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.