Выбор вертикально-сверлильного станка для глубоких отверстий
Как выбрать вертикально-сверлильный станок для глубоких отверстий
При выборе вертикально-сверлильного станка для глубоких отверстий недостаточно сопоставить мощность шпинделя с размером заготовки. Техническим специалистам также необходимо учитывать отношение глубины отверстия к его диаметру, жесткость шпинделя, подачу СОЖ, отвод стружки и точность позиционирования. Каждый из этих факторов влияет на качество отверстия, срок службы инструмента и надежность процесса, особенно если станок должен выполнять операцию повторно для всей производственной партии.
Главный вопрос не только в том, способен ли сверлильный инструмент достичь требуемой глубины. Важно, позволяет ли вся технологическая схема получить отверстие приемлемого качества, удалить стружку и контролировать износ, не делая время цикла или вмешательство оператора непрактичными.
Сначала определите требования к отверстию
Начните с рабочего чертежа, но не ограничивайтесь номинальными диаметром и глубиной. Уточните, является ли отверстие глухим или сквозным, каковы допуск, требования к шероховатости и прямолинейности, а также положение относительно баз заготовки. Отверстие только под крепеж предъявляет иные требования, чем длинное отверстие, которое должно быть соосным с другим элементом.
Рассчитайте отношение глубины к диаметру, используя глубину сверления и диаметр сверла. Например, для отверстия глубиной 120 мм, выполненного сверлом диаметром 10 мм, это отношение составляет 12:1. Этот показатель помогает определить требования к инструменту, но сам по себе не позволяет установить, подходит ли обычный цикл сверления. Необходимо также учитывать материал, образование стружки, подачу СОЖ и рекомендации производителя инструмента.
Кроме того, различайте глубину сверления и окончательную глубину отверстия. Для глухого отверстия может потребоваться дополнительный запас под вершину сверла или последующую обработку дна. Убедитесь, что полезной длины рабочей части сверла достаточно, а не только его общей длины.
Проверяйте ход, вылет и жесткость всей технологической схемы
Указанный ход шпинделя — лишь часть расчета необходимого пространства. Учтите габариты заготовки, приспособления, сверла и патрона, а также безопасный подвод инструмента. Если инструмент нельзя установить или вывести в нужном положении, номинальная глубина сверления теряет значение. Проверьте расстояние от шпинделя до стола на всех этапах запланированного цикла, включая смену инструмента и сверление направляющего отверстия.
Жесткость следует оценивать в точке резания, а не только по массе станка. На технологическую схему влияют подшипники шпинделя, вылет пиноли, конструкция колонны, опора стола и вылет приспособления. Длинное сверло, зажатое в выдвинутом шпинделе над высоким приспособлением, может быть гораздо менее устойчивым, чем кажется по внешнему виду станка.
Например, при обработке тяжелого блока с отверстиями рядом с кромкой проверьте, выдержит ли стол деталь и приспособление при их установке в предусмотренной зоне зажима. Уточните допустимую нагрузку и условия позиционирования, а не только максимальную нагрузку на стол. Приспособление должно выдерживать силы резания, не деформируя деталь и не затрудняя подачу СОЖ и удаление стружки.
Подача СОЖ и удаление стружки часто определяют успех процесса
По мере увеличения глубины стружке приходится проходить большее расстояние, а охлаждать режущую кромку становится сложнее. Для некоторых сочетаний материала и инструмента может быть достаточно наружной подачи СОЖ, но не следует считать ее подходящей для любой задачи глубокого сверления. Подача СОЖ через инструмент может доставлять жидкость ближе к режущей кромке и способствовать удалению стружки, если станок, патрон и сверло совместимы с такой схемой.
Запросите давление и расход СОЖ, доступные у инструмента в предполагаемых условиях работы. Номинальные характеристики насоса сами по себе не показывают, сколько жидкости поступит в небольшой канал после потерь в фильтрах, шлангах, вращающихся соединениях и патронах. Обсудите также требования к фильтрации: загрязнения могут засорить каналы или повредить компоненты.
Форма стружки не менее важна, чем оборудование для подачи СОЖ. Длинная, волокнистая стружка может забивать канавки; абразивная или мелкая стружка может создавать другие проблемы при фильтрации. Сверление с периодическим выводом инструмента может помочь в некоторых случаях, однако повторное извлечение увеличивает время цикла и не всегда является оптимальным вариантом для глубокого сверления. Следуйте рекомендациям поставщика инструмента и проверяйте цикл на фактическом материале.
Подбирайте шпиндель и систему подачи под инструмент
Сравнивайте доступный крутящий момент на требуемой частоте вращения шпинделя, а не только максимальную мощность двигателя. Для крупных сверл при обработке более твердых материалов может потребоваться значительный крутящий момент на относительно низкой скорости; для сверл из твердого сплава меньшего диаметра могут понадобиться более высокая скорость и стабильное управление подачей. Если предполагаемый режим резания близок к ограничениям станка, запросите кривую крутящего момента шпинделя или документально подтвержденный рабочий диапазон.
Управлению подачей следует уделить не меньше внимания. Станок должен поддерживать подачу, рекомендованную для выбранного сверла и материала, включая врезание, сверление на полную глубину и выход инструмента, если это применимо. Для оборудования с ЧПУ проверьте, поддерживает ли система требуемый цикл сверления и соответствуют ли регулировки подачи, настройки выдержки и прерывания требованиям процесса.
Перед входом длинного сверла в заготовку может потребоваться направляющее или пилотное отверстие, чтобы задать направление. Его диаметр, глубину и соосность необходимо согласовать с поставщиком инструмента. Даже при правильно позиционированном входе сверло может отклониться под поверхностью; точность позиционирования шпинделя сама по себе не гарантирует прямолинейность отверстия.
Оцените, подходит ли для задачи вертикальное сверление
Вертикальное сверление часто удобно для призматических деталей, которые можно надежно закрепить на столе. Оно обеспечивает доступ к верхней поверхности и упрощает позиционирование нескольких отверстий за одну установку. К ограничениям относятся необходимая высота для длинного инструмента и практические сложности при работе с высокими или тяжелыми заготовками.
Для детали, обрабатываемой вращением, стоит также оценить обработку на токарном станке, особенно если отверстие расположено на оси детали и токарная обработка все равно необходима. Компания Shandong Honcan Machinery Equipment Co., Ltd. поставляет станки с ЧПУ и промышленные режущие инструменты; предлагаемый ею токарный станок с ручным управлением CW6180 предназначен для прецизионной токарной обработки металла. Указанный максимальный диаметр обработки над станиной составляет 800 mm, а расстояние между центрами — 1,500 mm. Эти параметры описывают возможности токарной обработки, а не подтвержденные возможности глубокого сверления. Опору инструмента, подачу СОЖ, доступный ход и конкретную комплектацию необходимо проверять отдельно.
Специализированный станок для глубокого сверления может быть лучшим вариантом для сравнения, если прямолинейность отверстия, его глубина или объем производства делают направляющие инструмента и контроль подачи СОЖ ключевыми требованиями процесса. Однако его специализацию может быть сложно оправдать, если глубокие отверстия нужны лишь изредка, а для остальных операций требуется универсальный станок.
Проводите приемочные испытания с учетом реальных условий работы
Перед запросом коммерческих предложений предоставьте всем поставщикам один и тот же чертеж детали, укажите состояние материала, требования к отверстию, ожидаемый размер партии и ограничения по приспособлению. Попросите указать сверло и патрон, схему подачи СОЖ, цикл, ожидаемый расходный инструмент и операции, которые не включены в указанное время цикла. Так различия в исходных предположениях о процессе будут очевидны.
Если возможно провести пробную обработку, заранее согласуйте, как будут измеряться диаметр, положение, качество поверхности и прямолинейность, включая элементы, которые будут использоваться в качестве баз. Используйте материал, соответствующий производственному, и схему установки, максимально приближенную к производственной. Чистое отверстие на входе — хороший признак, но он не показывает, в каком состоянии находится отверстие на полной глубине.
Наконец, оцените менее заметные расходы: сверла и их переточку, фильтрацию СОЖ, обращение со стружкой, загрузку приспособления, участие оператора и доступ для обслуживания. Выбирайте станок, на котором подтвержденный процесс стабильно обеспечивает соответствие чертежу, а не просто станок с наибольшей заявленной глубиной сверления.
