Efektivní metoda obrábění pro složité hluboké díry

Obrábění složitých hlubokých děr se stává stále náročnějším. Díly často vyžadují další prvky, jako jsou povrchové úpravy velmi malých otvorů, vnitřní komory, variace průměru otvorů, kontury, drážky, závity a různé orientace otvorů. Efektivní získání takových otvorů s přesnou tolerancí vyžaduje nejen rozsáhlé zkušenosti a zdroje výzkumu a vývoje, ale také technické schopnosti, aplikační vybavení a značnou angažovanost zákazníků.

Obrábění hlubokých děr (DHM)

je obor obrábění, kterému dominují nástroje určené pro stávající aplikace. Obrábění hlubokých děr se používá v mnoha různých odvětvích, ale nejpoužívanější jsou energetický a letecký průmysl. Zpočátku se některé prvky hlubokých děr často zdají být nemožné vytvořit, ale speciální nástrojová řešení navržená odborníky nejen řeší procesní problémy, ale také zajišťují, že jsou provedeny způsobem, který se vyznačuje vysokou efektivitou a bezchybností. Stále rostoucí poptávka po složitých děrách a naléhavá potřeba zkrátit doby obrábění vedla k vývoji moderních technik obrábění hlubokých děr. Vrtání hlubokých děr je po desetiletí efektivní metodou obrábění karbidovými nástroji, ale vyvrtávání dna děr se začíná stávat úzkým hrdlem.
Dnes je úspěch v této oblasti obrábění často založen na kombinaci standardních a specializovaných nástrojových prvků, které jsou na základě zkušeností navrženy jako specializované nástroje pro obrábění hlubokých děr. Tyto nástroje se vyznačují prodlouženou, vysoce přesnou stopkou s podpůrnými prvky a integrovaným výstružníkem v kombinaci s nejnovějšími geometriemi břitů a třídami břitových destiček, stejně jako účinným přívodem chladiva a kontrolou utváření třísek, pro dosažení nejvyššího průniku a dosažení vysoce kvalitních výsledků, které potřebujete, s bezpečností procesu.

Pokud hloubka otvoru přesáhne desetinásobek průměru otvoru, je obrobený otvor obecně považován za velmi hluboký. Pro otvory hluboké až 300 mm jsou vyžadovány speciální techniky a lze je vrtat pomocí systémů s jednou nebo dvěma trubkami. Dlouhý proces obrábění až na dno těchto otvorů vyžaduje specializovanou kinematiku, konfiguraci nástroje a správnou řeznou hranu pro dokončení komor, drážek, závitů a dutin. Technologie opěrných desek je další důležitou oblastí a je také velmi důležitá při vrtání hlubokých otvorů. V současné době dosahuje velkého pokroku i jako součást technologie obrábění hlubokých otvorů. Patří sem kvalifikované nože pro tuto oblast, které nabízejí vyšší výkon.

Řemeslné příležitosti

Dnešní výrobní požadavky vyžadují řešení pro obrábění hlubokých děr, která se zcela liší od vrtání hlubokých děr (po kterém následuje následné vyvrtávání s jednou hranou, které se často musí provádět na jiných strojích). I u víceúčelových strojů je tato metoda vyžadována pro jedno nastavení. Například pro obrábění otvoru hlubokého několik metrů, jehož průměr je asi 100 mm, musí být jeden konec opatřen závitem a vnitřní komora, která proniká do otvoru, má větší průměr. Obvykle se po dokončení vrtání, poté co je díl přesunut na soustruh, tyto prvky přidají k otvoru pomocí procesu vyvrtávání. Obrábění hlubokých děr nyní kombinuje schopnost jednoho nástroje provádět následné operace bez omezení seřizování stroje. Tato nová technologie nástrojů místo toho rozšířila své provozní možnosti, aby tyto náročné prvky byly efektivnější v rámci přísnějších omezení.

Příkladem efektivního obrábění prvků pomocí technik obrábění hlubokých otvorů jsou díly z průzkumu ropy. Takové díly jsou dlouhé asi 2,5 m a mají některé složité prvky s přísnými tolerancemi. Pro dosažení přísných tolerancí a vynikající povrchové úpravy zahrnovalo nástrojové řešení nejprve vyvrtání otvoru o průměru 90 mm a následné dokončení plovoucím výstružníkem. Otvor o průměru 115 mm byl poté vystružen a vystružen do hloubky 1,5 m. Druhá přepážka vstupuje do otvoru přibližně v polovině a poté je také vystružena a vystružena a dokončena zkosením. Nakonec se provedou vyvrtání a vystružení, aby se vytvořily dvě vnitřní komory, které jsou zkoseny (rovněž vystruženy na konečnou velikost).

Speciální nástroj pro obrábění hlubokých děr z globálního centra pro obrábění hlubokých děr přináší nestandardní řešení likvidace vhodné pro tento díl z energetického průmyslu. Doba řezání byla prodloužena z více než 30 hodin na 7,5 hodiny. Toto zakázkové řešení manipulace s nástroji poskytuje požadované přesné tolerance a kvalitu povrchu v celém relativně složitém otvoru. Proces se skládá z vrtání jednoho hlubokého otvoru a jeho dokončování s plovoucím dorazem výstružníku. Po dosažení hloubky 1,5 m bylo zastaveno vystružování a vystružování otvoru o průměru 115 mm. Poté bylo zastaveno vystružování a vystružování a zkosení kratší části v druhém hlubokém otvoru. Nakonec bylo zastaveno vystružování a vystružování, čímž vznikly dvě komory, které byly zkoseny (rovněž vystruženy na konečnou velikost).

Při konvenčním obrábění trvá výroba této součásti na stroji více než 30 hodin. Řešení pro obrábění hlubokých děr se speciálním nástrojem zkracuje dobu na 7,5 hodiny.

Zlepšení efektivity

Na rozdíl od víceoperačního upínání může použití technologie obrábění hlubokých děr také zlepšit efektivitu výroby ve velkých dávkách. Není divu, že se u modelu 80% zkrátila doba řezání. Příkladem osvědčené schopnosti je know-how v oblasti konstrukce nástrojů a břitových destiček pro maximalizaci bezpečnosti zatížení břitu. Vyvažování zatížení a optimalizovaný řezný proces na optimálním počtu břitových destiček umožňují vyšší rychlosti průniku, což vede ke kratším obráběcím dobám. Z hlediska přesnosti jsou specialitou obrábění hlubokých děr malé tolerance, kde díry u modelu 70% mají soustředný vnitřní průměr s typickou tolerancí 0,2 mm a tolerancí průměru 20 mikronů.

Hluboká díra mimo středovou osu

Dalším příkladem vysoké znalosti nástrojů a aplikací potřebných pro vrtání otvorů je obrábění velmi hlubokých otvorů v hřídelích generátorů v elektrárnách. V tomto případě musí expert na výrobu energie DrillStar zpracovat 90 tun kovaných ocelových dílů způsobem, který je asymetrický vzhledem k ose hřídele, přičemž otvor je dlouhý téměř 5,5 m a má průměr něco málo přes 100 mm. Takové hluboké otvory musí být vyvrtány pod určitým úhlem a tolerance polohy při vytahování musí být do 8 mm.

Směr vrtání, lámání a odvádění třísek a absolutní absence odpadu z předem obrobené hřídele jsou pro tuto aplikaci klíčové. Řešení nástroje zahrnuje speciální vrták a novou opěrnou desku. Před aplikací na hřídele byly provedeny vrtací testy, které se ukázaly jako efektivnější a spolehlivější – a výstupní poloha byla do 2,5 mm od cíle.

V mnoha případech použití moderních technik výroby otvorů prokázalo významné zkrácení doby obrábění – z mnoha hodin na méně než hodinu – a umožnilo obrobení mnoha složitých prvků.