастка для металлообрабатывающего промышленного оборудования Стр. E47214
См.также / See also :
Учебник SANDVIK COROMANT 2003 Высокопроизводительная обработка металлов резанием на металлообрабатывающем оборудованииУчебникSANDVIK COROMANT2003Обработкарезанием(301 страница) Справочник - Каталог SANDVIK COROMANT 2006 CoroKey Металлорежущий инструмент со сменными режущими пластинами и цельный для точения фрезерования сверления на станкахКаталогSANDVIK COROMANT2006CoroKeyМеталлорежущийинструмент(195 страниц) Руководство SANDVIK COROMANT 2010 по металлообработке Точение Отрезка Обработка канавок Резьбонарезание Фрезерование Сверление Растачивание Инструментальная оснасткаРуководствоSANDVIK COROMANT2010пометаллообработке(800 страниц) Руководство SANDVIK COROMANT 2005 по современной обработке металлов резанием на металлорежущих станках и центрах с ЧПУРуководствоSANDVIK COROMANT2005по обработкеметалловрезанием(564 страницы)

lab2u.ru

Сверла со сменными многогранными пластинами

Сверла со сменными многогранными пластинами (СМП) (рис. 1.13) применяют при сверлении сравнительно коротких, до (1,5…2,5)d отверстий диаметром 18 – 80 мм. Наружная режущая кромка сверла может быть использована для дополнительной обточки поверхностей и однолезвийного растачивания отверстий. В сравнении с быстрорежущими спиральными сверлами сверла с СМП позволяют увеличить скорость резания не менее чем в 5 – 10 раз (до 300 м/мин по стали) при снижении подачи на оборот в 2-3 раза и при уменьшении усилия подачи на 60%. Сверла особенно удобны для станков с ЧПУ, так как сохраняют постоянную длину. При эксплуатации таких сверл необходимо подводить СОЖ в зону резания через внутренние каналы под давлением 0,15 – 0,25 МПа. Для вращающегося инструмента предусматриваются специальные устройства для подвода СОЖ.

Сверла со сменными многогранными пластинами - student2.ru

Рис. 1.13. Сверло со сменными многогранными пластинами

Зенкеры

Для станков с ЧПУ рекомендуются зенкеры диаметром 10 – 40 мм, элементы конструкции которых и геометрические параметры отвечают приложению к ГОСТ 12489-71.

По сравнению со стандартными зенкеры для станков с ЧПУ обеспечивают более высокие требования к биению цилиндрических ленточек и шероховатости передних и задних поверхностей режущих зубьев. Рекомендуется применять зенкеры с износостойким покрытием.

Зенковки цилиндрические и конические

Используются для обработки центровых отверстий по ГОСТ 14034-74, снятия фасок в точных отверстиях и обработки поверхностей под крепежные детали. Конические зенковки выпускаются с углами конуса 60, 90 и 120о.

Размеры зенковок стандартизованы (ГОСТ 14953-80).

Развертки

Рекомендуемые к применению на станках ЧПУ развертки могут быть быстрорежущими и твердосплавными. Быстрорежущие развертки имеют диаметры 5 – 50 мм, они могут быть с цилиндрическими и коническими хвостовиками и насадными.

Твердосплавные развертки (ГОСТ 11175-80) изготовляют с повышенной точностью, их выполняют с коническим хвостовиком или насадными.

Метчики

Требования, предъявляемые к используемым на станках с ЧПУ метчикам, стандартизованы. Особенностями этих метчиков являются:

(1) метчики диаметром до 16 мм включительно изготавливают цельными;

(2) метчики для нарезания резьбы в сталях средней и высокой прочности имеют комбинированную заборную часть, исключающую сколы режущих зубьев;

(3) регламентирован параметр шероховатости центровых отверстий, предусмотрена предохранительная фаска;

(4) ужесточены требования к биению режущих кромок и резьбовых элементов;

(5) внутренний диаметр метчиков ограничен нижним и верхним отклонениями;

(6) величина затылования резьбы по профилю задана из расчета получения оптимальных задних боковых углов;

(7) передние углы метчиков дифференцированы по обрабатываемым материалам.

В последние годы для получения резьбы на станках с ЧПУ в производственных условиях все шире используется резьбофрезерование.

Расточный инструмент

Основной особенностью расточного инструмента для станков с ЧПУ состоит в том, что он практически весь является консольным. Поэтому он должен обладать повышенной жесткостью и виброустойчивостью.

К расточному инструменту для станков с ЧПУ предъявляются более жесткие, чем к стандартному для универсальных станков, требования по биению, соосности, шероховатости.

Применяются расточные оправки с многогранными пластинами и вставками, имеющими микрометрическую регулировку.

При выборе инструмента для растачивания на многоцелевых станках принимают во внимание следующее:

· необходимо оценивать технологические возможности и универсальность инструмента;

· специализированный инструмент часто позволяет более эффективно использовать возможности станка;

· инструмент не должен задевать шпиндель и оснастку при обработке;

· необходимо использовать инструмент с несколькими режущими кромками для того, чтобы реже его менять;

· необходимо иметь расточные оправки со сменными головками для внутренней обработки;

· если нужно растачивать глубокие отверстия высокой точности с хорошим качеством поверхности, то потребуются антивибрационные оправки.

Для повышения универсальности расточного инструмента при одновременном упрощении его конструкции разработаны агрегатно-модульные системы инструмента для разнотипных станков.

Для компоновки используют определенное число деталей (модулей), которые образуют взаимосвязанные механизмы, обладающие достаточными жесткостью и точностью. Такой инструмент позволяет создавать комбинированные расточные инструменты.

Система модульного расточного инструмента состоит обычно из трех функциональных элементов: рабочей части (расточная головка), удлинителей и переходников, хвостовиков (базовых частей) для установки в шпинделе станка.

Для растачивания точных отверстий на многоцелевых станках используются расточные плансуппорты с программным управлением - устройства с автоматической размерной подналадкой вершины резца непосредственно на станке.

Использование таких устройств сокращает номенклатуру расточных оправок, уменьшает вспомогательное время на смену инструмента. Появляется возможность растачивать ступенчатые и конические отверстия, подрезать торцы и прорезать канавки, нарезать резьбу (при наличии обратной связи по углу поворота шпинделя).

student2.ru