複雑な深穴の効率的な加工方法！

複雑な深穴加工はますます困難になっています。 部品には多くの場合、非常に小さな穴の仕上げ、内部チャンバー、開口部の変更、輪郭、溝、ねじ山、穴の方向の変更などの追加機能が必要です。 このような小さな公差の穴を効率的に得るには、豊富な経験と研究開発リソースだけでなく、エンジニアリング能力、応用設備、および顧客の多大な関与も必要となります。
深穴加工(DHM)
これは、既存の用途向けに特別に設計された切削工具が主流を占める一種の加工分野です。 深穴加工はさまざまな業界で行われていますが、最も広く使用されているのはエネルギー業界と航空宇宙業界です。 最初は、深穴部品の特定のフィーチャは成形不可能に見えるかもしれませんが、専門家によって設計された非標準ツール ソリューションは、プロセスの問題を解決するだけでなく、高効率でエラーのない機能である程度実行されることを保証します。
複雑な穴に対する需要の増加と加工時間の短縮の緊急の必要性により、最新の深穴加工技術の開発が促進されています。 何十年もの間、深穴ドリル加工は硬質合金切削工具を使用した効率的な加工方法でしたが、底穴ボーリングのボトルネックが顕在化し始めています。
現在、この加工分野での成功は通常、標準的な工具コンポーネントと特殊な深穴加工ツールの設計経験を持つ特殊な工具コンポーネントの組み合わせに基づいています。 これらの工具には、拡張された高精度ツールホルダ、サポート機能、統合リーマが装備されており、最新の刃先溝および刃材、効率的なクーラントおよび切りくず処理と組み合わせて、最高の品質で要求される高品質の結果を達成します。浸透率と加工の安全性。

図1
図 1 で深穴加工を停止する部品では、最初に非常に深い穴をドリル加工する必要があり、その後、多くの場合、さまざまな複雑なフィーチャー加工が必要になります。 深穴加工の成功は通常、アプリケーション標準と、非標準工具の設計経験を持つ一般的な工具コンポーネントの組み合わせに基づいています。 T-Max 424.10 ドリルビットをベースにしたこのタイプの非標準ツールは、シングル チューブ アプリケーションの一部です。
深穴加工では、硬質合金ガンドリルを使用して1mm未満の小径穴を加工します。 ただし、15mm以上の穴の場合はウェルディングエッジドリルが一般的に使用され、25mm以上の穴の場合は高能率な穴あけのために可変刃ドリルが使用されます。 最新の刃先交換式ブレード技術と穴あけパイプシステムも、深穴加工用の特殊な切削工具に新たな可能性をもたらします。
穴の深さが開口部の 10 倍を超える場合、加工された穴は一般に非常に深いとみなされます。 穴の深さが直径の 300 倍に達すると、特殊な技術が必要となり、穴あけには単管または二重管システムを使用できます。 これらの穴の底まで加工する長いプロセスでは、内側チャンバー、溝、ねじ山、およびキャビティの加工を完了するには、特殊な動作機構、工具構成、および適切な刃先が必要です。 サポートプレート技術も重要な分野であり、深穴加工においても重要です。 今では深穴加工技術の一環として大きな進歩を遂げています。 これには、この分野に適し、より高いパフォーマンスを提供できる認定された切削工具が含まれます。

図2
深穴加工では、硬質合金ガンドリルを使用して1mm以下の小径穴を加工します。 ただし、穴径15mm以上の場合はウェルディングエッジドリル、穴径25mm以上の場合は刃先交換式ドリルを使用して単管式やエジェクタ二重管式で効率的に加工を行うことが一般的です。 Sandvik Keleman Deep Hole Processing Global Center は、業界の部品プロセス開発のための開発、設計、およびテストのリソースを提供できます。 このセンターは、小規模な用途に加えて、熱交換器や鋼ビレットなど、より高い部品生産量を必要とし、少数の高品質の穴に触れる多くの業界と緊密に連携しています。
クラフトの機会
現在の製造要件では、深穴ドリル加工 (通常、後続のシングルブレードボーリングプロセスでは他の工作機械で実行されます) とはまったく異なる深穴加工ソリューションが必要です。 複合加工機でも、単一のクランプにはこの方法が必要です。 例えば、深さ数メートルの穴を加工する場合、穴の口径は100mm程度で、一方の端にはネジがあり、穴に貫通する内室の径も大きくする必要があります。 通常、穴あけが完了すると、部品を旋盤に移動した後、穴あけプロセスを通じてこれらのフィーチャーが穴に追加されます。 現在、深穴加工は切削工具の機能を組み合わせて後続の工程を実行できるため、工作機械の調整の制限はありません。 この新しいツール技術は実際にその運用能力を拡張し、より狭い制限範囲内でこれらの要求の厳しい機能をより効率的に処理できるようになりました。
効率的なフィーチャ加工に深穴加工技術を使用した例としては、石油探査部品があります。 このタイプの部品は長さが約 2.5 メートルで、公差が小さい複雑な機能がいくつかあります。 小さな公差と優れた表面仕上げを実現するためのツール ソリューションでは、まず直径 90 mm の穴を開け、次にフローティング リーマを使用して精密加工を行います。 次に、深さ1.5mで直径115mmの穴を拡大し、リーマ加工を行いました。 もう一方の仕切りも穴の途中から入り、同様に広げてリーマ加工し、面取り加工を行います。 最後に、ボーリングとリーマ加工を実行して、面取りのある 2 つの内側チャンバーを形成します (これも完成サイズにリーマ加工されます)。
深穴加工のグローバルセンターにある共通の深穴加工ツールは、この電力業界の部品に適した非標準的な廃棄ソリューションをもたらします。 切断時間は30時間以上から7時間半に延長されました。 この非標準的な工具廃棄計画により、比較的複雑な穴全体に必要な小さな公差と表面の明るさを提供できます。 このプロセスには、1 つの深穴ドリル加工と、精密加工を停止するためのフローティング リーマーの使用が含まれます。 続いて、深さが 1.5m に到達したところで拡大を停止し、直径 115mm の穴をリーマ加工します。 次に、短い部分の別の深い穴の穴あけとリーマ加工を停止し、面取りを形成します。 最後に、ボーリングとリーマ加工を停止して、面取りのある 2 つの内側チャンバーを形成します (これも完成サイズまでリーマ加工されます)。
日常的な機械加工では、工作機械でこの部品を完成させるのに必要な時間は 30 時間を超えます。 専用の切削工具を備えた深穴加工ソリューションにより、時間を 7.5 時間に短縮できます。

効率向上
多工程クランプとは全く異なり、深穴加工技術を活用することで大量バッチの生産効率向上も実現します。 切断時間が 80% 短縮されたことは驚くべきことではありません。 能力を証明できる例としては、工具と刃の設計における独自の技術により、刃先負荷の安全性を最大限に高めることができることが挙げられます。 最適な数のブレードに対する負荷のバランスと切断効果の最適化により、より高い貫通率が可能になり、それによって処理時間を短縮できます。 精度の点では、公差が小さいことが深穴加工の特徴であり、穴の 70% が同心の内径を持ち、一般的な公差は 0.2 mm、直径公差は 20 ミクロンです。
中心線からずれた深い穴
穴あけ加工時に切削工具と独自技術に対する高い要件が求められるもう 1 つの例は、発電所の発電機シャフトの非常に深い穴の加工です。 この場合、発電業界の専門家である Generpro は、90 トンの鍛造鋼部品を、シャフトの中心線から長さ 5.5 m 近く、直径が 100 mm 強の穴を備えた非対称な方法で加工する必要があります。 このタイプの深穴は、一定の角度偏差で穴あけする必要があり、出口の位置公差は 8 mm 以内でなければなりません。
この用途では、穴あけ方向、切りくずの破壊と除去、および事前加工されたシャフトに無駄がまったくないことが重要です。 このツール ソリューションには、専用のドリル ビットと新しいタイプのサポート プレートが含まれています。 シャフトに適用する前に穴あけテストが必要です。その結果、より効率的で信頼性が高く、出口位置がターゲットから 2.5 mm 以内であることが確認されています。
多くの場合、最新の穴加工技術を使用すると、加工時間が数時間から 1 時間未満に大幅に短縮され、多くの複雑な形状を加工できるようになります。