ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

Традиционно глубоким отверстием считается отверстие, у которого соотношение его длины к диаметру превышает 5, т.е. L/D>5. На обычных станках и обрабатывающих центрах возможно сверление подобных отверстий, но для этого необходимо применять различные дополнительные меры, задавать длинному и не жёсткому сверлу направление, и так обеспечивать жёсткость системы. Для этого возможно применение кондукторных втулок, предварительное сверление пилотного отверстия и т.д.

Но когда длина отверстия превышает диаметр в 10 раз, т.е. L/D>10, его необходимо обрабатывать методом глубокого сверления на специальном оборудовании и специальными сверлами.

Это достаточно специфическая операция, но имеющая широкое применение в различных отраслях, особенно в таких, как нефтегазовой, аэрокосмической, металлургической промышленности.

Основными сложностями глубокого сверления являются увод сверла, непрямолинейность оси, получаемого отверстия, разностенность, некруглость отверстия, сложность вывода стружки, и доставки СОЖ в зону резания и т.д.

В глубоком сверлении необходимо обеспечить дробление стружки, чтобы она не пакетировалась и не портила обрабатываемую поверхность.
 

Инструменты для глубокого сверления

 

Для глубокого сверления применяются специальные сверла, выделяют 3 типа таких сверл или систем сверления. У данных систем существенно отличается организация подвода СОЖ.

1. Эжекторная система (двуштанговая)

В этой системе используется две штанги одна внутренняя и одна внешняя, т.е. труба в трубе, на конце эти две штанги присоединены к сверлильной головке. СОЖ подается между двумя штангами и движется она внутри корпуса сверла. Вымывание стружки происходит через отверстие внутренней штанги.

В такой системе требуется меньшее давление СОЖ, чем в STS системе. Эжекторная система может применяться на универсальных станках и в основном применяется для средних партий.

2. Система STS (одноштанговая)

В данной системе применяется одна штанга, а СОЖ поступает через устройство подачи СОЖ, плотно прилегающего через уплотнение к торцу заготовки. СОЖ поступает под высоким давлением между штангой и заготовкой. Вымывание стружки осуществляется также через внутреннее отверстие штанги, как и в системе эжекторного сверления.

В силу высокого давления СОЖ, обеспечивается лучшее удаление стружки, и в этом плане данная система надежнее эжекторной, и она более лучше справляется с обработкой материалов с плохим стружкодроблением, т.е. низкоуглеродистых и нержавеющих сталей, но STS система требует специального оборудования. Поэтому такая система наиболее эффективно подходит для крупносерийного производства.

Это первый выбор для высокопроизводительной обработки и крупносерийного производства

3. Система сверления ружейными сверлами

Ружейные (или пушечные) сверла имеют внутренний подвод СОЖ через отверстие в сверле, а вымывание стружки и удаление СОЖ происходит через наружную V-образную стружечную канавку в сверле.

Ружейные сверла могут применяться на обрабатывающих центрах, необходимым условием является наличие достаточного давления внутренней подачи СОЖ.

Кольцевые сверла, трепанирование

Для обработки глубоких отверстий, имеющих диаметр отверстия больше 80 мм используют кольцевые сверла, сверление такими сверлами еще называют трепанированием, здесь в стружку переводится только кольцевая полость, а в центре остается стержень. Данный тип сверления более прогрессивный, в будущем он может вытеснять сплошное сверление даже при меньших диаметрах отверстий.
 

Производительность глубокого сверления

 

Глубокое сверление, особенно скоростное, в большинстве случаев превосходит по производительности и качеству все другие технологические способы обработки отверстий.

Если взять даже простые спиральные сверла, которые успешно применяются только для неглубоких отверстий (L/D<5), то отвод стружки у них затруднен, так приходится выводить сверло из отверстия для очистки его от стружки, а это уже совсем не производительно. Более лучше отвод осуществляется у сверл с внутренним подводом СОЖ, однако их стоимость в разы дороже обычных спиральных. Глубокое сверление характеризуется, как непрерывный процесс обработки отверстий.  

Станки для глубокого сверления

 

Существуют различные компоновки станков для глубокого сверления, преобладающая часть создана для обработки отверстий в цилиндрических заготовках, которым придается вращение, а инструмент перемещается с заданной подачей, т.е. по принципу токарного типа, это обеспечивает высокую точность и производительность обработки. Но возможно обрабатывать только отверстия соосные оси заготовки.

Существуют компоновки, где вращение передается и заготовке в противоположном направлении сверла, и самому сверлу, этот вариант достигает лучших показателей точности и производительности.

Также применяют многошпиндельные станки глубокого сверления.

Станки могут быть как одно, так и двухсторонними, т.е. для сверления заготовки с одной или с нескольких сторон.

Для обработки тяжелых заготовок или сверления эксцентричных отверстий используют станки, где вращение задается только инструменту.

Станки глубокого сверления выполняются как горизонтального типа, так и вертикального. Хотя вертикальный тип может сверлить заготовки сравнительно небольшой длинны имеет некоторые преимущества. Так инструмент в вертикальной компоновке не подвергается изгибающим усилиям от собственного веса.

Существуют станки глубокого сверления вертлюжного типа, здесь заготовка устанавливается в полый шпиндель называемого вертлюг, в силу того, что его нельзя сильно вращать, применение в основном получил в деталях, которым нельзя задавать большие крутящие моменты. Принцип схож со станками токарного типа.

Станки для глубокого сверления могут иметь самые различные компоновки, они относятся к группе специальных станков. Также они могут выполнять и операции растачивания отверстия.

Станки занимают большое пространство в цехе, требуют особого внимания к сбору и охлаждению СОЖ, обеспечению высокого давления СОЖ, сбору стружки и т.д. Необходимо учитывать, что в случае неисправности такой станок трудно заменить каким-либо другим, надо быть предусмотрительным и принять меры по этому поводу заранее, возможно приобретение второго подобного станка, заручиться гарантийной поддержкой производителя или поставщика станка, а также проведение каких-либо других мероприятий.
 

Заключение

Операция глубокого сверления проводится на больших и довольно дорогостоящих заготовках, ее качественное исполнение и стабильность получения результатов имеет огромное значение для различных предприятий. Выбор и внедрение такого станка важный и необходимый момент для многих предприятий.

Главными критериями инвестирования в такой станок являются множество факторов — это конечно же срок окупаемости, повышение производительности и качества продукции, расширение производственных возможностей, повышение статуса и авторитета предприятия, увеличение экономической эффективности производства и, как следствие, увеличение прибыли.