animateMainmenucolor
activeMenucolor
Станкостроительный завод Металлообрабатывающие станки и инструмент
г. Набережные Челны
Обратная связь
Главная / ЧПУ станок / Металлорежущий инструмент / Сверла для станков / Сверла для чпу станков с внутренними каналами Y-образной формы

Сверла для чпу станков с внутренними каналами Y-образной формы

Предложена конструкция сверла для чпу станков из быстрорежущей стали с внутренними каналами Y-образной формы для оптимальной подачи СОЖ в зоны с наибольшим нагревом, обеспечивающими повышение интенсивности и равномерности охлаждения зоны резания, а также стойкости инструмента.

Спиральное сверло по металлу является наиболее распространённым инструментом для обработки отверстий. В его конструкции, наряду с большим числом достоинств, имеют место и недостатки, такие, как наличие нулевых задних углов на вспомогательных режущих кромках, отрицательные значения передних углов на поперечной режущей кромке, большие передние углы на периферийных участках главных режущих кромок. Указанные недостатки сверла для сверлильного станка приводят к повышенному нагреву и износу инструмента в центре и на вершинах режущих кромок, что снижает его стойкость и производительность. Для решения этой проблемы, берут сверло под станок и выполняют внутренние каналы для подвода СОЖ, которые могут быть реализованы разными способами. Так, к примеру, известно спиральное сверло по металлу, в корпусе которого выполнены винтовые каналы для подвода СОЖ (рис. 1) к режущим кромкам.

Рис. 1. Спиральное сверло с внутренними каналами для подвода СОЖ: 1 - спиральные канавки для подвода СОЖ; 2 - центральное отверстие; 3 - соединение

Вместе с тем, область применения сверла для станков ограничивается твердосплавным инструментом, технология производства которого позволяет закладывать в конструкцию каналы сложной формы. Изготовить такие каналы в инструменте например из быстрорежущей стали не представляется возможным.

Спиральное сверло для станков из быстрорежущей стали может иметь внутренние каналы более простой формы, например, Y-образной (рис. 2): центральная часть канала размещена вдоль оси инструмента, а два ответвления выходят на задние поверхности пера сверла.

Рис. 2. Спиральное сверло с Y-образным каналом подачи СОЖ: 1 - центральный канал; 2 - разветвляющиеся каналы; 3 - продольные канавки

Применение такой конструкции не ограничено используемым инструментальным материалом, однако, к недостаткам следует отнести относительно низкую стойкость сверла, обусловленную невысокой эффективностью охлаждения зоны резания.

В данной работе поставлена задача повышение интенсивности и равномерности охлаждения зоны резания при сверлении с целью повышения стойкости спирального сверла.

Поставленная задача достигается тем, что спиральное сверло (рис. 3) выполнено с Y-образным каналом 1 для подачи СОЖ, центральная часть которого 4 размещена вдоль оси сверла, а ответвления 2 и 3 выходят на задние поверхности пера сверла. Дополнительные ответвления 3 выполнены с пересечением 8 стружечных канавок 7. При этом возможны два варианта их исполнения: с частичным (рис. 4) или полным (рис. 5) пересечением стружечных канавок. При подобной конструкции каналов сверла установленного на станок для сверления отверстий, должна иметь место оптимизация подачи СОЖ в зоны с максимальным нагревом к сердцевине и вершине режущей кромки. В качестве обоснования этого предположения проведён расчёт температуры вдоль режущей кромки сверла при его работе, когда сверлильный станок с чпу производил обработку сверлом из быстрорежущей стали отверстия в материале из стали 45.

Рис. 3. Общий вид сверла с Y-образным каналом для подачи СОЖ: 1 - Y-образный канал; 2 - ответвления канала; 3 - дополнительные ответвления канала; 4 - центральная часть канала подачи СОЖ; 5 - задняя поверхность; 6 - рабочая часть сверла; 7 - стружечная канавка; 8 - пересечение (вскрытие) дополнительным ответвлением стружечной канавки сверла; 9 - перо сверла; 10 - окончание дополнительного ответвления

На рис. 6 показаны: результаты расчета температуры для вариантов обработки сверлом без охлаждения (кривая А), сверлом с конструкцией каналов, изображенных на рис. 2 (кривая Б), сверлом с Y-образными каналами предлагаемой конструкции (кривая В). Как видно из графика сверло с каналами предлагаемой конструкции обеспечивает наименьший нагрев по всей длине режущей кромки, в т.ч. в проблемных зонах на сердцевине (I) и на вершине режущей кромки (II).

Спиральные сверла для чпу станков работают следующим образом. СОЖ подается по центральной части 4 Y-образного канала 1 и подводится к зоне резания каждой режущей кромки сверла по двум ответвлениям: на заднюю поверхность 5 через ответвления 2 (рис. 3); на переднюю поверхность 1 (рис. 5) по дополнительным ответвлениям 2.

Ответвление 2 (рис. 3) охлаждает непосредственно сердцевину сверла и заднюю поверхность режущей кромки, подводя жидкость максимально близко к режущей кромке, увеличивая интенсивность ее охлаждения. Дополнительное ответвление 3 (рис. 3), образованное за счет пересечения стружечной канавки 7 вскрытием 8, охлаждает переднюю поверхность и вершину режущей кромки. Окончание 10 дополнительного ответвления 3 позволяет частично выводить из зоны резания излишнюю и уже нагретую СОЖ, стабилизируя распределение тепла вдоль режущей кромки. Дополнительные ответвления выполняются в двух возможных исполнениях (рис. 4 и 5) и могут образовывать различные варианты пересечения канала со стружечной канавкой, что обеспечивает нужное направление и распределение СОЖ на режущих кромках сверла в период когда оператор выполняет сверление используя станок с чпу.

В качестве недостатка подобного решения можно указать, что данное сверло для станков допускает относительно небольшое количество переточек. При стачивании дальше зоны ответвлений каналов сверло утратит своё основное преимущество, однако останется работоспособным и может функционировать как обычное спиральное сверло без оптимизации подачи СОЖ. Изложенное позволяет сделать вывод о том, что поставленная задача повышение интенсивности и равномерности охлаждения зоны резания решена при помощи сверла для чпу станков с Y - образными каналами, а заявленный технический результат повышение стойкости спирального сверла достигнут.

A DRILLING TOOL WHICH HAS HELICAL FLUID FLOW CHANNEL AT ITS INTERIOR A drilling tool which has at least one helical fluid flow channel at its interior, is composed of a hard metal core having an exterior surface and a hard metal tubular casing having an interior surface. The casing encloses the core with their surfaces in firm contact so that the core and casing form a composite body.

Рис. 4. Вариант конструкции сверла, когда дополнительные ответвления канала выполнены с частичным пересечением стружечных канавок: 1 - спинка сверла; 2 - дополнительные ответвления канала; 3 - пересечение (вскрытие) дополнительным ответвлением стружечной канавки сверла; 4 - окончание дополнительного ответвления

Рис. 5. Спиральное сверло с дополнительными ответвлениями канала выполненными с полным пересечением стружечных канавок: 1 - передняя поверхность; 2 - дополнительные ответвления канала; 3 - окончание дополнительного ответвления

Рис. 6. Расчетные распределения температуры по длине режущей кромки сверла: А - без охлаждения; Б - с охлаждением при конструкции сверла согласно рис. 2; В - с охлаждением согласно предлагаемой конструкции; I - зона сердцевины сверла, II - зона наружной части