Что такое инвертированный станок глубокого бурения?
Вы пытаетесь просверлить глубокое отверстие. Металлическая стружка забивает отверстие и ломает ваш дорогой инструмент. Вы теряете время и деньги. Вам нужен более совершенный станок.
В перевернутом станке для глубокого сверления вращающийся режущий инструмент располагается внизу, а неподвижная заготовка - вверху. Заготовка движется вниз к инструменту. Такая вертикальная перевернутая конструкция позволяет металлической стружке выпадать естественным образом под действием силы тяжести, предотвращая засорение и поломку инструмента.
Мои клиенты постоянно сталкиваются с проблемами глубокого сверления. Я показал им эту уникальную конструкцию станка, чтобы решить их худшие кошмары, связанные с забиванием стружкой. Позвольте мне показать вам, как эта перевернутая технология полностью меняет процесс сверления.
В чем разница между горизонтальным и инверсионным бурением глубоких скважин?
Вы покупаете стандартную горизонтальную дрель. Она занимает много места на полу и с трудом справляется с мелкими деталями. Вы тратите драгоценное заводское пространство и задерживаете ежедневное производство.
Горизонтальные сверла удерживают длинные и тяжелые заготовки в боковом положении и вытесняют стружку с помощью охлаждающей жидкости под высоким давлением. Перевернутые сверла удерживают короткие заготовки вертикально вверху. Инструмент режет снизу вверх. Это позволяет стружке выпадать естественным образом, экономит производственное пространство и значительно сокращает время цикла.
Горизонтальные станки для глубокого сверления1 отлично подходят для длинных деталей, таких как массивные гидравлические цилиндры. Но они занимают огромную площадь. Кроме того, они требуют сложных систем принудительного удаления стружки. Время наладки горизонтальных станков занимает от тридцати до шестидесяти минут. Кроме того, для них требуются очень длинные режущие инструменты. Эти длинные инструменты постоянно трясутся и вибрируют. Инверторные станки для глубокого сверления2 решают именно эти проблемы. Они используют продуманную вертикальную конструкцию. Станок удерживает короткие цилиндрические детали над инструментом. Длина деталей обычно не превышает 350 миллиметров. Режущий инструмент располагается внизу и направлен вверх. Такая конструкция делает режущий инструмент намного короче. Более короткий инструмент означает на тридцать процентов большую жесткость. Вам не нужны сложные коробки для удаления стружки. Настройка занимает всего пять-пятнадцать минут. Для ускорения массового производства эти станки можно легко автоматизировать с помощью роботов.
Сравнение дизайна системы
| Характеристика машины | Система горизонтального бурения | Инвертированная система бурения |
|---|---|---|
| Ориентация на детали | Лежит плоским боком | Подвешивается вертикально |
| Лучший размер детали | Очень длинный и тяжелый | Короткие и цилиндрические |
| Удаление стружки | Вытесняется давлением воды | Выпадает естественным образом под действием силы тяжести |
| Время установки | Занимает от тридцати до шестидесяти минут | Занимает от пяти до пятнадцати минут |
Почему при инверсионном бурении лучше сохраняется прямолинейность отверстия по сравнению с горизонтальным?
Ваше глубокое отверстие отклоняется от центра. Отверстие искривляется внутри металлического блока. Приходится выбрасывать дорогостоящую деталь и начинать все сначала. Вы теряете большую прибыль.
Перевернутые конфигурации сохраняют идеальную прямолинейность отверстий, поскольку сила тяжести тянет металлическую стружку вниз. Это предотвращает накопление стружки. Вертикальный шпиндель идеально выравнивается под действием силы тяжести. Это предотвращает боковое провисание. Жесткая рама и короткий режущий инструмент предотвращают изгиб инструмента при интенсивной резке.
Прямолинейность имеет большее значение при сверлении глубоких отверстий. Если отверстие изогнется на полмиллиметра, вся деталь не пройдет проверку качества. Я ежедневно разговариваю об этом с инженерами. Они ненавидят горизонтальное сверление для точных работ. Горизонтальные станки подают охлаждающую жидкость в отверстие, чтобы вымыть стружку. Иногда стружка застревает в узком горизонтальном пространстве. Эта застрявшая стружка давит на длинный режущий инструмент. Мы называем это выталкиванием инструмента. Кроме того, длинные горизонтальные инструменты проседают вбок под собственным весом. Это гравитационное отклонение вызывает дрейф осевой линии3. Ваше отверстие мгновенно станет кривым. Перевернутые машины4 полностью прекратить это изгибание. Инструмент направлен прямо вверх. Стружка падает прямо вниз. Они никогда не задерживаются в зоне резания. Вертикальная установка идеально согласуется с гравитацией. Вы получаете чистую осевую силу с нулевым боковым прогибом. В станке также используется тяжелый жесткий корпус рамного типа. Шпиндель работает с предельной точностью. Радиальное биение не превышает 0,002 миллиметра. Вы получаете невероятно ровные отверстия каждый раз, не нуждаясь в сложных системах компенсации.
Факторы, контролирующие качество прямых отверстий
| Фактор качества | Проблема горизонтального станка | Решение для перевернутой машины |
|---|---|---|
| Расположение микросхем | Стружка скапливается внутри отверстия | Фишки падают мгновенно |
| Эффект гравитации | Инструмент провисает набок | Чистая осевая сила, направленная вниз |
| Проталкивание инструмента | Застрявшие стружки гнут сверло | Пустое отверстие позволяет держать сверло прямо |
| Корпус шпинделя | Стандартная горизонтальная установка | Тяжелая жесткая конструкция рамы |
Как ТСК высокого давления лучше работает в инвертированном станке глубокого бурения?
Ваш режущий инструмент перегревается и ломается глубоко в металле. Вы не можете извлечь сломанный кусок. Вся дорогостоящая заготовка немедленно превращается в бесполезный металлолом.
Сквозная охлаждающая жидкость подает жидкость под высоким давлением непосредственно через центр режущего инструмента. В перевернутом станке эта жидкость под высоким давлением попадает в верхнюю зону резания и выталкивает стружку прямо вниз. Она прекрасно охлаждает кончик инструмента и предотвращает термическое повреждение.
Гравитация помогает удалять стружку, но для очень глубоких отверстий одной гравитации недостаточно. Когда глубина отверстия в двадцать раз превышает его диаметр, требуется серьезная сила жидкости. Станок нагнетает охлаждающую жидкость под давлением от трех до восьми мегапаскалей. Жидкость движется прямо вверх через крошечные отверстия внутри одностороннее сверло5 или инструмент BTA. Она вырывается из наконечника инструмента прямо в месте резания. В горизонтальном станке эта жидкость должна бороться с гравитацией, чтобы выталкивать стружку вбок. В перевернутом станке жидкость TSC выталкивает стружку точно в том же направлении, что и сила тяжести. Они идеально работают вместе. Этот мощный поток охлаждающей жидкости предотвращает расплавление наконечника инструмента. Он предотвращает тепловую деформацию металлической детали. Вы получаете красивую гладкую поверхность вблизи Ra 1,6 мкм6. Надежная промывка стружки позволяет безопасно эксплуатировать машину всю ночь без участия оператора.
Преимущества производительности TSC
| Функция TSC | Действие внутри отверстия | Результат окончательной обработки |
|---|---|---|
| Прямое охлаждение наконечника | Задерживает тепло на режущей кромке | Значительно увеличивает срок службы инструмента |
| Давление жидкости | Сильно толкает стружку вниз | Полностью предотвращает засоры |
| Тепловой контроль | Сохраняет металлическую часть холодной | Улучшает шероховатость поверхности |
| Стабильность потока | Постоянно промывает отверстие | Позволяет безопасно работать в беспилотном режиме |
В каких отраслях промышленности требуется технология инвертированных глубоких отверстий?
Вы пытаетесь наладить массовое производство мелких прецизионных деталей. Ваши нынешние станки работают слишком медленно. Ваши конкуренты поставляют детали быстрее и легко крадут ваши лучшие контракты.
Автомобильная, аэрокосмическая и литейная промышленность требуют применения технологии инвертированных глубоких отверстий. В этих областях массово производятся короткие детали с очень строгими пределами точности. Инвертированные станки сверлят детали двигателей, титановые аэрокосмические компоненты и небольшие вставки для пресс-форм с чрезвычайной точностью и удивительной скоростью.
Разным заводам нужны разные инструменты. В некоторых отраслях необходимо использовать технология инверсионного бурения7 чтобы выжить. Автомобильная промышленность - самый крупный потребитель. Автомобильные заводы производят миллионы маленьких шатунов и приводных валов электромобилей. Им необходимо идеально и быстро просверлить отверстия для масла небольшого диаметра. Инвертированные станки могут обрабатывать несколько деталей одновременно. Некоторые станки имеют двух- или четырехпозиционную конфигурацию. Такая скорость массового производства позволяет автомобильным компаниям экономить миллионы долларов. В аэрокосмической промышленности эти станки используются по совершенно другим причинам. Производители самолетов сверлят крошечные отверстия в очень прочных титановых деталях шасси и приводах. Они заботятся о том, чтобы микронная точность8, но не только скорость. Жесткий перевернутый шпиндель обеспечивает идеальные аэрокосмические детали. Производители пресс-форм также любят эти станки. Они используют их для сверления прецизионных каналов охлаждения и отверстий для выталкивающих штифтов в небольших вставках пресс-форм. Машиностроительные мастерские покупают их для легкого сверления коротких стержней из нержавеющей стали.
Основные области применения в промышленности
| Производственная сфера | Типичная сверленая деталь | Преимущество машины |
|---|---|---|
| Автомобили | Карданные валы EV | Высокоскоростное серийное производство |
| Аэрокосмическая промышленность | Титановое шасси | Предельная точность на микронном уровне |
| Изготовление пресс-форм | Каналы охлаждения пресс-формы | Идеальная прямолинейность отверстий |
| Общая обработка | Короткие стержни из нержавеющей стали | Простая автоматическая загрузка |
Заключение
Для обработки коротких деталей необходимо выбрать перевернутый станок для глубокого сверления. Перевернутая вертикальная конструкция использует силу тяжести и охлаждающую жидкость под высоким давлением для получения идеально прямых отверстий и быстрого производства.
-
Ознакомьтесь с подробным анализом больших площадей, систем принудительного удаления стружки, длительного времени наладки и вибрации инструмента, чтобы сориентироваться при выборе станка. ↩
-
Узнайте, как в вертикальной перевернутой конструкции используются более короткие инструменты для повышения жесткости на ~30%, ускорения настройки и упрощения автоматизации для увеличения производительности. ↩
-
Проведите инженерный анализ и найдите стратегии уменьшения последствий (отклонение инструмента, силы стружки, крепление), позволяющие уменьшить смещение осевой линии и улучшить прямолинейность отверстия. ↩
-
Ознакомьтесь со спецификациями производителей и примерами, показывающими, как в перевернутых установках используется сила тяжести, жесткие рамы и низкое радиальное биение, что позволяет получать более ровные отверстия и уменьшает количество проблем, связанных со стружкой. ↩
-
Узнайте о конструкции инструмента, проходах СОЖ и передовых методах эффективного удаления стружки и обеспечения точности при сверлении глубоких отверстий. ↩
-
Ознакомьтесь со стандартами, методами измерения и советами по обработке, позволяющими последовательно достигать чистоты Ra 1,6 мкм при использовании надлежащей оснастки и подачи СОЖ. ↩
-
Узнайте, как технология инвертированного сверления позволяет одновременно обрабатывать несколько деталей для снижения затрат и повышения производительности в автомобильном производстве. ↩
-
Узнайте о методах, инструментах и передовых методах достижения микронной точности, необходимой для сверления отверстий аэрокосмического класса и обеспечения безопасности деталей. ↩
Крис Лу
Используя более чем десятилетний практический опыт работы в станкостроении, особенно на станках с ЧПУ, я готов помочь. Если у вас возникли вопросы, вызванные этой статьей, если вам нужно руководство по выбору подходящего оборудования (с ЧПУ или обычного), если вы изучаете индивидуальные решения по станкам или готовы обсудить покупку, не стесняйтесь, свяжитесь со мной. Давайте найдем идеальный станок для ваших нужд.