Алмазное сверление отверстий в деталях из неметаллических материалов

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Главная Начало статьи
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ВВЕДЕНИЕ

В машино- и приборостроении в качестве конструкционных материалов все более широко применяют неметаллические материалы (керамики, ферриты, ситаллы, кварц, стекло и др.), обработка которых сопряжена с процессом хрупкого разрушения. Особенностью этих материалов является высокая твердость. Микротвердость корундовой керамики, например, достигает 18000— 23000 МПа. Высокая абразивная способность стеклопластиков затрудняет их обработку лезвийным инструментом. Быстрорежущими спиральными сверлами можно обработать всего несколько десятков отверстий.

При изготовлении деталей приборов и машин из перечисленных материалов получение отверстий является весьма трудоемкой операцией. До недавнего времени эту операцию выполняли с помощью абразивных суспензий. Одно отверстие в стеклянной шкале толщиной 6 мм обрабатывали в течение 5 — 7 мин, сверление отверстий диаметром 2 мм на глубину 300 мм и более в керамических деталях или вырезка дисков диаметром 500 — 1000 мм из ситалла были затруднены.

При использовании алмазного инструмента отверстие в шкале можно просверлить за 5 — 7 с. Применение алмазных сверл для обработки отверстий в деталях из стеклопластиков позволяет повысить производительность на 80%.

Алмазное сверление деталей машин

Алмазное сверление является одним из наиболее эффективных методов обработки отверстий или формообразования тел вращения диаметром 1 —1000 мм из хрупких твердых неметаллических материалов.Алмазные сверла применяют для обработки шкал, фотодисков, подложек микросхем, световодов, очковых линз, иллюминаторов, зеркал, изоляторов, установочной арматуры, приборных камней и др. Однако, несмотря на значительное развитие процессов алмазного сверления, отсутствуют обобщенные рекомендации по технологическим схемам и наладкам, применяемой оснастке и оборудованию. квалификации и выбору конструкций инструмента, их характеристикам и режимам работы.

Алмазное сверление - напряженный вид шлифования, особенностью которого является полный контакт режущей части инструмента с обрабатываемой деталью в замкнутом объеме. Для осуществления сверления необходимо применять не только специальные инструменты в зависимости от вида обрабатываемых отверстий, но и создавать условия для охлаждения и смазки сверл, размещения и удаления шлама из зоны обработки и др.

Для крупносерийного и массового производства созданы многошпиндельные станки — полуавтоматы для сверления стеклянных шкал. На этих станках отверстия обрабатывают одновременно большим числом сверл, но требуется обеспечить их одинаковую работоспособность, износостойкость и взаимозаменяемость.

Специфические требования предъявляют к алмазному сверлению в мелкосерийном и единичном производствах. В частности, разработаны универсальные сверла, позволяющие производить обработку отверстий диаметром от нескольких миллиметров до нескольких метров одним инструментом.

Эффективность процесса обработки и качество получаемой детали зависят от технологической схемы алмазного сверления, конструкции и характеристики инструмента, конструкции и материала обрабатываемой детали, оборудования, оснащения станка, состава СОЖ, режимов обработки. Выбор каждого параметра зависит от конкретных условий производств. Правильно выбранные параметры процесса обеспечивают получение отверстий по 7—12-му квалитетам точности с величиной сколов по краям отверстий не более 0,1 мм, шероховатостью поверхности ^а = 0,63н-2,5 мкм, с высокой производительностью.


ИНСТРУМЕНТ

Алмазное сверление эксентричное

Существует несколько десятков конструкций алмазных сверл, предназначенных для обработки отверстий в широком интервале диаметров и глубин. Необходимость применения разнообразных конструкций инструмента вызвана интенсивным развитием техники, использующей такие материалы, как стекло, кварц, керамика, ситалльт, ферриты, разнообразные природные и синтетические монокристаллы, стеклопластики; потребностью применения сверл диаметром от десятых долей до нескольких сотен миллиметров; работой на универсальном оборудовании, а также с применением ручных средств механизации; спецификой производства и др.

Появлению новых видов алмазного сверления (сверл) в значительной мере способствует разработка новых марок синтетических алмазов, составов связок, совершенствование технологии изготовления алмазных инструментов.

Конструкции алмазных сверл можно разделить на два вида: специальные, предназначенные для образования отверстий определенного диаметра, и универсальные - с изменяющимся номинальным размером. В свою очередь, специальные сверла в зависимости от формы режущей поверхности подразделяют на полые и стержневые.

Режущая поверхность алмазных полых сверл в сечении, перпендикулярном к оси инструмента, имеет замкнутый или прерывистый контур различной формы. К ним относят кольцевые, сегментные, перфорированные и подковообразные сверла. Алмазные полые сверла в процессе сверления образуют в материале кольцо, ширина которого соответствует толщине режущей кромки. Материал вырезаемого кольца переводится в шлам. Стержневые сверла керна не образуют, а перерабатывают весь материал в шлам. Такие сверла бывают монокристальные и поликристальные диаметром до 2 мм, а также большего диаметра, применяющиеся для сверления глухих отверстий. Рабочая часть универсальных алмазных сверл состоит из одного или нескольких режущих элементов, соединенных между собой устройством, позволяющим изменять расстояние между режущим элементом и осью сверла. В зависимости от назначения и конструкции сверл их диаметр можно изменять от десятых долей до нескольких сотен миллиметров.