Разница между традиционной технологией сверления и спирального фрезерования

Разница между традиционной технологией сверления и спирального фрезерования
Как новый метод обработки отверстий, технология спирального фрезерования имеет преимущества плавного процесса резания, небольшого усилия резания на инструменте и одноразовой обработки для удовлетворения требований точности. Эта технология стала одной из горячих точек и трудностей в исследовании обработки материалов в стране и за рубежом. Так в чем же разница между традиционной технологией сверления и спирального фрезерования?

Традиционная технология бурения

Традиционная обработка сверлением имеет следующие основные характеристики:

Во-первых, в традиционном процессе сверления линейная скорость центра шпинделя равна 0, то есть центр сверла не участвует в резании, а материал в центральной области заготовки должен полностью полагаться на направленную вниз тягу сверла, чтобы выдавить его и удалить. Поэтому сила в направлении Z, переносимая сверлом, очень велика. При обработке труднообрабатываемых материалов, таких как титановые сплавы, неизбежен быстрый износ и выход инструмента из строя.

Во-вторых, традиционный процесс сверления представляет собой непрерывный процесс резки. Лезвие постоянно находится в контакте с заготовкой. Температура контактной поверхности во время резки очень высокая, а теплопроводность титановых сплавов плохая. Непрерывный процесс резки приводит к тому, что температура непрерывно накапливается, что также ускоряет износ и выход инструмента из строя, что приводит к снижению качества обработанной поверхности.

В-третьих, метод удаления стружки при традиционном сверлении также является причиной выхода инструмента из строя. В процессе сверления стружка выбрасывается из паза сверла, а скорость удаления стружки низкая. Тепло резки в основном отводится стружкой. Если тепло резки не может быть отведено вовремя, большое количество тепла резки остается на заготовке и инструменте, что ускоряет износ и выход инструмента из строя.

Кроме того, когда стружка находится в непосредственном контакте с поверхностью обработанного отверстия, обработанная поверхность будет царапаться. Очевидно, что этот метод удаления стружки влияет на качество поверхности отверстия. Вообще говоря, качество традиционной обработки сверлением не может соответствовать требованиям точности авиастроительной промышленности, и для обеспечения качества поверхности отверстия необходимо полагаться на другие процессы, тем самым снижая эффективность работы и увеличивая затраты на обработку. С точки зрения технической осуществимости и экономичности традиционная технология сверления больше не применима в авиастроительной промышленности.

Процесс спирального фрезерования

По сравнению с традиционной обработкой сверлением, спиральное фрезерование использует совершенно другой метод обработки. Процесс спирального фрезерования состоит из двух движений: «вращение» шпинделя и «оборот» шпинделя вокруг центра отверстия. Этот особый режим движения определяет преимущества спирального фрезерования.

Во-первых, траектория центра инструмента представляет собой спиральную линию, а не прямую, то есть центр инструмента больше не совпадает с центром обрабатываемого отверстия, что является эксцентричным процессом обработки. Диаметр инструмента отличается от диаметра отверстия, что разрушает ограничение обработки одним инструментом отверстия того же диаметра в традиционной технологии сверления и реализует обработку ряда отверстий одного диаметра инструментом одного диаметра. Это не только повышает эффективность обработки, но и значительно сокращает количество и типы хранимых инструментов, снижая стоимость обработки.

Во-вторых, процесс спирального фрезерования является прерывистым процессом фрезерования, что способствует рассеиванию тепла инструмента, тем самым снижая риск износа и выхода инструмента из строя из-за накопления температуры. Что еще более важно, по сравнению с традиционным сверлением, процесс спирального фрезерования значительно улучшил использование охлаждающей жидкости. Весь процесс фрезерования может охлаждаться микросмазкой или даже воздушным охлаждением, что является экологически чистым и безопасным процессом.

В-третьих, метод эксцентричной обработки обеспечивает достаточно места для отвода стружки из канавки отверстия, и метод удаления стружки больше не является основным фактором, влияющим на качество отверстия. Видно, что эта технология имеет широкое пространство для развития и хорошие рыночные перспективы, но как новый метод обработки ее механизм обработки требует дальнейшего исследования и обсуждения.

Преимущества спирального фрезерования

(1) Повышение качества обработанных отверстий и срока службы инструмента

По сравнению с традиционной технологией сверления спиральное фрезерование значительно повышает качество и прочность отверстий; спиральное фрезерование представляет собой прерывистое резание, а меньшее усилие фрезерования позволяет обрабатывать отверстия без заусенцев; диаметр инструмента меньше диаметра отверстия, поэтому стружка отводится плавно, что значительно снижает шероховатость поверхности отверстия; при обработке композитных материалов исключаются расслоение, отслаивание и низкое качество поверхности отверстия, вызванные затуплением режущей кромки инструмента при традиционном сверлении.

Режущая способность центра традиционных сверлильных инструментов низкая, он легко накапливает тепло и быстро изнашивается, а срок службы инструмента, как правило, невелик; спиральное фрезерование значительно увеличивает срок службы инструмента за счет меньшего усилия фрезерования.

(2) Сократить цикл разработки и сэкономить затраты на обработку.

При производстве самолетов или другой тяжелой техники использование технологии спирального фрезерования значительно сократит цикл разработки и снизит затраты.

Применение технологии спирального фрезерования позволяет использовать один и тот же инструмент для обработки отверстий разного диаметра и сложной формы. Благодаря превосходству метода обработки, он может сэкономить на традиционных работах, таких как зенкование и развертывание. Это означает, что типы и модели инструментов для обработки отверстий будут продолжать уменьшаться в будущем. С точки зрения всего цикла разработки, использование спиральной технологии позволяет сократить многие процессы (такие как снятие заусенцев, развертывание и очистка СОЖ для различных отверстий после разборки и сборки), значительно сокращая цикл обработки.

(3) Высокая степень автоматизации.

Достижение более высокой степени автоматизации также является способом снижения затрат на обработку. Поскольку фрезерное усилие процесса спирального фрезерования невелико, эта технология может применяться к промышленным роботизированным устройствам. Поскольку промышленные роботизированные устройства относительно слабы, а осевое усилие традиционного сверления слишком велико, традиционное сверление не может применяться к таким устройствам.

(4) Поощряйте использование новых материалов.

Использование новых материалов в деталях самолетов является очевидной тенденцией развития. Широко используются новые материалы, такие как титановые сплавы и композитные материалы. Разработка и использование новых материалов требует соответствующей поддержки технологии обработки. Что касается обработки отверстий, исследования показывают, что технология спирального фрезерования имеет значительные преимущества по сравнению с традиционной технологией сверления.

Процесс спирального фрезерования требует только одного инструмента для обработки отверстий разного диаметра и высокого качества, что не только сокращает время смены инструмента, но и экономит процессы отделки, значительно повышая эффективность работы. Учитывая преимущества технологии спирального фрезерования, крупные компании, особенно многие компании в авиационной и литейной промышленности, начали применять ее в реальном производстве. С продвижением и применением этой технологии традиционные сверлильные инструменты постепенно будут устраняться, а новые фрезерные устройства будут появляться все чаще в цехах механической обработки.