Глубокий взгляд на глубокое бурение отверстий: технологии, вызовы и решения

  В современном производстве,глубокое бурение отверстийЭто крайне важная и сложная специализированная технология. Он широко используется в таких областях, как аэрокосмическая промышленность, автомобильная промышленность, энергетическое оборудование и производство форм. В отличие от обычной обработки отверстий, глубокое бурение отверстий ставит чрезвычайно высокие требования к станкам, режущим инструментам, системам охлаждения и программированию из-за его уникальных характеристик процесса.

I. Что такое глубокое бурение?

Глубокое бурение отверстий обычно относится к процессу обработки отверстий, где соотношение глубины к диаметру (L / D, известное как соотношение аспектов) больше или равно 5. Когда соотношение аспектов превышает 10, это считается типичным бурением глубоких отверстий, при этом некоторые экстремальные приложения достигают соотношения аспектов более 1000.

Основные характеристики:

Большое соотношение аспектов: это самая фундаментальная характеристика.

Высокая сложность обработки: Инструменты длинны и тонкие, с плохой жесткостью, что делает их склонными к отклонениям и вибрациям.

Трудная эвакуация чипов: чипы трудно удалить из узкого отверстия, что легко вызывает заборы и повреждения инструмента.

Плохое рассеивание тепла: тепло концентрируется в зоне резки, и охлаждающей жидкости трудно эффективно достигать края резки.

Нульовая видимость: Операторы не могут непосредственно наблюдать за процессом обработки и полагаться на звук, параметры и системы мониторинга для оценки.

II. Основные проблемы при бурении глубоких отверстий

Отклонение отверстия: из-за большого соотношения аспектов инструмента и недостаточной жесткости инструмент легко "отклоняется" при входе в деталь, что приводит к отклонениям в положении отверстия и прямости.

Плохая эвакуация чипов: разрыв чипов и эвакуация являются душой глубокого бурения дыр. Непрерывные струнные чипы могут обернуться вокруг держателя инструмента, забить отверстие, поцарапать готовую поверхность и даже привести к слому держателя инструмента.

Нос инструмента и рассеивание тепла: Тепло резки концентрируется на концу сверления. При недостаточном охлаждении инструмент быстро износится, что влияет на точность обработки и срок службы инструмента.

Качество и точность поверхности: вибрация и плохая эвакуация чипов приводят к плохому качеству поверхности стены отверстия, включая следы тревоги и царапины, что затрудняет гарантию точности измерений и цилиндричности.

III. Ключевые технологии и решения

Для решения вышеупомянутых проблем разработан ряд специализированных технологий и процессов для бурения глубоких отверстий.

1. Основные методы обработки:

     Технология бурения пистолета:

           Принцип: одноточечный режущий инструмент с внутренним каналом охлаждающей жидкости высокого давления. Охлаждающая жидкость перемещается внутри через держатель инструмента непосредственно к резающему краю, обеспечивая охлаждение и смазку, а затем переносит чипы через внешнюю V-образную флейту.

           Характеристики: Способный обрабатывать глубокие отверстия с соотношениями аспектов 100-300 в одном проходе, с высокой точностью и хорошей прямостью. Это самый эффективный метод обработки малых диаметров (обычноφ1 мм -φ30мм) глубокие отверстия.

             Применение: Глубокие отверстия небольшого диаметра в партийном производстве. (D1-30мм, максимальная общая длина до 4000мм).

 Технология бурения BTA / Ejector:

         Принцип: многоточный инструмент резки с использованием внутренних и внешних трубочных конструкций. Охладитель высокого давления проникает через разрыв между внутренней и внешней трубками, промывает зону резки, несет чипы и насильственно разряжается через внутреннюю трубку.

             Характеристики: Большое пространство для эвакуации чипов, значительно более эффективное, чем бурение пистолета, подходящее для большего диаметра (обычноφ20 мм и выше) обработка глубоких отверстий.

             Применение: Высокоэффективное массовое производство глубоких отверстий среднего и большого диаметра.

Трепанинг (кольцевая резка) Технология:

             Принцип: Инструмент действует как кольцевая резка, обрабатывая только периферию отверстия и оставляя твердое ядро в центре.

             Характеристики: более низкая скорость удаления материала, равномерное распределение сил, минимальная вибрация, чрезвычайно высокая точность и прямость обработки и экономия материала.

             Применение: Большой диаметр (обычноφ65 мм и выше) глубокие отверстия ультравысокой точности, такие как отверстия в центре ротора генератора.

2. Необходимые вспомогательные системы:

     Система охлаждающей жидкости высокого давления: "спасательная линия" глубокого бурения отверстий. Он не только охлаждает инструмент, но, что еще более важно, "толкает" или "ударивает" чипы из дна отверстия. Давление обычно должно достигать 50-200 бар или даже выше.

     Профессиональная технология разрыва чипов: длинные чипы сегментируются на небольшие куски для легкой эвакуации с помощью запрограммированного "бурения" (перерывного подачи) или собственной конструкции разрушателя чипов инструмента.

   Инструменты и держатели инструментов: Используйте жесткие карбидные материалы и включайте конструкции амортизации вибрации (например, карбидные корпусы, амортизированные держатели инструментов) для подавления вибрации.

IV. Наилучшие методы успешного бурения глубоких отверстий

     Перед бурением:

             Подготовка рабочей части: Убедитесь, что входное лицо плоское. Лучше всего предварительно сверлить центральное отверстие или использовать направляющую бутушку, чтобы предотвратить отклонение сверления.

             Выбор инструмента: выберите наиболее подходящий инструмент и метод на основе материала, диаметра отверстия и глубины.

             Настройка параметров: Следуйте рекомендациям производителя инструмента для установки соответствующей скорости, подачи и давления охлаждающей жидкости.

     Во время бурения:

             Стабильное кормление: поддерживать постоянную и соответствующую скорость кормления. Избегайте пауз, поскольку они могут усугубить износ инструмента и ухудшить качество поверхности.

             Мониторинг и слушание: внимательно следите за нагрузкой машины, звуком и вибрацией. Любая аномалия может указывать на плохую эвакуацию чипа или слом инструмента.

             Регулярное отступление (Peck Drilling): Для сверлений без принудительной эвакуации чипов периодическое отступление помогает сломать и удалять чипы.

     После бурения:

             Чистка: После завершения обработки, убедитесь, что очистите остаточные чипы и охлаждающую жидкость из отверстия.

V. Поля применения

     Аэрокосмическая промышленность: отверстия для охлаждения лопаток двигателя, приводы посадочной установки, впрыскивания топлива.

     Автомобильная промышленность: кулочные валы, кольцевые валы, валы трансмиссии, отверстия галереи масла в блоках гидравлических цилиндров.

     Энергетическое оборудование: центровые отверстия ротора паровой турбины, листы труб котла, компоненты ядерной энергии.

     Производство форм: горячий проход и охлаждающие каналы в формах впрыска и формах литья под давлением.

     Медицинское оборудование: ортопедические хирургические инструменты, компоненты эндоскопа.

Вывод

Глубокое бурение отверстий эволюционировало из "искусства" в зрелую "науку". Это больше не просто бурение, а дисциплина системной инженерии, интегрирующая динамику станков, теорию резки металлов, механику жидкостей и науку о материалах. Выбирая подходящий метод обработки, оснащая высокопроизводительными инструментами и системами охлаждения и следуя строгим процедурам процесса, производители могут эффективно и точно преодолеть проблемы глубины, обеспечивая решающую поддержку для производства высококачественного оборудования.

Надеемся, что эта статья поможет вам полностью понять глубокое бурение. Если вас интересует определенный аспект (например, детальные параметры бурения оружия или методы программирования), мы можем продолжить изучать дальше.

Лили КБД

lily@kbdcuttingtool.com