Производители инструментов реагируют на новые требования к обработке отверстий

Один из старейших методов производства человечества — создание отверстий — сегодня сталкивается с проблемой быстрого прогресса, включая новые и более твердые материалы, увеличение сложности деталей, все более мелкие детали и необходимость сокращения времени цикла. То, что раньше было довольно рутинной процедурой, теперь требует использования более прочных подложек, более качественных (а в некоторых случаях и индивидуальных) покрытий, а также улучшенной геометрии и специализированных конструкций.

Потребность в более прочных и легких компонентах в критически важных приложениях привела к использованию нетрадиционных материалов. К ним относятся новые специальные стали, новые сплавы, керамика, композиты и стекло. Их трудно обрабатывать и проникать, они часто используются в деталях, требующих исключительно жестких допусков и идеальной обработки поверхности.

Эдвин Тонн, специалист по обучению и техническим вопросам компании Horn USA Inc., Франклин, Теннесси, описывает некоторые проблемы при выполнении отверстий с помощью сверл в таких материалах, как титан и аустенитные марки нержавеющей стали. «Проблемы начинаются с самого начала, поскольку для проникновения в материал требуется больше усилий, что приводит к тенденции к увеличению тяги», — сказал он. «Кроме того, эти материалы часто зажимают сверло и режут неаккуратно, из-за чего сверло изнашивается быстрее, чем обычно. Проблемы возникают из-за прочности материалов, а не просто из-за твердости. Некоторые другие материалы, такие как пластик, тверже, и это порождает ряд проблем».

Крейг Юинг, национальный специалист по бурению в компании Iscar Metals Inc., Арлингтон, Техас, рассказал о трудностях, присущих композитам и керамике. «Основной проблемой при использовании нетрадиционных материалов является необходимость баланса между более высокой производительностью и более длительным сроком службы инструмента. Часто это зависит от марки твердого сплава и подготовки кромки. Проблемы с керамикой и композитами двоякие. Они чрезвычайно абразивны, что отрицательно влияет на срок службы инструмента. Композиты также имеют тенденцию расслаиваться или изнашиваться без правильной геометрии».

Например, у Iscar есть десять стандартных геометрий, но к ней часто обращаются для создания специализированных конструкций. «Дополнительные решения используют вставки с алмазным наконечником или алмазоподобное покрытие, которые увеличивают срок службы инструмента и могут стать экономичной альтернативой твердому сплаву с покрытием», — сказал Юинг.

При резке твердых материалов тепло является врагом. По словам Манфреда Ленца, менеджера по продукции по обработке отверстий компании Seco Tools LLC, Трой, Мичиган, это не только влияет на точность, но и существенно сокращает срок службы инструмента. . «Поэтому необходимы острые кромки и покрытия, которые могут выдерживать более высокие температуры и уменьшать или устранять наросты на режущих кромках. Основной проблемой композитов является истирание, которое может изнашивать режущую кромку и, следовательно, вызывать вырывы. Решение здесь состоит в том, чтобы сохранить остроту кромки с помощью специально разработанных покрытий или сверл с наконечниками из поликристаллического алмаза».

Дэвид Мауну, медицинский специалист компании Mitsubishi Materials USA Corp., Шаумбург, Иллинойс, отметил экономические соображения, связанные с использованием более твердых, нетрадиционных материалов. «Учитывая конкуренцию, существующую на мировом рынке, одной из важнейших задач для производителей инструментов является необходимость разработки стандартного инструмента, способного работать с различными материалами с повторяемостью и надежностью», — сказал он. «Хотя производители нуждаются в специализированных инструментах в любом количестве случаев, экономика диктует потребность в продукте, который может хорошо работать, обеспечивать удовлетворительные результаты и обеспечивать разумный срок службы в широком диапазоне материалов».

Критерии производительности должны включать правильную геометрию для надлежащего контроля стружки, отметил он. «Специализированные сверла, необходимые для работы с композитами, требуют специально разработанных подложек и нескольких покрытий и поэтому стоят дороже. Комбинируя стандартизированные буровые установки, где это возможно, и специализированные агрегаты, где это необходимо, производители и клиенты могут усреднить затраты и достичь более высоких экономических показателей».

Потребность в отверстиях меньшего диаметра распространилась во всем производстве: от самых маленьких деталей, изготовленных на станках швейцарского типа, до некоторых самых крупных компонентов в авиационных двигателях и других местах. Помимо простого предотвращения поломки сверла, важными моментами стали допуски и качество обработки. Решение проблемы выходит далеко за рамки инструментов и требует оптимизированного сочетания факторов.