При обработке глубоких отверстий часто возникают различные трудности. Сегодня редактор собрал десять распространённых проблем при обработке глубоких отверстий и их решения. Давайте посмотрим вместе.

I. Что такое глубокое отверстие

В машиностроительной промышленности цилиндрические отверстия с глубиной, превышающей в пять раз диаметр отверстия, обычно называют глубокими отверстиями. Глубокие отверстия обычно классифицируются на три типа в зависимости от соотношения глубины отверстия к его диаметру (L/D): обычные глубокие отверстия, средние глубокие отверстия и специальные глубокие отверстия. (примечание: чем больше соотношение L/D, тем сложнее обработка).

1. Когда L/D больше 5, отверстие классифицируется как обычное глубокое отверстие и часто обрабатывается на сверлильном станке или токарном станке с использованием удлинённого спирального сверла.

2. L/D=20-30 — это среднее глубокое отверстие, которое часто обрабатывается на токарном станке.

3. L/D=30-100 — это специальное глубокое отверстие, которое должно обрабатываться на станке для глубокого сверления или специализированном оборудовании с использованием глубокого сверла. Глубокие сверла классифицируются на два типа в зависимости от способа удаления стружки: внешнее удаление стружки и внутреннее удаление стружки. Внешнее удаление стружки включает пистолетные сверла и цельнокарбидные глубокие сверла (которые могут дополнительно делиться на сверла с охлаждающими отверстиями и без них). Внутреннее удаление стружки делится на три типа: глубокое сверление BTA, струйное всасывающее сверление и глубокое сверление системы DF.

II. Распространённые проблемы и решения при обработке глубоких отверстий

1. Уменьшение диаметра отверстия

Причина: проектное значение наружного диаметра развертки слишком мало. Скорость резания слишком низкая. Слишком высокая подача; главный угол отклонения развертки слишком мал. Неподходящий выбор режущей жидкости. При шлифовании изношенная часть развертки не была удалена, и упругая деформация уменьшила диаметр отверстия. При развертывании стальных деталей, если припуск слишком большой или развертка недостаточно острая, вероятна упругая деформация, вызывающая уменьшение диаметра отверстия и неокруглость внутреннего отверстия, что приводит к несоответствию диаметра отверстия.

Решение: заменить размер наружного диаметра развертки; соответственно увеличить скорость резания; соответственно уменьшить подачу; соответственно увеличить главный угол отклонения; выбрать масляные режущие жидкости с хорошими смазывающими свойствами; регулярно менять развертки и правильно затачивать режущие части разверток. При проектировании размера развертки следует учитывать вышеуказанные факторы или определять значение на основе реальной ситуации. Проводить экспериментальную резку, брать соответствующий припуск и затачивать развертку.

2. Увеличение диаметра отверстия

Причина: проектное значение наружного диаметра развертки слишком велико или на режущей кромке развертки есть заусенцы. Слишком высокая скорость резания; неправильная подача или чрезмерный припуск на обработку; главный угол отклонения развертки слишком велик, что вызывает изгиб развертки. На режущей кромке образовался наслоенный край. Отклонение режущей кромки при шлифовании превышает допуск. Неподходящий выбор режущей жидкости. При установке развертки масляные пятна на поверхности конической ручки не были удалены или на поверхности конуса есть бугры и царапины. После смещения и установки плоского хвоста конического хвостовика в шпиндель станка конус хвостовика мешает. Главный вал изогнут или подшипник главного вала слишком свободен или повреждён; развертка не плавает свободно. Развертка качается влево и вправо, когда она не на одной оси с заготовкой, и при ручном развертывании сила, приложенная обеими руками, неравномерна.

Решение: соответственно уменьшить наружный диаметр развертки в зависимости от конкретной ситуации; уменьшить скорость резания, соответственно отрегулировать подачу или уменьшить припуск на обработку. Соответственно уменьшить главный угол отклонения, выпрямить или списать изогнутые и непригодные развертки. Тщательно отполировать масляным камнем до соответствия требованиям; удерживать колебания в пределах допустимого диапазона; выбрать режущую жидкость с лучшими охлаждающими свойствами; перед установкой развертки очистить масляные пятна внутри конической ручки развертки и конического отверстия шпинделя станка. Любые бугры на поверхности конуса следует сгладить масляным камнем. Отшлифовать плоский хвост развертки, отрегулировать или заменить подшипник главного вала; перенастроить плавающий патрон и отрегулировать соосность. Обратить внимание на правильную эксплуатацию.

3. Внутреннее отверстие после развертывания не круглое

Причина: развертка слишком длинная и недостаточно жёсткая, что вызывает вибрацию при развертывании. Главный угол отклонения развертки слишком мал. Режущая кромка узкая. Припуск на развертывание неправильный. На внутренней поверхности отверстия есть выемки и перекрёстные отверстия. На поверхности отверстий есть песчаные и газовые поры. Подшипник главного вала ослаблен, отсутствует направляющая втулка или зазор между разверткой и направляющей втулкой слишком велик, либо из-за слишком сильного зажима тонкостенной заготовки заготовка деформируется после снятия.

Меры решения: для разверток с недостаточной жёсткостью можно использовать развертки с неравномерным шагом зубьев. Установка разверток должна осуществляться с жёстким креплением и увеличением главного угла отклонения. Выбирать качественные развертки и контролировать допуск положения отверстия на этапе предварительной обработки. Использовать развертки с неравномерным шагом зубьев, а также более длинные и точные направляющие втулки. Выбирать качественные заготовки; при развертывании относительно точных отверстий развертками с равномерным шагом следует отрегулировать зазор шпинделя станка. Требуется увеличить зазор направляющей втулки или применить соответствующий метод зажима для уменьшения силы зажима.

4. Отклонение точности положения развернутого отверстия превышает допуск

Причина: износ направляющей втулки; нижний конец направляющей втулки слишком далеко от заготовки. Направляющая втулка короткая, имеет низкую точность, а подшипник главного вала ослаблен.

Решение: регулярно заменять направляющую втулку; удлинить направляющую втулку для улучшения точности посадки зазора между направляющей втулкой и разверткой. Своевременно ремонтировать станок и регулировать зазор подшипника главного вала.

5. Высокое значение шероховатости поверхности внутреннего отверстия

Причина: слишком высокая скорость резания; неподходящий выбор режущей жидкости. Главный угол отклонения развертки слишком велик, и режущая кромка развертки не находится на одной окружности. Припуск на развертывание слишком большой. Припуск на развертывание неравномерный или слишком мал, и местная поверхность не развернута. Колебания режущей части развертки выходят за допуск, режущая кромка не острая, поверхность шероховатая. Режущая кромка слишком широкая. Стружка не удалялась плавно во время развертывания. Чрезмерный износ развертки; развертки поцарапаны, с заусенцами или сколами на режущей кромке. На режущей кромке есть наслоенный край. Из-за условий материала не подходят развертки с нулевым или отрицательным углом наклона.

Решение: Уменьшите скорость резания; выберите режущую жидкость в зависимости от материала обработки глубоких отверстий. Соответственно уменьшите основной угол отклонения и правильно заточите режущую кромку петли. Соответственно уменьшите припуск на развертывание; улучшите позиционную точность и качество дна отверстия перед развертыванием или увеличьте припуск на развертывание; выберите квалифицированные развертки; заточите ширину режущей кромки; в зависимости от конкретных условий уменьшите количество зубьев на развертке, увеличьте пространство для стружки или используйте развертку с углом режущей кромки для обеспечения плавного удаления стружки. Регулярно заменяйте развертку и снимайте зону шлифовки при заточке. При шлифовке, использовании и транспортировке разверток следует принимать защитные меры, чтобы избежать царапин. Для поврежденных разверток следует использовать очень мелкий масляный камень для ремонта или заменить их. Подровняйте до квалифицированного уровня с помощью масляного камня и используйте развертку с углом наклона 5°–10°.

6. Внутренняя поверхность отверстия имеет явные кромки

Причина: Чрезмерный припуск на развертывание отверстия; угол наклона режущей части развертки слишком большой. Ширина режущей кромки петли слишком велика. На поверхности заготовки имеются поры, песчаные отверстия и чрезмерные колебания шпинделя.

Решение: Уменьшите припуск на развертывание отверстия; уменьшите угол наклона режущей части; заточите ширину режущей кромки; выберите квалифицированные заготовки; отрегулируйте шпиндель станка.

7. Осевая линия отверстия после развертывания не прямая

Причина возникновения: сверление перед развертыванием выполнено с перекосом, особенно при малом диаметре отверстия. Из-за плохой жесткости развертки исходную кривизну нельзя исправить. Основной угол отклонения развертки слишком велик. Плохое направление приводит к отклонению развертки от направления при развертывании. Обратный конус режущей части слишком большой. Развертка смещена в среднем зазоре прерывистого отверстия. При ручном развертывании приложена чрезмерная сила в одном направлении, что вызвало отклонение развертки к одному концу и нарушение вертикальности развертывания.

Решение: Добавьте процессы развертывания или растачивания для корректировки отверстий. Уменьшите основной угол отклонения; подберите соответствующую развертку; замените развертку с направляющей частью или удлиненной режущей частью; обратите внимание на правильную эксплуатацию.

8. Низкий срок службы развертки

Причина: материал развертки не подходит; развертка была перегрета при шлифовке. Режущая жидкость выбрана неправильно. Режущая жидкость не обеспечивала свободный поток, а значения шероховатости поверхности в точке резания и после шлифовки режущей кромки петли были слишком высоки.

Меры решения: выбирайте материал развертки в зависимости от обрабатываемого материала. Можно использовать развертки из твердого сплава или с покрытием. Строго контролируйте параметры шлифовки и резания, чтобы избежать перегрева. Часто выбирайте правильную режущую жидкость в зависимости от материала обработки. Регулярно удаляйте стружку из канавки для стружки и используйте режущую жидкость с достаточным давлением для тонкой шлифовки или полировки, чтобы соответствовать требованиям.

9. Зубья развертки скалываются

Причина: чрезмерный припуск на развертывание отверстия; слишком высокая твердость материала заготовки; слишком большие колебания режущей кромки и неравномерная нагрузка при резании. Основной угол отклонения развертки слишком мал, что увеличивает ширину резания. При развертывании глубоких или глухих отверстий слишком много стружки не удаляется своевременно, и зубья повреждаются при шлифовке.

Решение: измените размер отверстия предварительной обработки; уменьшите твердость материала или используйте развертки с отрицательным углом наклона или твердосплавные развертки; поддерживайте колебания в пределах допустимого диапазона. Увеличьте основной угол отклонения; следите за своевременным удалением стружки или используйте развертку с наклонной режущей кромкой. Обратите внимание на качество шлифовки.

10. Ручка петли сломана

Причина: чрезмерный припуск на развертывание отверстия; при развертывании конических отверстий распределение припусков на черновое и чистовое развертывание и выбор параметров резания были неправильными. Пространство для стружки зубьев развертки слишком мало, что вызывает засорение стружкой.

Решение: измените размер отверстия предварительной обработки; измените распределение припусков и рационально выберите параметры резания; уменьшите количество зубьев на развертке, увеличьте пространство для стружки или снимите один зуб с зазора между зубьями.