Глубоким сверлением именуют сверление отверстий на глубину, превышающую диаметр сверла в 5 раз и более. В зависимости от технологии различают сплошное и кольцевое глубокое сверление. При сплошном сверлении весь металл, занимавший место образуемого отверстия, превращается в стружку.
При кольцевом сверлении по всей глубине образуемого отверстия растачивают кольцевую выточку, а стержень, оставшийся внутри этой выточки, постепенно выламывают или подрезают. Сплошное сверление ведут спиральными и специальными сверлами. Спиральные сверла представляют собой двухкромочный режущий инструмент, специальные могут быть двухкромочными (двухстороннего резания) и одно-кромочными (одностороннего резания).
Сверла двухстороннего резания имеют две главные, две калибрующие и одну поперечную режущие кромки. У сверл одностороннего резания — одна главная и одна калибрующая режущие кромки; поперечная режущая кромка у них отсутствует. Для кольцевого сверления применяют специальные многорезцовые головки с несколькими резцами, расположенными равномерно по окружности корпуса инструмента.
Сверление спиральными сверлами не может обеспечить прямолинейности оси отверстия. Это объясняется недостаточной жесткостью длинного спирального сверла. Под действием сил резания возникает продольный изгиб сверла (т. е. изгиб под действием силы, направленной вдоль оси) и оно начинает искривлять ось отверстия. Обычно сверло изгибается в период врезания в тело детали, когда основную роль в работе резания играет поперечная режущая кромка.
Неодинаковая заточка или затупление обеих режущих кромок сверла увеличивает отклонение (увод) оси отверстия от заданного направления. При использовании спиральных сверл возникают затруднения также при отводе стружки и подаче охлаждающе-смазывающей жидкости для резания к режущим кромкам.
Обеспечить спиральным сверлам более благоприятные условия работы помогают следующие меры:
предварительное центрование (засверливание) отверстия жестким укороченным сверлом с прямым углом при вершине, которое позволяет более правильно направить длинное сверло в период врезания в тело детали;
сверление глубокого отверстия двумя сверлами — сначала коротким, а затем длинным; первое сверление на глубину до пяти диаметров сверла дает направление длинному сверлу;
применение направляющих кондукторных втулок;
применение спиральных сверл с внутренним подводом охлаждающей жидкости.
Сверление специальными сверлами двухстороннего и одностороннего резания
При глубоком сверлении инструмент может вращаться, а обрабатываемая деталь оставаться неподвижной, или вращается деталь, а инструмент неподвижен, или деталь и инструмент вращаются в противоположные стороны.
При первом способе трудно получить прямолинейную ось обрабатываемого отверстия, совпадающего с осью вращения. Если вращается обрабатываемая деталь, а инструмент неподвижен, его изгиб изменяет диаметр отверстия — появляется конусность, — но ось обрабатываемого отверстия не отклоняется от оси вращения обрабатываемой детали. Так как инструмент деформируется обычно в начале резания, то, просверлив отверстие на небольшую глубину, можно проверить правильность направления инструмента.
Вращение обрабатываемой детали помогает двух-кромочному инструменту занять правильное положение. Это происходит потому, что при изгибе инструмента нагрузка режущих кромок становится неодинаковой — она больше у режущей кромки со стороны, в которую отклоняется инструмент. Поэтому радиальная составляющая менее нагруженной кромки окажется меньше кромки, более нагруженной. Так как эти силы направлены навстречу одна другой, то возникает результирующая радиальная сила, которая стремится возвратить режущий инструмент в правильное положение.
Конструкции большинства станков для глубокого сверления рассчитаны на осуществление вращательного движения обрабатываемой деталью. Для сверления отверстий малого диаметра необходима большая скорость вращения. Чтобы не вращать с такой скоростью громоздкие детали и детали со смещенным центром тяжести, применяют одновременное вращение обрабатываемой детали и режущего инструмента в противоположных направлениях.
Сочетание вращений детали и инструмента позволяет достигнуть значительной скорости резания при сравнительно небольшой скорости вращения обрабатываемой детали. Кольцевое сверление применяют для обработки больших диаметров.
При кольцевом сверлении вырезают кольцевую канавку, а внутреннюю часть (сердцевину), оставшуюся в отверстии в виде стержня, выламывают. Выламывание обычно проводят не по всей длине отверстия сразу, а частями, по мере углубления резцовой головки.
Резцовые головки имеют полый корпус с закрепленными в нем резцами, расположенными диаметрально и равномерно распределенными по окружности. Число резцов четное — от 6 до 12 для головок диаметром 30—150 мм. Длина режущих кромок резцов неодинакова — каждый следующий резец имеет большую длину режущей кромки. Так, при обработке канавки шириной 40 мм первый резец имеет длину режущей кромки 13 мм, а последний — 40 мм.
Глубина кольцевой выточки, достигнув которой выламывают сердечник, зависит от диаметра отверстия. Для выламывания сердечника деталь, в которой образована выточка, устанавливают на мощный токарный станок и между сердечником и телом обрабатываемой детали вводят клин, упирающийся в заднюю бабку. При вращении вала клин выламывает сердечник. Так же выламывают сердечник после дальнейшего углубления кольцевой выточки.
Если сердечник имеет значительный диаметр, то его сначала подрезают у основания — в месте излома. Эту операцию выполняют на том же станке, на котором производят глубокое сверление, шарнирным резцом, закрепленным в трубчатой оправке. Иногда вместо шарнирного резца устанавливают фрезу, соединенную гибким валом со специальным электродвигателем.
При очень больших диаметрах кольцевого сверления сердечники удаляют целиком с тем, чтобы использовать их для изготовления из них деталей. Сверление с двух сторон. Несмотря на все меры, принимаемые для того, чтобы обеспечить правильное, направление инструмента, отклонение сверла от заданного направления при сверлении очень глубоких отверстий может оказаться все же значительным. Так, при сверлении валов длиной до 25 м отклонение сверла может достичь 5—8 мм. Поэтому обработку таких длинных валов производят с двух сторон.
При двухстороннем сверлении оси отверстий в месте встречи обычно несколько не совпадают. Последующая обработка отверстия растачиванием и развертыванием производится с одной стороны и позволяет получить требующийся диаметр и правильное расположение оси по всей длине отверстия.
