Брак при сверлении — отверстие, которое не проходит по чертежу: размер, форма, положение, глубина или состояние поверхности. Ниже разобраны основные виды брака, причины каждого и признаки, по которым причину видно прямо на заготовке. Поломка инструмента, режимы резания и допуски посадок упомянуты одной фразой: каждой теме посвящена отдельная статья блога.
Виды брака при сверлении и что можно исправить
Дефекты просверленного отверстия делятся на четыре группы. Размер: диаметр и глубина. Форма: овальность. Положение: смещение от разметки, увод оси, перекос. Поверхность: шероховатость, заусенцы, прижог. Деление помогает искать причину. Размер задают инструмент и шпиндель, положение определяют разметка и зажим, поверхность формируют стружка, смазка и подача.
Отверстие меньше нужного диаметра поддается исправлению: его рассверливают или обрабатывают разверткой. Отверстие больше нужного исправить трудно: приходится ставить втулку или заваривать и обрабатывать заново. Заварка меняет структуру металла у отверстия, поэтому на закаленной детали ее применяют редко. Увод оси развертка не лечит, потому что идет по уже искаженному направлению.
Вертикально-сверлильные станки
Весь раздел →
E-1516BVL/400 сверлильный станок настольный
VR-6DF/230 сверлильный станок
E-1516B/400 сверлильный станок настольный
Если сверление стоит в конце техпроцесса, ошибка в последнем отверстии может обесценить заготовку со всеми предыдущими операциями и привести к потере изделия.
Увод оси и потеря перпендикулярности
Сверло ведет себя как длинная тонкая балка. Чем больше отношение длины к диаметру, тем сильнее инструмент уводит в сторону. Признак увода: на сквозной детали входное и выходное отверстия не совпадают. В глубоком сверлении (от 5 диаметров) работа без направления заметно чаще заканчивается уводом. Ручная дрель оси не фиксирует вовсе, и перекос возможен в двух плоскостях сразу.
Две частые причины увода: разная длина режущих кромок после неточной заточки и отсутствие направляющей лунки на гладкой или наклонной поверхности. Подробно увод и заточка разобраны в отдельных статьях блога. На детали достаточно проверить кромки и сделать лунку кернером или центровочным сверлом.
Для получения отверстия в размер угол при вершине нужно подобрать под материал. Спиральное сверло общего назначения имеет угол 118°, для сталей применяют от 118 до 135°, а для более прочных материалов угол увеличивают до 150°. Неправильный угол ускоряет износ, а изношенная кромка тоже уводит отверстие. Острые кромки и ровное вращение шпинделя снижают риск увода. На глаз заточку оценить трудно, поэтому ее сверяют с шаблоном.
Вертикально-сверлильные станки
Весь раздел →
B-1832G/400 сверлильный станок
B-1313B/230 сверлильный станок
E-1316B/400 сверлильный станок настольный
Подобрать оборудование под вашу задачу
Разбивка и овальность
Разбивка — отверстие больше диаметра инструмента. Ее вызывают несимметричные кромки, биение патрона или шпинделя, люфт хвостовика, износ ленточек и вибрация при слабом зажиме. Если диаметр завышен по всей глубине одинаково, ищут биение. Если завышен только вход, возможно, инструмент подали в наклонную поверхность.
Овальность появляется, когда заготовка шевелится под нагрузкой или инструмент заклинивает при выходе. На выходе остается тонкая перемычка, инструмент подхватывает деталь, и она проворачивается. Подачу перед выходом снижают, деталь фиксируют прихватами или тисками. Рукой ее держать нельзя.
Шероховатость, заусенцы и прижог
Шероховатость после сверления лежит в широком диапазоне: от 32 до 500 микродюймов, то есть от 0,8 до 12,7 мкм. Разброс в шестнадцать раз велик, поэтому состояние кромок, смазку и подачу проверяют в первую очередь. Если чертеж требует чистой поверхности, после сверления назначают развертывание.
На выходе заусенец крупнее, чем на входе. Его снимают зенковкой или шабером. Крупный рваный заусенец указывает на тупой инструмент или чрезмерную подачу на выходе.
Прижог виден по цветам побежалости вокруг отверстия и потемневшей режущей части. Он следует из трения при забитых канавках или завышенной скорости. Режимы и причины прижога разобраны в отдельных статьях. На станке работает одно правило: стружка выходит из канавок и не уплотняется в них. С глубины около трех диаметров инструмент периодически выводят из отверстия, и шаг врезания не превышает пяти диаметров.
Грязь, жидкость и качество поверхности
Попадание грязи и мелкой стружки между инструментом и стенкой царапает поверхность и подклинивает инструмент. Окалина и ржавчина на входе тупят кромки раньше срока. Деталь перед сверлением очищают, а зону реза продувают или промывают.
Охлаждающая жидкость выполняет две функции: отводит тепло и вымывает стружку. При слабой подаче металл налипает на кромки, а избыточная подача на настольной машине заливает стол и мешает видеть разметку. Для длинных отверстий охлаждение подают через канал в инструменте.
Ошибки по глубине и положению
Смещение от разметки возникает, когда инструмент не нашел центр и ушел по поверхности. Помогают лунка, центровочное сверло и кондуктор. На радиально-сверлильных станках деталь стоит на месте, а смещается шпиндель, поэтому после наводки на точку проверяют фиксацию рукава и колонны.
Радиально-сверлильные станки по моделям
Весь раздел →
Радиально-сверлильный станок 2А554
Радиально-сверлильный станок 2К522
Радиально сверлильный станок ГС545
При сверлении глухих отверстий забывают про вершину. Конус с углом 118° добавляет к глубине около 0,3 диаметра. Инструмент диаметром 10 мм оставляет дно примерно на 3 мм глубже цилиндрической части. Размер для упора считают по цилиндрической части.
Таблица причин брака
| Признак на детали | Вероятная причина | Что проверить |
|---|---|---|
| Ось ушла, отверстия с двух сторон не совпали | Разные кромки, нет лунки, большой вылет | Заточка по шаблону, кернение, длина инструмента |
| Диаметр больше инструмента по всей глубине | Биение патрона, износ ленточек | Посадка хвостовика, индикатор на шпинделе |
| Овальное отверстие | Подвижная заготовка, заклинивание на выходе | Зажим, подача перед выходом |
| Рваная поверхность, цвета побежалости | Забитые канавки, тупые кромки, мало жидкости | Вывод стружки, смазка, состояние кромок |
| Крупный заусенец на выходе | Тупой инструмент, большая подача | Заточка, подача на последних миллиметрах |
| Глухое отверстие мельче нужного | Не учтен конус | Расчет упора по цилиндрической части |
Станок как источник брака
Если дефект повторяется на разных инструментах, причину ищут в станке и оснастке. Проверяют биение шпинделя и посадку конического хвостовика, люфт гильзы, перпендикулярность оси к столу и надежность зажима. Устройство шпинделя и ремонт разобраны в отдельных статьях.
Класс оборудования влияет на характер дефекта. На настольных сверлильных станках при большом вылете гильзы жесткость падает, и инструмент сильнее уходит от оси. Вертикально-сверлильные станки с мощной колонной держат ось лучше. На магнитных сверлильных станках брак дает слабое сцепление: ржавчина, окалина и тонкий лист уменьшают усилие, и станок смещается в процессе. Поверхность зачищают, толщину металла сверяют с паспортом. Такие станки обычно работают полыми корончатыми сверлами, и перекос магнита сразу отражается на форме отверстия.
Сверлильные станки для глубокого сверления
Весь раздел →
Станок глубокого сверления с ЧПУ ZK21160, SGSM, Китай
Станок глубокого сверления с ЧПУ ZK21200, SGSM, Китай
Станок глубокого сверления GS30*1
Для очень длинных отверстий нужны особые решения. Пушечным сверлением получают отверстия с отношением глубины к диаметру больше 300:1, и выполняют его чаще на специализированном станке с подачей жидкости через инструмент.
Порядок поиска причины и контроль первой детали
Первое отверстие партии делают на пробной заготовке и замеряют калибром или нутромером до запуска серии. Остановка для замера обходится дешевле брака в готовой детали.
Если дефект остался, идут от дешевого шага к дорогому: сначала меняют инструмент, затем проверяют зажим и оснастку, затем станок, и только потом пересматривают технологию.
