Перейти к содержимому 
Всеобъемлющее руководство по глубокому сверлению
В обрабатывающей промышленности используются различные методы для получения точных отверстий. Одним из широко используемых методов является глубокое сверление. Глубокое сверление позволяет достигать большей глубины, чем это позволяют обычные сверла. Сегодня они используются для питания таких устройств, как медицинские инструменты, авиационные двигатели, транспортные средства и т. д. Давайте разберемся, что такое глубокое сверление, как оно работает и в чем его важность.
Глубокое сверление
Глубокое сверление создает отверстия, глубина которых превышает их диаметр более чем в десять раз. Если бы вы просверлили отверстие диаметром один дюйм, его глубина составила бы десять дюймов. К сожалению, стандартные методы сверления не позволяют создавать такие глубокие отверстия, так как сверло начинает отклоняться от первоначального пути. Стружка и излишки мусора застревают в отверстиях, что приводит к избыточному накоплению тепла. В конечном итоге это вызывает повреждение сверл.
Глубокое сверление разработано для устранения всех проблем, связанных с традиционными методами сверления. Высоконапорная охлаждающая жидкость используется в процессе глубокого сверления для удаления любого мусора, который застрял в отверстии во время сверления. Направляющие колодки сверла используются для поддержания и обеспечения идеального выравнивания сверла, что позволяет производителям создавать отверстия экстремальной глубины.
Процесс глубинного сверления
Для глубокого сверления требуется надлежащая подготовка и выравнивание сверла. Давайте посмотрим, как производится глубокое сверление:
Как это работает
Сверло будет медленно вращаться и продвигаться в материал. Высоконапорная охлаждающая жидкость будет проходить по каналам в корпусе сверла. Эта охлаждающая жидкость выполняет две основные функции:
- Охлаждение режущей кромки сверла для предотвращения перегрева
- Удаление металлических стружек из рабочей зоны во время сверления отверстия
Без охлаждения и очистки процесс не сработает.
Сверло удерживается на месте направляющими втулками на валу сверла. Эти направляющие втулки действуют как бамперы, предотвращая смещение сверла в сторону. Это гарантирует, что отверстие будет прямым, даже при сверлении на экстремальной глубине.
Типы методов глубокого сверления
Существует три основных типа методов глубокого сверления, каждый из которых имеет уникальные преимущества и области применения.
Глубокое сверление
Пушечные сверла способны сверлить отверстия диаметром от 1 миллиметра до 40 миллиметров. Пушечное сверло имеет одну режущую кромку. Охлаждающая жидкость протекает по внутренней части корпуса сверла, вытекая на режущей кромке сверла. Направляющие колодки обеспечивают стабильность сверла и его центровку во время сверления.
Этот метод позволит создавать очень ровные отверстия с гладкой поверхностью. Он является лучшим выбором для точных, мелких работ, а также методом, используемым многими отраслями промышленности для производства критически важных компонентов.
BTA Drilling (Ассоциация бурения и трепанации)
Бурение BTA (Boring and Trepanning Association) используется для создания больших отверстий, начиная с минимального диаметра 18 мм и до 250 мм (и более). В BTA СОЖ подается к сверлу между сверлом и стенкой отверстия и отводится через полую трубку сверла. Путем такой подачи СОЖ повышается эффективность удаления стружки, поскольку стружка может выходить через полую трубку сверла.
Нагнетательное бурение
Сверление с эжектором может сочетать в себе лучшие черты двух вышеупомянутых методов. Оно позволяет обрабатывать отверстия от минимального диаметра 25 мм до практически неограниченного размера, превышающего 250 мм. Эжекторная система использует две трубки для управления потоком охлаждающей жидкости; жидкость под высоким давлением поступает во внешнюю трубку, а вакуумный эффект внутри внутренней трубки используется для удаления стружки, образующейся во время сверления.
Наുകൊണ്ടാണ്ное бурение - это самый глубокий вид бурения отверстий. Ни один другой метод не обеспечивает такой точности и аккуратности, как наുകൊണ്ടാണ്ное бурение, даже в экстремальных условиях. Наുകൊണ്ടാണ്ное бурение обеспечивает гораздо более прямые и гладкие отверстия, чем любой другой метод.
Сравнение методов глубокого сверления
Все три системы хорошо работают в определенных областях применения. Сверление пушечным сверлом идеально подходит для сверления маленьких, точных отверстий. В то время как сверление по технологии BTA отлично подходит для быстрого создания больших отверстий, сверление с эжектором является лучшим решением для самых сложных задач.
Размеры отверстий, которые можно просверлить
Глубокое сверление1 мм — 40 мм
Бурение BTA: от 18 мм до 250 мм
Револьверная расточка: от 25 мм до 250 мм и больше.
Скорость бурения
Скорости пушечного сверления умеренные. Сверление BTA имеет более высокие скорости для серийного производства. Эжекторное сверление имеет самые высокие общие скорости.
Расходы
Глубокое сверление имеет самые низкие начальные затраты. Системы BTA имеют более высокие затраты на установку, но большую производительность. Эжекторные системы имеют самые высокие капитальные затраты, но обеспечивают самую высокую отдачу от ваших инвестиций.
Преимущества глубокого сверления
Точность
Данный тип сверления позволяет выполнять очень точные отверстия с жесткими допусками. Прямолинейность отверстий при глубоком сверлении составляет до 0,1 мм на каждые 100 мм глубины. Кроме того, качество поверхности этих отверстий будет очень гладким.
Универсальность
Глубокое сверление возможно для стали, алюминия, титана и специальных сплавов. Оно также идеально подходит для обработки как твердых, так и мягких материалов и чрезвычайно адаптируется к различным объемам производства.
Сокращенное время и стоимость
Глубокое сверление использует специально разработанный инструмент для значительного сокращения времени производства. Сверление может быть выполнено за один этап без необходимости вторичной операции. Новые системы глубокого сверления могут работать практически без вмешательства оператора. Это также повышает эффективность производства и снижает затраты на рабочую силу.
Стабильное качество продукции
На протяжении всей операции сверления осуществляется постоянная подача охлаждающей жидкости в отверстие и используемый инструмент. Это гарантирует получение одинаково качественных результатов каждый раз при сверлении глубоких отверстий. Независимо от длины отверстия, вам удастся добиться абсолютно одинаковых высококачественных результатов снова и снова. Следовательно, на сверление глубоких отверстий можно положиться для получения неизменно высокого качества для критически важных применений.
Ограничения глубокого сверления
Высокие начальные инвестиции
Специализированные станки для глубокого сверления требуют значительных первоначальных инвестиций. Расходы на оснастку для глубокого сверления будут выше, чем для обычной системы сверления. Текущие расходы на техническое обслуживание также увеличат общие затраты.
Специализированные навыки
Настройка оборудования для глубокого сверления требует точности и специальных навыков. Процедура выравнивания и связанные с ней процессы должны выполняться с осторожностью и вниманием к деталям. Для эксплуатации оборудования для глубокого сверления операторы должны пройти специализированную программу обучения, которая потребует как времени, так и ресурсов.
Ограничения скорости
Бурение глубокой скважины всегда займет больше времени, чем бурение неглубокой скважины. Время, необходимое для смены инструмента, нарушит производственный процесс.
Применение глубокого сверления
Аэрокосмическая промышленность
Проходы охлаждающей жидкости необходимы для надежной работы авиационных двигателей.
- Гидравлические каналы для точного и эффективного использования шасси
- Системы охлаждения в лопатках турбины
- Эти основываются на глубоком сверлении.
Автомобильная промышленность
Блоки двигателей нуждаются в системах смазки с масляными каналами. Системы впрыска топлива требуют возможности точной подачи топлива, а гидравлические системы в трансмиссиях используют гидравлические проходы. Для этих применений используется глубокое сверление.
Медицинские изделия
Хирургическим инструментам нужны каналы, по которым проходят жидкости. Ортопедические устройства, такие как костные винты, нуждаются в отверстиях, которые позволяют им интегрироваться в кости. Стоматологические инструменты используют глубокое сверление для создания очень специфического канала, который обеспечивает правильную работу инструмента, оставаясь при этом безопасным для пациентов.
Нефть и газ
Бурильные трубы нуждаются во внутренних каналах для отвода бурового раствора. Корпуса клапанов нуждаются в каналах, которые контролируют потоки жидкости, а компоненты трубопроводов требуют глубоких отверстий для обеспечения непрерывного потока жидкости. Для этих применений используется глубокое сверление.
Огнестрельное оружие
Для создания ствола винтовки необходимо просверлить идеально ровные каналы; глушители требуют точного сверления внутренних камер; а различные компоненты оружия используют сверление глубоких отверстий для управления процессом охлаждения и/или прохода газа.
Изготовление пресс-форм и штампов
Большинство пресс-форм для литья пластмасс проектируются с каналами охлаждения, проходящими по всей их длине; пресс-формы для литья под давлением проектируются с каналами терморегулирования; а промытые каналы могут улучшить качество отлитых деталей, сократить время, необходимое для завершения цикла, и обеспечить стабильные результаты для каждого цикла.
Спецтехника и крановая отрасль
Телескопические стрелы и аутригеры опираются на массивные гидравлические цилиндры, которые требуют идеально прямых, гладких внутренних стволов. Массивные пальцы шарниров, соединяющие стрела крана секции нуждаются в длинных внутренних смазочных каналах для предотвращения трения при экстремальных нагрузках, а валы трансмиссии редуктора используют центральные осевые глубокие отверстия для внутренней подачи масла и охлаждения. Сверление глубоких отверстий имеет решающее значение для изготовления этих тяжелонагруженных подъемных компонентов, чтобы обеспечить общую безопасность крана и грузоподъемность.
Инструменты для глубокого сверления
Необходимое оборудование
Для глубокого сверления вам потребуется соответствующее оборудование, а именно станки для глубокого сверления. Эти станки обеспечивают жесткость и точность, необходимые для глубокого сверления. Стандартный сверлильный станок не сможет эффективно сверлить глубокие отверстия, поскольку он не обладает высоким уровнем устойчивости и точности, требуемым для сверления глубоких отверстий.
Типы используемых сверл
Пушечные сверла – пушечные сверла представляют собой однозубые сверла, использующие внутренние каналы в сверле для охлаждения. Инструменты BTA (Bore, Through, Anular) – инструменты BTA представляют собой трубы, которые подают охлаждающую жидкость снаружи к сверлу. Эжекторные сверла – эжекторные сверла представляют собой двухтрубные сверла, которые благодаря своей конструкции обеспечивают улучшенное охлаждение и отвод стружки.
Материалы, используемые для изготовления сверл
Большинство сверл, изготовленных из твердосплавных наконечников, обеспечивают лучшую долговечность, чем сверла, изготовленные из других материалов. На сверла нанесены специальные покрытия для снижения температуры и трения при сверлении. Стержень сверла изготовлен из инструментальной стали, которая обеспечивает жесткость и прочность, необходимые для точной резки.
Требуется техническое обслуживание оборудования для глубокого сверления
Регулярный осмотр оборудования для глубокого бурения чрезвычайно важен, поскольку невыполнение регулярных проверок может привести к дорогостоящей поломке. Все системы охлаждения должны правильно обслуживаться и контролироваться на предмет надлежащей работы. Правильное обращение и хранение инструментов значительно увеличит срок их службы. Изношенные или неправильно выровненные инструменты значительно повлияют на точность и качество обработки отверстий.
Часто задаваемые вопросы об обработке глубоких отверстий
Какое соотношение глубины к диаметру квалифицируется как глубокое сверление?
Отверстие, глубина которого более чем в 10 раз превышает его диаметр, считается глубоким. Существуют области применения, где соотношение глубины к диаметру может составлять 100:1 и более, для чего применяются специальные технологии.
Может ли глубинное сверление работать с закаленными материалами?
Да, с помощью правильных инструментов и подходящих параметров резания. Твердосплавные инструменты с соответствующими покрытиями лучше всего справляются с твердыми материалами.
Каково максимально допустимое отклонение при сверлении прямых глубоких отверстий?
В настоящее время современное глубокое сверление достигает точности 0,1 мм на 100 мм. Пушечное сверло создает самые прямые глубокие отверстия. Поэтому правильная настройка и обслуживание имеют решающее значение для достижения оптимальной прямолинейности.
Основные причины отклонения глубоких скважин
В процессе бурения могут возникать различные несоответствия материала, которые могут привести к изгибам, пока буровое долото находится в монтажном приспособлении. Также неправильная наладка инструмента и любые неисправности, от изношенных или поврежденных направляющих колодок до низкого давления охлаждающей жидкости, приводят к потере точности.
Глубокое сверление дороже, чем стандартное?
Да, в целом, каждая лунка, созданная методами глубокого сверления, будет стоить дороже в расчете на одну лунку, чем при использовании традиционных методов сверления. Это связано с более крупными капиталовложениями, связанными с приобретением оборудования, сверх традиционных методов сверления.
Заключение
Глубокое сверление — один из многих высокоточных и практически невозможных способов изготовления деталей. Это один из новейших методов в передовой инженерной практике. Глубокое сверление делает возможным существование современных технологий, от автомобильных двигателей до медицинских устройств.
