Способ сверления отверстий

 

СПОСОБ СВЕРЛЕНИЯ ОТВЕРСТИЙ твердосплавным сверлом, при котором последнему сообщают вращение и осевое перемещение с Наложением на сверло осевых колебаний, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности и периода стойкости сверла при обработке магнитотвердых сплавов типа ЩЦК и ЮНДКТ, осевые колебания сооейцаю-д сверлу с периодом на один его оборот, равньм 2,1-2,4, амлпитудой 0,050 ,065 мм, а обработку ведут со скоростью осевого перемещения на оборот сверла, равной 0,006-0,01 мм/об.

СООЗ СООЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬ ЛИК (!9) (11)

4(5!) В 23 В 35 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

; (21) 3687381/25-08 (22) 06.01.84 (46) 15.03.85.,Бюл. У 10 (72) В.А. Хасанов, А.А. Атмасов, В.А. Акулов и В.А. Марков (71) Конструкторское бюро постоянных магнитов (53) 621.952.5(088.8) (56) 1. Подураев В.Н. Обработка резанием с вибрациями, М., "Машиностроение", 1970, с. 31 3-316 (прототип). (54) (57) СПОСОБ СВЕРДЕНИЯ ОТВЕРСТИЙ твердосплавньм сверлом, при котором последнему сообщают вращение и осевое перемещение с. наложением на сверло осевых колебаний, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения производительности и периода стойкости сверла при обработке магнитотвердых сплавов типа ЮНДК и

ЮНДКТ, осевые колебания сообщают сверлу с периодом на один его оборот, равным 2, 1-2,4, амлпитудой 0,050,065 мм, а обработку ведут со скоростью осевого перемещения на оборот сверла, равной 0,006-0,01 мм/об.

10 твердых сплавов типа ЮНДК и ЮНДКТ.

Эта цель достигается тем, что согласно способу сверления отверстий твердосплавньм сверлом, при котором последнему сообщают вращение и осевое перемещение с наложением на сверло осевых колебаний, последние сообщают сверлу с периодом на один его оборот, равным 2,1-2,4, амплитудой 0,05-0,065 мм, а обработку ния на оборот сверла, равной 0,0060,01 мм/об.

Обработка осуществляется в следуюСверлу или детали сообщаются вибрации с заданными параметрами. Че-, рез отверстия в сверле подается СОЖ к режущим кромкам, после чего инструменту илн детали сообщается вращение и продольное перемещение в соответст" вии с указанными режимами.

Наложение вибраций на сверло или обрабатываемую деталь позволяет значительно улучшить условия охлаждения режущей кромки сверла, что дает возможность производить сверление с высокими значениями рабочих подач инструмента при его достаточной стойкости, Пример. Детали из сплава типа

ЮНДК35Т5БА и ЮНДК35Т5АА длиной 50 мм обрабатывают на специальном вибросверлильном станке сверлами диаметром

6 и 8 мм при режимах, указанных в таблице. СОЖ в зону резания подается под давлением 5 ИПа через центральное отверстие в инструменте и два отверстия, выходящие к режущим кромкам сверла. В процессе проведения экспериментов учитывается период стойкос55 ти сверла, величина увода инструмента, а также наличие дефектов на обрабатываемой поверхности (сколов, вырывов, трещин). Необходимость в конт1 1144798 2

Изобретение относится к обработке металлов резанием, в частности к способам получения отверстий в деталях из магнитотвердых сплавов типа

ЮНДК H ЮНДКТ. 5

Известен способ сверления отверстий твердосплавным сверлом, при котором последнему сообщают вращение и осевое перемещение с наложением на сверло осевых колебаний. Извест- никогда не бывает сливной и легко ным способом обрабатываются такие удаляется из эоны обработки. сплавы, как ЭИ654, ЭИ835, ЭИ202, .. Цель изобретения — увеличение

ЭИ827, ЭИ867, ОТ4, ВТ14 и ВН2. При производительности и периода стойэтом рекомендуются для сверления кости сверла при обработке магнитоотверстий глубиной F=4D следующие режимы. Количество периодов осевых колебаний на один обброт детали или сверла (k+i)=4,5, где k — число полных периодов осевых колебаний, укладывающихся за время одного оборо- щ та детали йли сверла; i — отношение остатка периода осевых колебаний, не уложившегося за время одного оборота заготовки или сверла, к периоду колебаний. Амплитуда осевых колеба- 25 ведут со скоростью осевого перемещений А„=1,2 S, где S продольная подача в расчете на оборот сверла или детали; S =0,08 ... О, 1 ммlоб, тогда А =0,096 ... 0,.12 мм 13. щей последовательности.

ДО

Однако практическое использование данных режимов в целях получения отверстий в изделиях из магнитотзердых сплавов типа ЮНДК и ЮНДКТ оказалось невозможным, так как быстро разрушается инструмент, период стойкости которого не превышает 1-2 мин.Это происходит по той причине, что указанные режимы оптимальны при обработке вязких материалов, не обладающих высокой твердостью, когда 40 главным условием повышения периода стойкости сверла и производительности обработки является процесс эффективного дробления сливной и вязкой стружки, Поэтому число колебаний .на оборот достаточно большое и равно 4,5.

При этом эа один оборот образующаяся стружка дробится более 4 .раз, осколки стружки получаются мелкими и легко выносятся из зоны резания

СОЖ. Достаточно велики и значения амплитуды осевых колебаний А =0,096 ...О, 12 мм и продольной подачи на оборот S,==0,08 ... 0,1 мм/об. При этом сверло не испытывает больших ударных нагрузок, так как врезается в достаточно мягкий материал. При обработке же магнитных сплавов, 3. 11447 роле дефектов, возникающих на обрабатываемой поверхности, обусловлена тем, что образование сколов, трещин и вырывов приводит к отбраковке деталей.

Величина увода сверла, зависящая от усилия резания, ограничена величиной припуска на наружный диаметр заготовки, который затеи шлифуется с базированием по обработанному отверс- 10 тию. Если величина увода больше припуска на шлифовку, то дорогостоящая деталь также бракуется, что недопустимо, В то же время нельзя увеличивать припуск под шлифовку больше нор- 15 мы, так как это ведет к неоправдан.— ному расходу таких дорогостоящих и дефицитных металлов, входящих в магнитный сплав, как кобальт, никель, титан, молибден, а также меди и алюминия. Кроме того, увеличение припуска резко повышает время обработки изделий, а также износ абра-. зивного инструмента, что в общей сложности значительно удорожает продукцию. В связи с этим принимается средняя величина припуска под шлифовку на радиус, равная 0,75 мм, поэтому величина увода сверла не может быть больше 0,7 мм.

Результаты, представляющие собой усредненные значения, рассчитанные по данным около 1000 проведенных экспериментов, сведены в таблицу.

Из таблицы видно, что период стон-35 кости сверла, величина его увода, а также дефектность обрабатываемой поверхности значительно зависят от всех факторов. Так с увеличением (k+i) период стойкости возрастает, а затем 40 уменьшается, причем наилучшие результаты при (k+i)=2,1 ... 2,4. Кроме того, при этих значениях (k+i) величина увода сверла находится в норме, нет случаев поломки инструмента и не наблюдается образования дефектов на обрабатываемой поверхности.

Ухудшение показателей обработки с увеличением (k+i) от 2,25 до 2,8 SO связано с тем, что величина i определяет толщину стружки и чем больше i тем толще стружка и выше усилие резания, что приводит в конечном итоге при (k+i) 2 2,4 к поломкам инструмен- 55 та. Одновременно с увеличением усилий резания возрастает величина увода сверла, а также появляются значи98 4 тельные сколы и вырывы при входе сверла в обрабатываемую деталь.

При увеличении (k+i) ) 3 стойкость снижается из-за того, что возникает

1 повышенная ударная нагрузка инструмента о достаточно твердый материал детали, что также приводит к его разрушению. При (k+i)=2,0, т.е. целому числу колебаний, резание неосуществимо, так как обработка в этом случае не связана с выходом сверла из зоны резания и хотя колебания есть„ но резание идет непрерывно. При обра", ботке вязких материалов в этом случае появляется сливная стружка. При обработке твердых магнитных сплавов резко ухудшаются условия охлаждения инструмента в зоне резания, что приводит к быстрому выходу его иэ строя.

При (k+i)=1,5 ... 1,9 обработка связана с образованием стружки большой толщины, что приводит к поломке инструмента. При этих же значениях, а так же при (1с+х)=1,1...1,5 условия обработки приближаются к резанию без. вибрации, так как число колебаний мало, что для сплавов

ЮНДКТ неосуществимо.

Таким. образом, только при (k+i)

2,1 ... 2,4 достигаются такие показатели процесса, когда обработка про" исходит без поломок инструмента, образования дефектов и при допустимой величине увода сверла.

Из таблицы. видно, что параметры обработки значительно зависят и от амплитуды колебаний. С увеличением амплитуды более 0,065 мм период стойкости инструмента резко снижается из-за его разрушения. Это вызвано тем, что увеличивается ударная нагрузка на сверло. Большая ударная нагрузка вызывает, кроме того, образование сколов на обрабатываемой поверхности. Величина увода сверла также зависит от амплитуды и погрешность обработки резко увеличивается с ростом А более 0,065 мм.

Уменьшение амплитуды менее 0,05 мм вызывает также разрушение инструмента по той причине, что малая величина амплитуды гасится за счет пластической деформации узлов и деталей системы СПИД, воспринимающих ударную нагрузку. Следовательно, возможный диапазон изменения амплитуды

1144798

ЙФ пп

Примечаниее

Увод сверла, мм

Наличие дефектов на обрабатываемой по-. верхности (есть, нет) Период стойкости сверла, MHH

Есть

1,5...1,8

Период стойкос4 5

1,7...1,9

Есть

3 56 ти резко уменьшается

0,2...0,3

1,9...2,1

Нет, 3,13 из-за поломок

Есть инструмента

1,9...2,0

Есть

2,5

0,8.;.1,3

Есть

Случаев поломки сверл

:не наблюдается

0,5...0,7

Нет

0,06 0,008

2,4

0,4. ° .0,5

2,34

Нет

Нет

0,3...0,4

2,25

2,23

Нет

0,1 ° ..0,3

0,1. ° .0,2

Нет осевых колебаний не может быть больше или меньше 0,05 ° .. 0,065 мм.

Увеличение подачи на оборот боt лее О 01 мм вызывает появление недопустимой величины увода инструмента и образонание сколов и вырывов на обрабатываемой поверхности, что связано с увеличением усилий резания. Причем не имеет значения, каким ображж изменяется эта величина, а именна, за счет уменьшения числа оборотов нли за счет увеличения осевой подачи. В обоих случаях эффект отрицательный при 3„ 0,01 мм/об.

Уменьшение sa счет увеличения числа оборотов до значений 0,005 и меньше приводит к перегреву сверла и детали иэ-за взаимного трения в зоне резания, что ведет к быстрому затупленке инструмента и его разрушению.

Перегрев же детахню сонровождается образованием сколов и вырывов. Следовательно, оптимальным дипазоном осевой подачи на оборот является

S 0 006, ° 0 01 мм!об.

Таким образом, оптимальными режи- мами получения отверстий в изделиях нэ магнитотвердых сплавов типа ЮНДК и ЮНИТ по предлагаемому способу

5 являются: частота осевых колебаний сверла или детали на один оборот (k+i) = 2,1 ... 2,4; амплитуда осевых колебаний, мм 0,050 ... 0,065; продольная подача на оборот, мм/об—

0,006 ... 0,01. Сверление на этих режимах производится со скоростью

15 .. ° 25 мм/мин.

Анализ обработанной поверхности методом цветной дефектоскопии и металлографического анализа на наличие дефектов показывает, что трещин и микротрещин при получении отверстий по предлагаемому способу не возникает.

Таким образом, использование предлагаемого способа получения отверстий в изделиях из магнитотвердых сплавов типа ЮНДК и ЮНДКТ позволяет увеличить производительность обработки в 1,2-2 раза и повысить стойкость сверла в 2,5-3 раза.

1 144? 98

HpoposiaeHHe таблицы имеча ние сверл

0,8...1,0 Есть Поломкй инстру1,9...?,2 Есть мента

2,0

1,9

Есть

0 15

0,12

Есть

Есть

Есть

0,096

0,085 l,3...1,7

0,6...0,9

0,5.. .0,6

0,075

47

0,07

Есть

0,3...0,4 Нет

0,065

Поломки инструмента

2,25

0,3...0,4 Нет нет

0,05

О, 045

0,3...0,4 Есть

Поломки

0,3...0,4 Есть

0,04 инструмента

Есть

1,9...2,2

1,5 ° ..1,8 Есть

0,08

1,3...1,6

Есть

0,05

0,9...1,3 Есть

0,7...1,2 Есть

0;4...0 5 Нет

0 02

60

0,012

0,06

2,25

0,0.1

1,7...2,0

1,5...1,8

1,3. ° .1,7

Наличие ктов братывзепокиосесть, Период стойкости резко уменьшен изsa по.ломки инструмента

Период стойкости снижается из-за поломки инструмента

Случаев поломки сверл не наблодается, 1144798. 10

Продолжение таблицы

Примечание

Увод сверла, 63

0,3...0,4

Нет

0,2...0,3

Нет

0,2...0,3

Есть

0,004

0,004

0,2...0,3

Сверла ломаютЕсть

О, 2... 0,.3

Есть ся

Составитель Г. Сиротовская

Редактор И. Касарда Техред Т.Дубинчак Корректор Н. Король

Заказ 1031/9 . Тираж 1086

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.-, д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

0,008

О, 006

О, 005 риод ой« сти ерла, мин.

Наличие дефектов на обрабатываемой поверхности (есть, нет)