Новости

Серия статей: Почему сверла выходят из строя | Статья 14
Ключевые слова: биение сверла, TIR, округлость отверстия, отверстие увеличенного диаметра, прямолинейность сверла, радиальное биение, отклонение сверла на большие расстояния, контроль сверл из быстрорежущей стали, биение патрона против биения шлифовки, точность отверстия

В предыдущей статье этой серии рассматривалось, на что именно влияет шлифовка при обработке полностью заточенного сверла — внешний диаметр, конусность задней части, конусность стенки и симметрия между канавками. Одна из фраз в той статье предвосхищала эту: качество шлифовки внешнего диаметра и кромки напрямую влияет на радиальное биение сверла после его зажима в патроне. В этой статье мы продолжаем эту тему. Биение — это то, где точность шлифовки либо сохраняется на протяжении всего процесса резания, либо нет, и это самый важный фактор, отличающий круглое отверстие от увеличенного, некруглого.

Проще говоря, вылет из игры.

Если отбросить терминологию, то вопрос о биении сводится к одному: прямое ли сверло? Сверло, геометрическая ось вращения которого совпадает с осью вращения, будет огибать один и тот же радиус в каждой точке своего вращения. Сверло, слегка изогнутое или отшлифованное относительно своего центра, этого не делает — оно колеблется, как несбалансированное колесо. Это колебание, измеряемое индикатором часового типа, в отрасли называется TIR: общее индикаторное биение.

Важно четко разграничить это явление от «смещения» сверла, которое мы рассматривали в статье 8. Смещение происходит в тот момент, когда сверло впервые касается поверхности — это проблема симметрии кромки и края, и оно прекращается в тот момент, когда края соприкасаются со стенкой отверстия. Биение — это другое: как только сверло зажато и начинает вращаться, оно присутствует на протяжении всего процесса резания, от первого контакта до конечной глубины. Смещение — это проблема, возникающая на начальном этапе. Биение — это проблема, возникающая на протяжении всего процесса резания, и поэтому его последствия проявляются по-разному — не в положении отверстия, а в его размере, округлости и состоянии стенки.

Два источника приводят к выбыванию животных из строя.

Когда покупатель обнаруживает проблему с биением, причина почти всегда одна из двух, и важно различать их, потому что решение совершенно другое.

•Сторона производства (битовая сторона):Если сверло не прямое — из-за остаточного напряжения, снятого после термообработки, или из-за шлифовки без фиксации по центру — то его внешний диаметр изначально эксцентричен. Никакая тщательная заточка не исправит сверло, которое уже было смещено от центра, когда покидало шлифовальный круг. Это производственный дефект, и он контролируется на этапе шлифовки и контроля качества.

•На стороне установки (приложения):Изношенный патрон или цанга, стружка или масло, застрявшие в зажимных губках, чрезмерное вылет режущей кромки или биение самого шпинделя — все это может вызывать вибрацию даже при использовании идеально прямого сверла. Это особенность применения, а не дефект сверла.

Почему длинным сверлам требуется более пристальное внимание

Длина усиливает уже существующую погрешность прямолинейности. То же небольшое угловое отклонение, едва измеримое на коротком сверле, приводит к гораздо большему отклонению на конце длинного — по той же причине длинный стержень колеблется сильнее на конце, чем короткий, при одинаковом изгибе. Именно поэтому длинные сверла сложнее удерживать в прямом положении во время шлифовки: без надлежащей поддержки в процессе они более склонны к небольшому изгибу, который никогда не проявится у сверла стандартной длины. Покупатели, работающие со сверхдлинными или авиационными сверлами, правильно поступают, напрямую спрашивая у поставщика, как выглядит контроль биения для этого диапазона длин, вместо того чтобы предполагать, что он соответствует спецификации стандартной длины.

Во сколько обходится покупателю досрочное расторжение договора

Поскольку дефект в процессе резки присутствует по всей длине реза, его воздействие носит системный характер, а не ограничивается одним измерением:

•Отверстия слишком большого размера.Эффективный диаметр сверла, охватываемый рабочей частью, превышает его номинальный размер, а зазор увеличивается по мере роста биения.
•Некруглые отверстия.Сверло, вращающееся неровно, не сможет просверлить круглое отверстие — это не вероятность, а прямое механическое следствие смещения инструмента. Ошибка округлости практически один к одному соответствует биению.
•Неравномерный износ краев.Сторона края, несущая большую нагрузку, изнашивается быстрее, чем другая, и поскольку износ асимметричен, это легко пропустить при беглом визуальном осмотре.
•Более шероховатые стенки отверстий.Завихрения от возврата в исходное положение и более грубая поверхность обрабатываемого материала являются распространенными симптомами, особенно при наборе высоты на выходе из зоны вылета.
•Сокращение срока службы инструмента.Срок службы инструмента непропорционально сокращается с увеличением биения — небольшое уменьшение биения приводит к значительному увеличению количества отверстий, которые сверло может просверлить до того, как потребуется его переточка или замена.

Эти последствия напрямую связаны с предыдущей статьей. Даже небольшое отшлифовывание с допуском h8 на бумаге может не соответствовать допустимому диапазону в готовом отверстии, если не контролировать биение — что напрямую влияет на допуски при развертывании, посадки с натягом и любые последующие операции, основанные на поддержании постоянного размера предварительного отверстия.

Как покупатели могут определить, в чем заключается проблема

Индикатор часового типа, расположенный напротив зажатого сверла, напрямую показывает значение TIR (полное биение) — сверла меньшего диаметра более чувствительны к заданному значению биения, чем сверла большего диаметра, поэтому допустимый диапазон сужается по мере уменьшения диаметра.

Помимо измерений, простой тест на замещение обычно позволяет выявить причину:
•Попробуйте использовать другую дрель, и проблема исчезнет:Проблема заключается именно в этом фрагменте — либо в его прямолинейности, либо в способе шлифовки.
•Поменяйте станок или переустановите патрон, и проблема исчезнет:Проблема заключается в настройке — состоянии патрона, биении шпинделя или вылете заготовки — а не в самой дрели.
•Ни один из вариантов замены не решает проблему:Прежде чем предполагать, что проблема в сверле или станке, стоит проверить длину вылета заготовки, параметры подачи и жесткость зажимного устройства.

Это соответствует диагностическому подходу, изложенному в статье 8: знание причины определяет, какой следующий шаг будет правильным — разговор с поставщиком или корректировка на производственном участке.

Что это означает при сравнении поставщиков?

Допуск на шлифовку и контроль биения — это две разные характеристики, и стоит уточнить каждый пункт отдельно. Прежде чем сравнивать предложения:
•Проверяется ли количество отбракованной детали после помола, и на каком основании — только первой детали или путем постоянного отбора проб по всей партии?
•Существует ли отдельный стандарт отклонения от прямолинейности для длинных или сверхдлинных сверл, учитывая, насколько длина увеличивает погрешность?
•Может ли поставщик сообщить, что именно выявляется в ходе его проверки — не только допуск, указанный в спецификации, но и на каком этапе процесса он проверяется?

На нашей линии в начале каждой партии шлифованные буровые долота проходят первичную проверку, подтверждающую внешний диаметр и биение, а затем выборочные проверки в процессе производства — тот же принцип, описанный в предыдущей статье, но применяемый специально к прямолинейности и радиальному биению, а не только к диаметру.

Об этом сериале
«Почему сверла выходят из строя» — это серия технических статей, написанных нашей производственной командой. Каждая статья посвящена одному конкретному фактору, влияющему на производительность сверл — от сырья до упаковки. Цель проста: помочь покупателям понять, что они на самом деле покупают, и какие вопросы следует задавать.