Алмазное сверление отверстий в деталях -Сверление бетона

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Главная Начало статьи
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Полые сверла — наиболее распространенная конструкция алмазного сверления. Основным преимуществом такой конструкции является наличие полости как в рабочей части, так и в корпусе инструмента, благодаря чему сверло совершает минимальную работу резания. В середине отверстия образуется керн, диаметр которого равен внутреннему диаметру сверла.

Процесс алмазного сверления
Износ алмазных коронок
Алмазные кольцевые сверла
Cверление глубоких отверстий

Алмазное кольцевое сверло имеет корпус с хвостовиком и алмазоносную коронку, состоящую из алмазоносного кольца и металлического переходного кольца. Заводы алмазных инструментов выпускают только алмазные коронки. Конструкция корпуса выбирается предприятием-потребителем в зависимости от модели станка, размеров обрабатываемых отверстий и других технологических условий обработки. Длина трубчатого корпуса сверла определяется глубиной алмазного сверления. Хвостовик может быть цилиндрическим, иметь внутренний или наружный конус для базирования и закрепления сверла в шпинделе станка. В соответствии со стандартом промышленностью выпускаются алмазные коронки диаметром 3—100 мм с интервалом 2—5 мм. Толщина алмазоносного слоя коронки составляет 1—2 мм, а высота 1,5—5 мм..

Износ инструмента в процессе алмазного сверления

В процессе алмазного сверления торцовая поверхность алмазоносного слоя выполняет основную работу резания. Цилиндрические поверхности рабочей части сверла являются калибрующими. Размеры алмазоносного слоя выбирают исходя из нескольких условий. Увеличение высоты и толщины алмазоносного слоя влияет на повышение стойкости инструмента, при этом соотношение толщины и высоты для алмазоносных колец, изготовляемых методом порошковой металлургии, определяет качество пропрессовки. Уменьшая толщину алмазоносного слоя, можно снизить осевые нагрузки на обрабатываемую деталь и, следовательно, повысить качество обработки, уменьшить величину сколов. При изготовлении сверл методом порошковой металлургии технологически сложно получать тонкостенные коронки.

Толщину их выбирают равной не менее 1 мм. На торце сверла выполняют пазы для прохождения СОЖ и размещения шлама. Такие пазы либо получают при прессовании коронки, либо после полной сборки сверла прорезают абразивным кругом. Для предотвращения затирания корпуса об обрабатываемую деталь, а также для обеспечения прохождения СОЖ в зону резания через полость сверла и вывода шлама наружу толщина стенки корпуса должна быть меньше толщины алмазоносного слоя. Экспериментально установлено, что в процессе алмазного сверления происходит износ алмазоносного слоя как по торцовой, так и по цилиндрической поверхности. Показан характер износа алмазоносного слоя кольцевого сверла диаметром 4 мм в процессе сверления (исходная стадия 1). Стадии 2 — 5 износа фиксировались при помощи проектора. Наиболее интенсивно изнашивалась торцовая поверхность. К тому времени, когда износ вдоль оси сверла составлял 2,2 мм, износ в радиальном направлении составил всего лишь 0,4 мм.

Средняя величина отношения осевого износа алмазоносного слоя к радиальному равна 5—6. Этим соотношением пользуются при выборе размеров алмазоносного слоя. Интенсивность износа сверла различна в разные периоды; во время приработки она наибольшая. Например, радиальный износ алмазного подковообразного сверла диаметром 4 мм при сверлении 70 отверстий в стеклянных пластинах толщиной 6 мм составил 0,05 мм. Последующий износ на 0,04 мм был зарегистрирован после обработки 270 отверстий. Уменьшение диаметра изнашиваемого сверла, а следовательно, диаметра отверстия, должно учитываться при сверлении точных отверстий.

Алмазные кольцевые сверла с малой толщиной режущей кромки изготовляют также методом гальваностегии или гальванопластики. При изготовлении сверл методом гальваностегии на металлическую трубку электролити­ческим методом наносят алмазоносный слой. Стойкость таких сверл при обработке твердых материалов недостаточна, так как толщина алмазоносного слоя обычно не превышает 0,4 мм (при многослойном нанесении). Работоспособность кольцевых сверл существенно повышается, если на их рабочей, части сначала выполняют перфорацию, а потом закрепляют алмазоносный слои. Алмазные зерна располагаются при этом не только по внутренней и наружной цилиндрическим и торцовой поверхностям, но и в отверстиях перфорации. Поэтому даже после износа алмазоносной поверхности на торце сверло сохраняет работоспособность, так как в работу вступают алмазные зерна, находящиеся в перфорации. Перфорированные сверла ТУ 2-037-68—76 изготовляют диаметром 0,5—6,0 мм.

Более прогрессивным следует считать образование алмазоносной поверхности методом гальванопластики. Этот метод позволяет изготовлять тонкостенные кольцевые сверла диаметром 0,6 мм и более без металлической основы. Метод гальванопластики заключается с том, что трубчатый корпус и алмазоносный слой гальваническим методом наращивается на стержень-катод.

После завершения всего комплекса операций образованное кольцевое сверло снимают со стержня. Изготовленные таким методом сверла имеют алмазные зерна, равномерно расположенные во всем объеме алмазоносного слоя. Благодаря незначительной толщине алмазоносного слоя, нагрузка на обрабатываемую деталь минимальная.

Методами порошковой металлургии изготовляют алмазные кольцевые сверла диаметром до 3 мм, а мето­дом гальванотехники — до 0,5 мм.
Недостатком кольцевых сверл малых диаметров всех типов является трудность удаления керна из полости. При обработке происходит брикетирование кернов полости сверла вместе со шламом, что часто ведет к разрушению инструмента.

Алмазное сверление отверстий большой глубины

Алмазное сверление глубоких отверстий (L>l0d, где L — глубина сверления, d — диаметр отверстия) кольцевыми сверлами, несмотря на наличие пазов на торце, прохождение СОЖ в зону резания затруднено, так как зазор между алмазоносным кольцом и стенкой отверстия или керном соизмерим с вылетом алмазных зерен из связки и биением режущей поверхности. Для улучшения условий прохождения СОЖ разработаны конструкции кольцевых сверл с некруглым отверстием, с продольными пазами вдоль наружной и внутренней цилиндрических поверхностей алмазоносного слоя, с эксцентричным отверстием. Хорошо зарекомендовали себя алмазные сверла с эксцентрично расположенным отверстием. Благодаря образующемуся зазору, ширина которого равна удвоенному эксцентриситету, СОЖ, подаваемая в полость сверла, свободно перетекает наружу. Особенно заметны преимущества таких сверл при сверлении глубоких отверстий.

Кроме того, такие сверла достаточно технологичны в изготовлении. Недостатком сверл с эксцентрично расположенным отверстием является возникновение дисбаланса при работе на высоких скоростях.
Благоприятные условия для размещения шлама и прохождения СОЖ создаются при работе сегментными сверлами. Такие сверла представляют собой трубчатый корпус с припаянными алмазоносными сегментами. Эти сверла обычно изготовляют сравнительно большого диаметра (более 80 мм). Сегментная конструкция более целесообразна, так как это позволяет использовать прессы и печи небольшой мощности и снизить металлоемкость пресс-формы.