Плохое удаление стружки при сверлении с ЧПУ может испортить заготовку, сломать дорогостоящий инструмент и остановить производство. Тем не менее, многие машинисты упускают из виду этот критический аспект, концентрируясь только на скоростях и подачах, в то время как проблемы с удалением стружки сохраняются.

Для улучшения удаления стружки при сверлении с ЧПУ необходимо оптимизировать подачу СОЖ, выбрать подходящую геометрию сверла, установить правильные параметры резания и контролировать факторы окружающей среды. Совместная работа этих элементов предотвращает образование стружки, поломку инструмента и плохое качество обработки поверхности.

Я работаю со станками с ЧПУ уже много лет и могу сказать, что удаление стружки - это один из тех критических аспектов, которые отделяют успешные операции от проблемных. Даже при самом лучшем станке и оснастке неадекватный отвод стружки может быстро превратить хорошую установку в катастрофу. Давайте рассмотрим, как можно значительно улучшить этот жизненно важный аспект сверлильных операций с ЧПУ и избежать разочарований, связанных с неэффективным удалением стружки.

Какую роль играет давление и подача охлаждающей жидкости в эффективном удалении стружки при сверлении с ЧПУ?

Когда начинается сверление, на режущей кромке быстро нарастает тепло. Без надлежащей охлаждающей жидкости стружка может привариться к сверлу, забить канавки и привести к катастрофическому разрушению инструмента. Многие операторы недооценивают, насколько важны давление и подача охлаждающей жидкости.

Давление и подача СОЖ существенно влияют на отвод стружки, снижая температуру и трение. Охлаждающая жидкость под высоким давлением вытесняет стружку из глубоких отверстий, предотвращает ее сваривание и продлевает срок службы инструмента. Подача СОЖ через инструмент особенно эффективна для отверстий диаметром более 3×.

Я помню проект, в котором мы сверлили отверстия диаметром 12 мм в нержавеющей стали на глубину 60 мм. Мы продолжали ломать сверла, пока не поняли, что давление охлаждающей жидкости просто недостаточно для надлежащего отвода стружки. Этот опыт научил меня тому, насколько важно управление охлаждающей жидкостью.

Охлаждающая жидкость выполняет несколько важнейших функций по удалению стружки во время сверления. Прежде всего, она быстро поглощает и отводит тепло при резке¹ образуется в точке сверления. Такое снижение нагрева жизненно важно не только для срока службы инструмента, но и для правильного образования стружки. При сверлении таких материалов, как алюминий или сталь, чрезмерный нагрев может привести к тому, что стружка станет липкой и прилипнет к канавкам сверла. Контролируя температуру, охлаждающая жидкость помогает сохранить стружку в форме, которую легче удалять.

Сайт снижающие трение свойства² охлаждающей жидкости одинаково важны. Проникая между сверлом и стружкой, СОЖ создает тонкую пленку, которая значительно снижает трение. Благодаря этому движение стружки по желобкам становится гораздо более плавным. Я видел значительную разницу в производительности сверл, просто перейдя на охлаждающие жидкости с лучшими смазочными свойствами для определенных материалов.

Охлаждающая жидкость давление играет особенно важную роль. Для неглубоких отверстий (диаметром менее 3×) может быть достаточно обычной заливочной СОЖ. Однако для более глубоких отверстий необходимо более высокое давление. Струя СОЖ должна обладать достаточной силой, чтобы достичь зоны резания и смыть стружку вверх по желобкам. Особенно эффективны системы СОЖ под высоким давлением (5,5-35 МПа), которые действуют как стружколом, разбивая длинную, вязкую стружку на мелкие кусочки, которые легче удаляются.

Сайт способ доставки не менее важно, чем давление. Системы подачи СОЖ через шпиндель, в которых СОЖ течет по каналам в самом сверле, дают значительные преимущества при выполнении более глубоких отверстий. При этом охлаждающая жидкость направляется точно на режущую кромку и вытесняет стружку вдоль канавок. По моему опыту, сквозная подача СОЖ часто позволяет сверлить отверстия глубиной до 10× диаметра без циклов пека, что значительно повышает производительность.

Помимо удаления стружки, правильное применение охлаждающей жидкости также обеспечивает эффект очисткивымывает стружку и загрязнения из зоны резания. Это предотвращает повторное срезание стружки, которая может повредить как поверхность отверстия, так и сверло. В результате повышается качество отверстий, улучшается точность размеров и значительно увеличивается срок службы инструмента.

Оптимизируя давление охлаждающей жидкости³ и доставки, вы сможете значительно повысить эффективность удаления стружки, уменьшить износ инструмента и поддерживать более высокие стандарты качества при сверлении. Это один из самых важных факторов, на который многие мастерские не обращают внимания, пока не столкнутся с серьезными проблемами при сверлении.

Как различные геометрии сверл влияют на образование и удаление стружки при сверлении с ЧПУ?

Геометрия сверла может показаться незначительной деталью, но она может сделать или сломать вашу операцию сверления. Неправильно выбранная геометрия может привести к нежелательному сбору стружки, низкому качеству отверстий и частым поломкам инструмента. Выбор правильной конструкции для конкретного применения очень важен.

Геометрия сверла напрямую влияет на образование и удаление стружки. Углы острия определяют легкость резания, углы спирали влияют на скорость подачи стружки, конструкция флейты влияет на пространство для удаления стружки, а стружколоматели контролируют ее размер. Правильный выбор геометрии зависит от материала и имеет решающее значение для эффективного сверления.

Одним из самых переломных моментов в моей карьере станочника стал переход от стандартных сверл с острием 118° к сверлам с раздвоенным острием 135° при работе с нержавеющей сталью. Разница в контроле стружки была поразительной - исчезла длинная, нитевидная стружка, которая постоянно забивала канавки. Именно тогда я по-настоящему понял, насколько важна геометрия сверла.

Геометрия сверла в значительной степени определяет, как оно режет материал и справляется со стружкой. Каждый элемент конструкции сверла играет определенную роль в образовании и удалении стружки. Давайте рассмотрим основные геометрические характеристики и их влияние:

Сайт угол наклона точки⁴ является одним из наиболее важных аспектов геометрии сверла. Он напрямую влияет на то, как сверло начинает резать и образует стружку. Меньший угол заострения (например, 118°) обеспечивает более легкое резание, но может привести к повышению сопротивления резанию в более твердых материалах. Большие углы заострения (135° и более) обеспечивают более прочные режущие кромки и лучшую способность к центрированию, что очень важно при работе с более твердыми материалами. Например, при сверлении нержавеющей стали я обнаружил, что при углах 135-140° образуется более послушная стружка, чем при стандартных углах 118°.

Сайт угол разгрузки губы влияет на остроту и прочность режущей кромки. Если этот угол слишком мал, возникает чрезмерное трение, выделяющее тепло и затрудняющее отвод стружки. Если он слишком велик, режущая кромка становится слабой и склонной к сколам. Оптимальный угол рельефа кромки зависит от материала - для более мягких материалов обычно полезен больший угол рельефа (12-15°), в то время как для более твердых материалов может потребоваться меньший угол (8-10°) для обеспечения прочности кромки.

Возможно, наиболее важным для удаления стружки является угол спирали⁵ флейты. Угол спирали в основном определяет скорость перемещения стружки вверх и наружу из отверстия. Стандартные сверла обычно имеют угол спирали около 30°, но он может значительно варьироваться:

• Большие углы спирали (35-45°) ускоряют отвод стружки и отлично подходят для глубоких отверстий и более мягких материалов. Они создают больше пространства для прохождения стружки, предотвращая ее набивку.
• Меньшие углы спирали (20-30°) обеспечивают большую прочность и лучше подходят для более твердых материалов, но могут медленнее отводить стружку.

При сверлении алюминия я всегда выбираю сверла с большим углом спирали (около 40°), чтобы предотвратить налипание стружки на канавки. Для стали или чугуна обычно хорошо подходит стандартная спираль 30°.

Сайт дизайн флейты не менее важна. Различные конструкции канавок влияют на размер и форму стружки. Например, параболические канавки создают стружку меньшего размера по сравнению со стандартными канавками, что способствует лучшему отводу стружки, особенно при сверлении глубоких отверстий. Более широкие и глубокие канавки обеспечивают больше пространства для отвода стружки, но снижают жесткость сверла. Полированные канавки уменьшают трение при отводе стружки. При работе с материалами, дающими длинную, жилистую стружку, я обнаружил, что полированные канавки значительно улучшают ситуацию, предотвращая набивание стружки.

Современные учения часто включают в себя прерыватели стружки⁶ - Небольшие геометрические элементы, которые заставляют стружку разбиваться на более мелкие и удобные для обработки куски. Они могут иметь решающее значение при сверлении материалов, склонных к образованию длинной, непрерывной стружки. Хорошо спроектированные стружколомы превращают проблемную стружку в небольшие фрагменты в форме запятой, которые легко выводятся через желобки.

Сайт ширина полей и толщина сердцевины также влияет на отвод стружки. Более толстая сердцевина обеспечивает жесткость, но уменьшает пространство для стружки во флейте. Более широкие поля повышают устойчивость сверла, но увеличивают трение. Для глубоких отверстий, где отвод стружки имеет решающее значение, я предпочитаю сверла с более узкими полями и оптимизированной толщиной сердечника, чтобы максимально увеличить пространство между флейтами, не жертвуя при этом излишней жесткостью.

Выбирая геометрию сверла с учетом специфики материала и требований к применению, вы можете значительно улучшить образование и отвод стружки, что приведет к улучшению качества отверстий, повышению производительности и увеличению срока службы инструмента.

Почему выбор правильной скорости подачи и скорости шпинделя имеет решающее значение для оптимизации контроля и удаления стружки при сверлении с ЧПУ?

Установка неправильных скоростей и подач при сверлении может быстро привести к катастрофе. Слишком быстрая или слишком медленная подача - и вы создадите проблемы со стружкой, которая может повредить вашу работу или сломать инструмент. Правильная установка этих параметров является основой успешного управления стружкой.

Правильные скорости и подачи регулируют толщину, форму и расход стружки. Слишком низкие скорости приводят к захвату и образованию толстой стружки, в то время как чрезмерные скорости вызывают нагрев и образование длинной, жилистой стружки. Оптимальные скорости подачи создают хорошо сформированную стружку, которая легко удаляется. Идеальное сочетание зависит от материала и глубины отверстия.

За годы работы я совершил свою долю ошибок с параметрами резания. Однажды я попытался ускорить процесс сверления, резко увеличив число оборотов при сохранении скорости подачи на прежнем уровне. Результат? Длинная, тонкая стружка, которая быстро забила канавки и сломала сверло. Это был дорогой урок того, насколько важны правильные параметры резания для контроля стружки.

Параметры резки - специально частота вращения шпинделя⁷ и скорость подачи⁸ - формируют основу для правильного управление микросхемами⁹ при сверлении с ЧПУ. Эти параметры напрямую влияют на процесс резания материала, что определяет образование стружки, ее форму и характеристики отвода.

Скорость вращения шпинделя (измеряется в оборотах в минуту) оказывает значительное влияние на образование стружки. Когда скорость слишком низкийПри этом возникает несколько проблем. Сверло, как правило, давит и сжимает материал, а не срезает его начисто, в результате чего образуется зубчатая или стружечная стружка неравномерной толщины. Такую неравномерно сформированную стружку трудно удалить, и она часто приводит к плохой обработке поверхности. Я наблюдал это, в частности, при сверлении более мягких материалов, таких как алюминий, на недостаточной скорости - стружка становится "липкой" и склонна к засорению канавок.

И наоборот, чрезмерная скорость выделяет значительное количество тепла, которое может изменить свойства материала как заготовки, так и стружки. Хотя высокие скорости могут уменьшить толщину стружки, что теоретически помогает отводу, тепловой эффект часто сводит на нет это преимущество. В таких материалах, как нержавеющая сталь, высокие скорости без надлежащего охлаждения могут привести к упрочнению материала, затрудняя его резку и создавая проблемную стружку.

Скорость подачи (скорость продвижения сверла в материале) не менее важна. Когда скорость подачи слишком низкийСверло производит очень тонкую стружку, которая, как правило, трется о режущую кромку, а не срезается. Это увеличивает трение и нагрев, создавая стружку, которая может быть слишком маленькой и многочисленной для эффективного отвода. Я обнаружил, что это особенно проблематично при сверлении титана - слишком легкая подача создает мелкую стружку, которая может плотно забиться в канавки.

С чрезмерные скорости подачиСверло производит толстую, тяжелую стружку, которая требует больших усилий для проталкивания через флейту. Такая стружка может легко заклиниваться, особенно в глубоких отверстиях. Кроме того, высокая скорость подачи может перегрузить канавки сверла для отвода стружки, что приведет к заклиниванию независимо от формы стружки.

Идеальная комбинация создает хорошо сформированные чипы:

• Достаточно толстые, чтобы удерживать тепло при резке (предотвращая повреждение заготовки/инструмента)
• Имеют форму, облегчающую движение вверх по флейте (обычно запятая или форма "6")
• Ломаются последовательно, а не образуют длинные пряди
• Производятся в объеме, не превышающем способность флейты к эвакуации

Разные материалы требуют совершенно разных подходов. Например:

• При работе с алюминием обычно используются более высокие скорости и подачи, в результате чего образуется толстая стружка, которая удаляется до того, как она успеет стать липкой и клейкой.
• Нержавеющая сталь часто требует умеренных скоростей с постоянной подачей для получения хорошо сформированной стружки, которая не будет затвердевать.
• Чугун, как правило, образует мелкую стружку, но скорость подачи все равно должна контролироваться, чтобы не допустить перегрузки флейты.

Сайт глубина отверстия также влияет на оптимальные параметры. С увеличением глубины отверстия эвакуация становится более сложной, и параметры часто требуют корректировки. Для отверстий глубиной более 5× диаметра я обычно снижаю скорость подачи на 10-20% по сравнению со стандартными рекомендациями, чтобы предотвратить набивание стружки, особенно если не используется пековое сверление.

Регулярный контроль формы, цвета и объема стружки обеспечивает немедленную обратную связь с выбором параметров. Хорошо сформированная стружка, которая легко удаляется, указывает на правильные настройки, в то время как проблемная стружка сигнализирует о необходимости корректировки. Когда вы увидите, что из отверстия плавно вытекает стружка нужного вида, вы поймете, что нашли оптимальный вариант.

Какие факторы окружающей среды могут влиять на поведение и удаление стружки при сверлении с ЧПУ?

Окружающая среда вокруг станка с ЧПУ может показаться второстепенной по отношению к процессу резки, но она может существенно повлиять на поведение стружки. Игнорирование этих факторов часто приводит к несовместимым результатам и загадочным проблемам с удалением стружки, которые, кажется, то появляются, то исчезают.

Факторы окружающей среды существенно влияют на удаление стружки при сверлении с ЧПУ. Температура окружающей среды влияет на производительность станка и поведение материала. Воздушный поток вокруг станка влияет на эффективность охлаждающей жидкости. Влажность может изменять свойства материала и образование стружки, особенно при использовании гигроскопичных материалов.

Однажды я столкнулся со странной ситуацией, когда наш процесс сверления отлично работал в утреннюю смену, но во второй половине дня возникли проблемы с удалением стружки. Проведя расследование, мы обнаружили виновника: температура в нашем цехе значительно повышалась во второй половине дня, когда здание нагревалось, что влияло как на вязкость охлаждающей жидкости, так и на процесс образования стружки. Это научило меня никогда не недооценивать факторы окружающей среды.

Факторы окружающей среды играют удивительно важную роль в образовании и удалении стружки при сверлении с ЧПУ. Эти внешние условия могут влиять на все - от образования стружки до того, насколько эффективно она удаляется из зоны резания.

Температура окружающей среды¹⁰ оказывает многообразное влияние на процесс сверления и удаление стружки. Когда температура в цехе превышает примерно 40°C (104°F), системы управления ЧПУ могут работать неоптимально. Я сталкивался с ситуациями, когда повышенная температура приводила к нестабильной работе приводного двигателя, что напрямую влияло на условия резания и образование стружки. Еще более распространенным является влияние температуры на свойства материала - как заготовки, так и режущего инструмента. Повышенная температура окружающей среды означает, что процесс резания начинается при повышенной исходной температуре, что может стать причиной:

• Более быстрое накопление тепла в зоне резания
• Изменения свойств материала, влияющие на образование стружки
• Изменение вязкости и характеристик охлаждающей жидкости
• Тепловое расширение станка и заготовки

Температурный эффект особенно заметен при работе с материалами с высокой теплопроводностью, такими как алюминий. В теплом цеху алюминиевая стружка становится более липкой и клейкой, что затрудняет ее удаление. Я обнаружил, что в цехах без климат-контроля ранние утренние операции часто дают лучшую стружку и качество отверстий, чем работа во второй половине дня, когда температура достигает максимума.

Поток воздуха вокруг машины¹¹ напрямую влияет на эффективность эвакуации стружки. Правильная циркуляция воздуха выполняет несколько функций:

• Он помогает поддерживать стабильные условия окружающей среды вокруг машины
• Предотвращает локальное накопление тепла
• Он помогает отводить пар, образующийся в процессе резки.
• Он влияет на поведение охлаждающей жидкости в виде тумана или спрея

В закрытых помещениях недостаточная циркуляция воздуха может привести к скоплению горячего влажного воздуха вокруг зоны резания, что влияет на образование и удаление стружки. Я наблюдал это, в частности, в цехах с несколькими станками, работающими в непосредственной близости друг от друга - общие условия окружающей среды могут ухудшаться в течение всего рабочего дня, если вентиляция недостаточна.

Уровни влажности¹² в цеховой среде также влияет на поведение микросхем. Высокая влажность может повлиять:

• Свойства материалов, особенно гигроскопичных, поглощающих влагу
• Концентрация и эффективность охлаждающей жидкости (за счет испарения или разбавления)
• Склонность стружки к слипанию или к обработке поверхностей

Например, при сверлении чугуна в условиях повышенной влажности я заметил, что образующаяся мелкая стружка может стать более проблематичной, иногда образуя пастообразную субстанцию с охлаждающими жидкостями на водной основе, которую трудно удалить.

Свойства материала существенно влияют на образование и удаление стружки. Вязкие материалы, такие как нержавеющая сталь и алюминий, обычно образуют длинные, непрерывные стружки, которые сложнее удалять, в то время как хрупкие материалы, такие как чугун, естественно, образуют более короткие, фрагментированные стружки, которые легче удаляются. Понимание этих специфических характеристик материала поможет вам предвидеть и решить потенциальные проблемы с удалением стружки до их возникновения.

Чистота в магазине еще один фактор окружающей среды, который косвенно влияет на удаление стружки. Загрязнения от предыдущих операций или частицы, находящиеся в воздухе, могут:

• Изменение химического состава охлаждающей жидкости и ее характеристик
• Повышение износа режущего инструмента, изменение образования стружки
• Препятствуют плавному прохождению стружки через канавки
• Причина преждевременного выхода инструмента из строя

Я уделяю особое внимание поддержанию чистоты систем охлаждения и регулярной фильтрации охлаждающей жидкости для удаления загрязнений. Эта простая практика обслуживания помогла мне решить многие загадочные проблемы с удалением стружки.

Учитывая и контролируя эти факторы окружающей среды, вы сможете создать более стабильные условия сверления, которые приведут к предсказуемому образованию и удалению стружки, что в конечном итоге повысит общую надежность процесса и качество деталей.

Заключение

Улучшение удаления стружки при сверлении с ЧПУ требует внимания к подаче СОЖ, геометрии сверла, параметрам резания и факторам окружающей среды. Оптимизация этих элементов позволит избежать поломки инструмента, добиться лучшего качества отверстий и значительно повысить эффективность сверления.

---