+8615165964868

Zlepšení technologie zpracování pro vrtání hlubokých děr s jednou hranou

Mar 13, 2019


Účinnost zpracování vrtáku s jednou dírou (vrták do děr) byla dlouhodobě omezena díky nízké tuhosti a defektům broušení. Inovativní a výkonné vrtáky s hlubokými otvory mohou výrazně zvýšit účinnost zpracování.

image

Pokud je hloubka díry větší než 20násobek průměru díry, musí být pro zpracování použita metoda vrtání hlubokých děr. Po mnoho let je běžným nástrojem pro zpracování hlubokého otvoru s průměrem otvorů menším než 40 mm jednoduchý vrták s hlubokými otvory (vrták do děr). Z testu je vidět, že výhodami vrtání hlubokých děr s jednou hranou je vysoká kvalita vrtání a nízká rychlost posuvu. Při zpracování kalené oceli, pokud je rychlost posuvu zvýšena, zvýší se opotřebení nástroje a vznikne špatný tvar třísky. Nízká účinnost zpracování a krátká životnost nástroje jsou proto nevýhodou běžných vrutů s hlubokými otvory.

Mírné zaoblení hrany a celková povrchová úprava mohou prodloužit životnost nástroje bez ovlivnění přesnosti obrábění.

Na základě předpokladu zachování vysoké kvality vrtání hlubokých děr s jednou hranou je řezný nástroj optimalizován tak, aby se zlepšila účinnost zpracování bez zkrácení životnosti nástroje. Například pro zpracování nerezové oceli je třeba věnovat zvláštní pozornost nejen designu řezných nástrojů, ale také studiu vlastností různých nátěrových hmot a nátěrových struktur. Velký počet postupů prokázal, že opotřebení nástroje integrálním povlakem je menší než u běžného částečného povlaku. Ve většině případů může mírné zaoblení břitu zlepšit životnost nástroje ve srovnání s vrtáky s hlubokými otvory s ostrými hranami


Aby bylo možné vyhodnotit výkon vrtáků s jednou dírou, byly pro zpracování nízkotlaké kalené a kalené oceli použity běžné monolitické vrtáky s monolitickým karbidem. Díky experimentům při řezání, stav opotřebení a tvar třísky běžného vrtacího vrtáku s jedním otvorem s karbidem jako celek ukazují, že se nástroj poněkud opotřebovává, když délka vrtání dosáhne 30 m za podmínek posuvu f = 0,02 mm. Vzhledem k tomu, že řezné teplo a zatížení řezné síly nástroje je malé, dochází pouze k nepatrnému opotřebení půlměsíce a opotřebení zadního povrchu a vyrobené třísky jsou šikmé spirálové špirálové třísky. Snadno vybité z otvoru. Zvýšením posuvu po dosažení délky vrtání lf = 9m vykazuje hrot nástroje ve vnějším kruhu nástroje velké opotřebení a opotřebení, což znamená, že zkouška musí být přerušena. Tvar čipu je navíc ovlivněn zvýšením rychlosti posuvu. Na šikmém spirálovém čipu je také pásová lišta a segment plochého pásu se upne mezi nástrojem a obrobkem, což způsobí poškození nástroje.

Z praktického aplikačního efektu v průmyslu mohou být spolehlivě aplikovány běžné vrtáky s hlubokými otvory na hluboké díry. Aby se však zvýšila účinnost zpracování, musí být omezena určitými podmínkami, zejména pokud je rychlost posuvu zvýšena, nástroj se bude opotřebovávat příliš rychle. Když se mění rychlost posuvu vrtáku s jedním otvorem, je vidět, že měřená hodnota se zvyšuje se zvyšováním rychlosti posuvu, která je téměř lineární. Při posuvu f = 0,34 mm je síla posuvu Ff = 950N, točivý moment Mb = 4,3 Nm; když f = 0,36 mm, bude nástroj poškozen v důsledku nadměrného torzního zatížení.

Kromě zatížení řeznou silou má tvar třísky velký význam i při vrtání hlubokých děr. Při vrtání hlubokých děr s jednou hranou, když je rychlost posuvu f = 0,04 mm, jsou vytvořeny šikmé spirálové čipy vhodné délky a neobjeví se žádné nepříznivé pásové třísky. Když se rychlost posuvu zvýší na f = 0,1 mm, objeví se jeden kotouč, který je vhodný také pro typ a tvar čipů, které jsou z otvoru hladce vypouštěny. Když je rychlost posuvu dále zvýšena na f = 0,2 mm, je zjevně generováno velké množství tepelného zatížení, barva třísky se samozřejmě mění a tvar se stává nepravidelným. Když je rychlost posuvu dále zvýšena na f = 0,3 mm, tento jev se stává výraznějším. Čipy se nejen velmi úzce stočily, ale objevily se také ploché čipy. Je vidět, že čipy jsou velmi silné. Velikost mechanického zatížení může být použita k posouzení opotřebení nástroje. Se zvýšením hodnoty opotřebení se také zvyšuje hodnota měření posuvové síly a točivého momentu.

Podle očekávané životnosti nástroje může být posuv zvýšen o desetinásobek. Výsledky měření ukazují, že v délce 30 m vrtání, protože běžné vrtáky s hlubokými otvory s jednou hranou mohou dosáhnout délky vrtání 30 m, když je posuv f = 0,02 mm, a zvýšit rychlost posuvu, opotřebení běžných hlubokých vrstev vrtáky se zrychlí. Vrtáky s jedním otvorem s hlubokými otvory mají rychlost posuvu 10krát vyšší, tj. F = 0,2 mm, což stále dosahuje předem stanoveného indexu životnosti. Analýza skenovací elektronovou mikroskopií ukazuje, že nástroj je stále v normálním stavu opotřebení a může pokračovat v používání.

Kromě opotřebení nástrojů je důležitým ukazatelem pro vrtání hlubokých děr také kvalita otvorů. Pro chybu excentricity díry ukazuje naměřená hodnota vliv struktury nástroje a rychlosti posuvu. U různých vrtáků s hlubokými otvory s jedním okrajem jsou naměřené hodnoty srovnatelné. Zlepšení broušení nástroje proto nemá nepříznivý vliv na chybu excentricity otvorů. Navíc u vrtáků s jedním otvorem pro hluboké díry se zvyšuje excentrická chyba otvoru zvýšením posuvu. S nárůstem posuvu se zvyšuje hodnota posuvové síly a točivého momentu, což vede ke zvýšení radiální síly, posunutí nástroje a chyby excentricity otvoru.

Díky zdokonalení struktury nástrojů a technologie zpracování může chyba excentricity otvoru dosáhnout velmi dobré úrovně. Zjednodušeně řečeno, zdokonalení konstrukce struktury nástrojů, potažení a zkosení břitů se ukázaly jako účinné, takže se může jednostranný vrták s hlubokými otvory efektivně zpracovat.


Mohlo by se Vám také líbit

Odeslat dotaz