Как правильно сверлить отверстия в закаленном металлопрокате

01.04.2025

Работа с закаленными сталями требует особого подхода из-за их высокой твердости, достигающей 60-65 HRC. Обычные спиральные инструменты из быстрорежущей стали здесь неэффективны — они быстро тупятся и перегреваются. Оптимальным решением станут твердосплавные пластины или монолитные изделия с добавлением карбида вольфрама. Для обработки закаленных сплавов марки Р6М5 или Р18 не подходят, а вот ВК8 или Т15К6 показывают хорошую стойкость.

Твердосплавные пластины с покрытием из нитрида титана увеличивают ресурс в 2-3 раза. Угол заточки должен быть в пределах 130-140 градусов — это снижает нагрузку на кромку. При диаметре свыше 6 мм лучше применять корончатые варианты с алмазным напылением. В случае с глубокими отверстиями стоит использовать ступенчатые конструкции, уменьшающие вибрацию.

Охлаждение играет критическую роль — перегрев приводит к потере твердости и ускоренному износу. Водно-смазочные эмульсии типа ЭТ-2 или Мобилмет 766 снижают температуру в зоне резания.

Подачу охлаждающей жидкости организуют под давлением 3-5 атм, направляя струю непосредственно на режущую кромку. При отсутствии системы подачи можно применять пастообразные составы на основе дисульфида молибдена.

Скорость вращения шпинделя для твердосплавного инструмента не должна превышать 15-20 м/мин. Для расчета оборотов применяют формулу n = (1000v)/(πD), где v — скорость резания, D — диаметр.

При обработке сталей с твердостью 60 HRC оптимальное значение v составляет 8-10 м/мин. Подачу выбирают в диапазоне 0,02-0,05 мм/об — слишком высокая приводит к выкрашиванию кромок.

Для уменьшения усилий рекомендуется предварительное засверливание менее твердым инструментом на 60-70% от конечного диаметра. При работе с нержавеющими марками типа 40Х13 или 95Х18 используют сниженные обороты — на 20% меньше, чем для углеродистых сплавов.

Вибрации подавляют увеличением жесткости крепления заготовки и применением направляющих втулок.

Регулярная заточка сохраняет геометрию кромок — при первых признаках затупления (появление блеска на режущей кромке, увеличение шума) инструмент следует заменить. Для контроля процесса сверления используют амперметр станка — рост тока указывает на износ.

После обработки проверяют качество отверстия шаблоном или калибром — отклонение от цилиндричности не должно превышать 0,02 мм на длине 10 мм.

При работе с тонколистовым прокатом до 3 мм подкладывают деревянный брусок для предотвращения деформации. Для глухих отверстий глубиной более трех диаметров применяют peжущие инструменты с винтовыми канавками для отвода стружки. Чугунные детали обрабатывают без охлаждения — графит в структуре действует как смазка.

Параметры режимов корректируют в зависимости от марки сплава. Так, для быстрорежущей стали Р6М5К5 скорость резания снижают до 5-7 м/мин, а для инструментальных марок типа Х12МФ увеличивают подачу до 0,07 мм/об. При серийном производстве используют станки с ЧПУ, где точность позиционирования достигает 0,01 мм.

Для контроля температуры применяют пирометры — нагрев не должен превышать 200°C. Остаточные напряжения снимают низкотемпературным отпуском при 180-200°C в течение 30-40 минут. При обработке закаленных деталей сложной формы применяют магнитные или механические приспособления для фиксации.

Качество поверхности улучшают доводочными операциями развертками из твердого сплава. Шероховатость Rа после чернового сверления составляет 6,3 мкм, а после чистового — 1,6 мкм. Для ответственных соединений выполняют притирку алмазными пастами зернистостью 5/3 мкм.

Износ инструмента оценивают по радиальному биению — допустимое значение не более 0,03 мм. При работе с жаропрочными сплавами типа ЭИ437Б применяют пасты на основе коллоидного графита. Для уменьшения трения в зоне резания используют СОЖ с добавлением серы.

Твердость обрабатываемого материала определяет стойкость режущей кромки. При 55 HRC ресурс составляет 50-60 отверстий, а при 62 HRC снижается до 20-30. Для увеличения срока службы применяют попеременное сверление с паузами для охлаждения.

Геометрические параметры влияют на распределение нагрузок. Угол наклона винтовой канавки в 35° обеспечивает оптимальный отвод стружки. Обратный конус 0,05-0,1 мм на 100 мм длины предотвращает заклинивание.

Состав сплава определяет выбор смазочно-охлаждающей жидкости. Для хромоникелевых сталей подходят эмульсии с хлористыми добавками, а для высокоуглеродистых — составы на масляной основе. При работе с титановыми сплавами применяют водные растворы нитрата натрия.

Точность позиционирования достигается использованием кондукторных плит. Отверстия диаметром до 5 мм сверлят за один проход, а свыше 10 мм — с промежуточными переходами. Радиальное биение сверла не должно превышать 0,02 мм.

Обработка закаленных сталей требует тщательного контроля режимов. Превышение скорости приводит к выкрашиванию режущих кромок, а недостаточная подача — к наростообразованию. Оптимальные параметры подбирают экспериментально для каждой марки сплава.

Признаком правильно выбранного режима является равномерная стружка без признаков перегрева. В случае с нержавеющими сталями она должна быть лентообразной, а для инструментальных марок — короткой и сыпучей.

Оборудование должно иметь достаточный запас мощности — не менее 1 кВт на 10 мм диаметра. Настольные сверлильные станки не подходят для работы с закаленными сплавами из-за недостаточной жесткости.

Для контроля глубины применяют лимбы с точностью 0,05 мм или цифровые индикаторы. При сверлении под углом используют кондукторы с направляющими втулками из закаленной стали.

Состояние инструмента проверяют перед каждым использованием. Трещины и сколы на рабочей части недопустимы — такой инструмент подлежит замене. Хранение осуществляют в индивидуальных гнездах для предотвращения повреждений.

При обработке кромок применяют подкладные кольца из мягкого металла. Это предотвращает образование заусенцев и сколов. Чистовую обработку выполняют инструментом с положительным передним углом.

Для увеличения производительности используют станки с автоматической подачей. Давление подачи регулируют в зависимости от твердости — от 50 Н для мягких сталей до 200 Н для закаленных.

Качество отверстий проверяют калибрами-пробками. Допуск на диаметр для точных соединений составляет не более 0,02 мм. При необходимости выполняют хонингование для достижения требуемой шероховатости.

Соблюдение технологических параметров обеспечивает стабильный результат. Отклонение от рекомендованных режимов сокращает ресурс инструмента и ухудшает качество обработки.

Рассказать друзьям:

Комментарии

Пока нет комментариев