Сверление глубоких отверстий малого диаметра

Проблема поломки оснастки при глубоком сверлении знакома каждому механику. Особенно критична эта ситуация при работе с отверстиями диаметром менее пяти миллиметров, где стружка не находит свободного выхода. Она уплотняется в канавках, создавая значительное сопротивление вращению, что ведет к заклиниванию режущей части и ее разрушению внутри детали. Извлечение обломка часто представляет собой сложную и долгую операцию, портящую заготовку.

Классическое сверление без пауз усугубляет положение, так как непрерывная стружка наматывается на тело инструмента. Техника «шаг назад» была разработана практиками именно для борьбы с этим явлением. Ее суть заключается в периодическом кратковременном реверсе вращения шпинделя с одновременным выводом инструмента из зоны резания. Этот маневр эффективно ломает и выводит стружку из рабочей области.

Для успешного применения методики критически значима правильная подготовка. Начните с выбора короткого спирального сверла, чья жесткость максимальна, чтобы выполнить стартовую часть углубления. Центровку и начальный проход на глубину, равную одному диаметру, ведут именно им. Это создает идеальную направляющую для последующей работы удлиненной оснастки, предотвращая ее увод и биение.

Переходя на длинный инструмент, установите умеренные режимы резания. Для сталей типа Сталь 45 применяйте скорость резания V=15-20 м/мин при подаче S=0.01-0.02 мм/об для сверла диаметром 3 миллиметра. Подача охлаждающей жидкости под давлением обязательна, поскольку она не только отводит тепло, но и способствует вымыванию частиц стружки. Используйте эмульсию либо специальные масла, предназначенные для операций с труднообрабатываемыми материалами.

Сам процесс выглядит как цикличная последовательность действий. Выполните проход на длину, примерно равную одному диаметру сверла, к примеру, 3 миллиметра для инструмента того же размера. Затем полностью остановите осевую подачу. После этого включите обратное вращение шпинделя на тех же или немного повышенных оборотах и плавно отводите инструмент из отверстия. Этот обратный ход должен составлять порядка 5-10 миллиметров.

Возврат оснастки в отверстие производится при возобновленном прямом вращении. Подача осуществляется плавно, без рывков, до момента контакта с ранее обработанной поверхностью. Далее цикл повторяется: проход на 3 мм, остановка, реверс с выводом. Такой ритмичный порядок работы кажется медленным, но он гарантирует сохранность дорогостоящего длинного сверла и целостность детали.

Глубину каждого цикла можно немного увеличить для вязких материалов, образующих элементную стружку, таких как алюминиевые сплавы АМг5. В таком случае проход допустим на 1.5-2 диаметра. Для твердых и хрупких сталей, к примеру, инструментальной марки У8, ход лучше сократить до 0.5-0.7 диаметра. Контролируйте состояние выходящей стружки – она должна быть мелкой и сыпучей.

Качество заточки режущей кромки напрямую влияет на эффективность всей процедуры. Сверло должно иметь остружу, без сколов и выкрашиваний, режущую кромку. Угол заточки для нержавеющих сталей типа 12Х18Н10Т составляет 130-140 градусов, а перемычку следует максимально укоротить для снижения осевого усилия. Правильно подготовленный инструмент генерирует меньше тепла и формирует более управляемую стружку.

При работе на станках с ЧПУ данную технику реализуют через специальный цикл, G73, который часто называют циклом прерывистого резания. Он автоматически выполняет отвод на малую величину для дробления стружки, экономя время программиста. В ручном режиме на сверлильном станке оператор сам контролирует цикличность, ориентируясь на звук и усилие подачи.

Практический совет – после каждых пяти-семи циклов полностью извлекайте инструмент из отверстия для его охлаждения и очистки канавок. Подайте дополнительную порцию смазочно-охлаждающей жидкости непосредственно в канал, чтобы вымыть скопившиеся отходы. Использование сжатого воздуха для продувки углубления не рекомендуется, оно может загнать частицы глубже.

Состояние оборудования напрямую определяет итоговый результат. Сверлильный станок должен иметь минимальный люфт шпинделя, а патрон – надежно фиксировать оснастку без эксцентриситета. Вибрация – главный враг тонкого инструмента, она многократно ускоряет износ и ведет к усталостному разрушению тела сверла. Всегда начинайте с проверки биения.

Применяя этот пошаговый метод, вы значительно повысите процент успешного завершения операции по созданию глубоких отверстий малого сечения. Он требует внимания и терпения, но позволяет добиться результата там, где стандартный подход неизбежно ведет к поломке. Со временем вы выработаете собственный ритм, оптимальный для конкретных материалов и условий работы в цеху.