Меню Рубрики

Глубокое лазерное сверление в металле

Сверление глубоких отверстий – это достаточно сложная, трудоемкая операция. Она требует не только познаний специалиста, но и наличия узкоспециализированного оборудования.

Оперативное сверление отверстий в заготовках (изделиях) типа "вал" – глубиной до 1 метра и диаметрами отверстий от 2,5 до 25 мм.

Наша компания имеет в своем станочном парке высокоточный станок с ЧПУ Degen TBH-1000-1 (Германия). Это узкоспециализированный станок для глубокого сверления отверстий ружейными сверлами в изделиях типа "вал".

Технические характеристики:

Длина заготовки — до 1000 мм (до 1200 мм в зависимости от диаметра заготовки)

Возможный диапазон диаметров отверстий от 2,5 до 25 мм.

Максимальный диаметр заготовки до 250 мм.

Минимальная толщина стенки после сверления 1,5 мм.

Мы способны в короткие сроки выполнять сверление больших партий изделий (заготовк), при этом гарантируя высокое качество работы и своевременную сдачу металлоизделий.

Единственный фактор, влияющий на срок изготовления, это наличие у нас инструмента (сверел) необходимого Вам диаметра, что решается достаточно оперативно (не более 3 недель).

Нами используются ружейные сверла лучшего немецкого производителя — Botek.

Мы нацелены на сотрудничество с судостроительными, горнодобывающими, ремонтными организациями, машиностроительными заводами и оборонными предприятиями. Также готовы работать с металлургическим производством, нефтегазовой, авиа и космической промышленностью – сферами, где требования к качеству изделий и отверстий в них повышенные.

Выполняя заказ, мы в обязательном порядке соблюдаем все принципы технологии – индивидуально подбираем скорость вращения сверла, обеспечиваем оптимальное дробление стружки и отвод получаемых отходов из канала в металле. Кроме этого, создаем необходимые для работы условия подачи смазочно-охлаждающей жидкости, чем добиваемся высокого качества внутренней поверхности отверстий.

Мы работаем качественно, прекрасно зная стандарты ГОСТ, и до сегодняшнего дня наша работа принималась Заказчиками без нареканий.

Слесарное дело

Инструмент

Материалы

Лазерное сверление металлов и других материалов

Лазерное сверление – это бесстружечная технология обработки материалов с использованием лазерного излучения, посредством которого внутрь заготовки локально передаётся такое количество энергии, что в результате происходит расплавление и частичное испарение материала этой заготовки.

В процессе сверления ионизированный пар (вернее, плазма) вытесняется наружу за счёт разности давлений между внешней средой и внутренним пространством отверстия. При этом оплавление материала по краю отверстия является нежелательным отклонением качества обработки.

Читайте также:  Candy или hotpoint ariston

Методы лазерного сверления

– Одноимпульсное лазерное сверление

При этом методе лазерное излучение включается лишь на короткое время, и сверление сквозного отверстия в материале выполняется за один импульс излучения.

Недостатками этого метода являются малая максимальная толщина просверливаемого материала (около 2 мм) и большая энергия, необходимая для лазерного импульса.

При применении излучения лазера с твёрдым рабочим веществом с накачкой лампой-вспышкой воспроизводимость параметров сверления ограничена низкой стабильностью энергии импульсов лазерного излучения.

Использование излучения волоконного лазера значительно повышает воспроизводимость параметров сверления.

– Перкуссионное (ударное) лазерное сверление

При этом методе несколько импульсов лазерного излучения поочерёдно бьют в одну и ту же точку на поверхности заготовки, расплавляя и испаряя некоторое количество её материала. После этого расплавленный материал вытесняется из отверстия под действием испаряющейся фракции материала. Это позволяет выполнять существенно более глубокие отверстия (около 30 мм), чем при методе лазерного сверления импульсным излучением.

Преимуществами данного метода являются увеличенная глубина сверления, возможность выполнения отверстий под углом к поверхности, более высокое геометрическое качество отверстий (по конусности) и возможность обработки даже чрезвычайно твёрдых материалов.

Недостаток метода состоит в увеличенной длительности технологического процесса.

– Трепанирующее лазерное сверление

При данном методе сначала выполняется сквозное отверстие, как и при перкуссионном лазерном сверлении. Затем отверстие расширяется до необходимого диаметра посредством относительного движения лазерного луча и заготовки.

К преимуществам этого метода относится уменьшенная толщина оплавленного слоя на стенке отверстия.

Его недостаток состоит в возможности повреждения задней стенки заготовки, так как во время относительного движения лазерный луч проходит сквозь отверстие.

– Спиральное лазерное сверление

По принципу действия этот метод идентичен перкуссионному лазерному сверлению и отличается от него лишь дополнительным вращением лазерного луча. В результате этого материал заготовки срезается в форме спирали.

Спиральное лазерное сверление подходит прежде всего для выполнения высокоточных отверстий (по диаметру и концентричности) в тонких материалах толщиной до 2 мм. Кроме того, этот метод также позволяет выполнять отверстия с положительной или отрицательной конусностью.

Преимущества лазерного сверления

– бесконтактная обработка без приложения усилия внутри заготовки;

– возможность применения лазерного сверления для выполнения отверстий в труднодоступных местах (например, в топливных форсунках), благодаря использованию мелкой оптики;

– минимальная тепловая нагрузка и отсутствие необходимости в охлаждающей жидкости;

– хорошая возможность автоматизации;

– возможность изготовления отверстий мельчайшего диаметра (приблизительно от 40 мкм), которые с трудом поддаются традиционному механическому сверлению или вовсе не могут быть выполнены с его помощью.

Читайте также:  Hb3 светодиодная лампа ближнего света

Недостатки лазерного сверления

– чаще всего более высокая по сравнению с традиционными методами стоимость сверления;

– огромные по сравнению с традиционными методами сверления энергозатраты, а, значит, крайне низкий КПД;

Некоторые области применения лазерного сверления

– изготовление отверстий в крыльях самолётов для отсасывания пограничного слоя воздушного потока при обтекании;

– сверление отверстий в лопатках турбин для их воздушного охлаждения;

– выполнение отверстий в форсунках для дизельных двигателей автомобилей;

– сверление отверстий в изделиях из листового металла, имеющих тонкую геометрию.

Вид механической обработки черных металлов путем резания отверстий вращающимися механизмами называют сверлением.

Различают простое и глубокое сверление.

Во втором случае глубина отверстия должна быть более 10 см., или размером вглубь более 5 исходных диаметров (5*d). При помощи сверл получают отверстия различной глубины и диаметра или многогранного сечения.

Обработка заготовки с целью ее сверления может производиться несколькими способами:

  1. Заготовка вращается, при этом одновременно производится продольная подача не вращающегося сверлильного инструмента;
  2. Заготовка не вращается, зафиксирована;
  3. Одновременное вращение заготовки и инструмента.

Все эти способы широко применяются на практике. Наибольший спрос на процесс глубокого сверления есть в следующих сферах: металлургия, производство труб, нефтегазовая и аэрокосмическая промышленность, выпуск плит теплообменников и бойлеров и многие другие. Наиболее часто применяют следующие детали с глубокими отверстиями: роторы, валы, оси, втулки, гильзы, цилиндры, бандажи, металлические скорлупы и многое другое.

Выполним полный комплекс работ по механической обработке металла:

Гидроабразивная резка

Фрезерные работы

Токарные работы

Слесарные работы

Разновидности глубокого сверления

  1. По схеме удаления высверливаемого материала (стружки) различают: сплошное и кольцевое глубокое сверление. В первом варианте высверливаемый материал удаляется в виде стружки, во втором — часть кольцевой плоскости удаляется в виде стержня, остальное — также в виде стружки;
  2. По способу резания различают следующие виды:
    • Одноштанговая система (система STS). Данный метод оптимально подходит для обработки деталей на высокопроизводительном или серийном производстве. Сложность процесса состоит в том, что требуется применять маслоприемник с многочисленными подающими шлангами, при этом заготовка вращается. Одноштанговая система считается самой эффективной для получения высококачественных отверстий;
    • Эжекторная система. Метод глубокого сверления со средними параметрами выпуска заготовок. Позволяет осуществлять сверление на многофункциональных станках (например, токарных или сверлильных), систему дополняют стационарной или мобильной насосной станцией. Эжекторный метод подходит для получения отверстий d=20-60 мм. и глубиной до 1200 мм., не исключая получение прерывистых отверстий;
    • Система сверления ружейными или трубчато-лопаточными сверлами с внутренней подачей смазочно-охлаждающего материала. Этот метод подходит для малых предприятий, где по условиям технологии требуется получить глубокие отверстия небольшого диаметра. Однорезцовые сверла легко встраиваются в универсальные станки. Резец изготавливается из твердых сплавов и по всей длине сверлильного стержня имеет V-образную канавку, угол кривизны которой может составлять от 110 до 1200 градусов. Рекомендуемый dотв.=35-40 мм., длиной до 50*d. При данном методе отпадает надобность проводить такие операции как зенкерование и развертывание.
    • В зависимости от степени автоматизации управления процессом сверления различают глубокое сверление с автоматическим изменением одного или нескольких параметров режима (например, скорость вращения, подача смазочного материала).
    Читайте также:  Sti краны официальный сайт

    Подача жидкости является обязательным этапом технологического процесса, так как:

    1. Обеспечивается эффективный отвод стружки из зоны резания по отводным каналам;
    2. Уменьшается сила трения между трущимися частями;
    3. Производится отвод тепла, которое образуется в процессе длительного сверления, обеспечивая тем самым сохранности сверла от прогорания;
    4. Осуществляется дополнительная обработка отверстия.

    С увеличением глубины сверления возрастают трудности с обработкой отверстия.

    Для глубокого сверления применяют специальный инструмент, оборудование и способы обработки.

    Простые сверла и дрели для этого не подходят, так как не удастся достичь точности сверления по всему диаметру, заданной шероховатости поверхности, прямолинейность отверстия.

    Важным параметром также является сохранение поверхности углубления с минимальным отклонением от округлости.

    Применение традиционного инструмента делает процесс глубокого сверления низкопроизводительным, трудоемким, а в некоторых случаях (зависит от глубины отверстий) — невозможным.

    На практике в машиностроительной сфере используют специализированное оборудование с технической оснасткой, с дополнительным применением специальных режущих и прочих вспомогательных инструментов.

    Нередко требуются нестандартные приспособления для выполнения технологических приемов.

    Особенности глубокого сверления

    При глубоком сверлении очень важно соблюдать главные принципы технологии. Во-первых, производится подбор скорости вращения сверлильной части инструмента или оптимальная скорость резания (подачи свергла). Во-вторых, должно быть обеспечено нормальное дробление стружки, а также полный отвод отходов из канала. Важным моментом во время измельчения отходов сверления является сохранность режущей части инструмента, не должно быть повреждений сверла, образования на нем заусениц или иных дефектов. Далее, ключевым фактором качественной обработки поверхностей заготовок или деталей является эффективная и грамотная подача смазочно-охлаждающей жидкости.

    Процесс сверления проходит с обязательной подачей смазочно-охлаждающей жидкости под давлением и с определенным расходом.

    Для этого в системе работает насосное оборудование — маслонасосы или насосы для перекачки вязких жидкостей.

    Производительность системы выбирается в соответствии с расходом жидкости и требуемым давлением подачи смазочного материала.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    Adblock
    detector