Постоянный заказчик обратился с нестандартной задачей. Сделать 20 отверстий с резьбой М10 на вале диаметром 30мм длинной 5020мм. Заказчик предоставил готовый вал, шлифованный с допуском на диаметр 0,01мм. Решили сделать сигнальный образец длинной 3м для выявления недостатков. Размеры были предоставлены со стандартным шагом группами по два отверстия.
Для выполнения заказа пришлось развернуть станок, чтобы вал смещать в открытую дверь. Изготовили приспособления для двух трехкулачковых патронов диаметром 315мм. Для точного позиционирования использовались высокопрецизионные втулки. Использовался фрезерный станок 6М12П.
Технологическая карта производства предполагала:
- сверление втулки с валом для позиционирования вала от вращения по оси (оно же первое отверстие);
- сверление в 2 этапа – центровочным сверлом и сверлом на 8,5мм (быстрорежущая сталь);
- расстояние между отверстиями отмерять по УЦИ;
- фаска на отверстиях зенковкой;
- после сверления всех отверстий, нарезание резьбы.
Быстрорежущее сверло легко прошло через стенку втулки и засвистело на вале. Пришло понимание, что вал закалённый. Замер показал 60 единиц по шкале С Роквелла. Разработанная технологическая карта отправилась в мусорное ведро. «Танцы с бубнами» привели к следующему решению: отказать от отверстий с резьбой в пользу просто отверстий. Решили развернуть болт головкой к валу. Так как по направляющей катается ролик с овальным профилем, головку пришлось утапливать в тело вала.
Технологическая карта с учётом твёрдости вала:
- сверление позиционирующего отверстия сверлом 6мм с пластинкой ВК8;
- сверление насквозь сверлом 10мм с пластинкой ВК8;
- сверление углубления для головки болта сверлом 16мм с пластинкой ВК8;
- фаска отверстий камнем;
- съём в токарном станке лишнего на диаметре головки болта.
Почему ВК8? Всё просто: это самый доступный и, пожалуй, единственный вариант свёрл. Сверло с пластинкой ВК8 есть в каждом специализированном инструментальном магазине. Есть ли что-то другое? Конечно есть! Это полностью твёрдосплавное сверло из того же сплава ВК, но дороже местами кратно. Наш вариант – это привет из Советского Союза.
Характеристики ВК8 можете посмотреть в интернете. Акцентируем внимание на двух моментах: твёрдость и термостойкость. Если вал имеет твёрдость 60 HRc, то ВК8 должен быть 71 HRc. При этом механические свойства сохраняются при температуре до 1000 градусов Цельсия в зоне резания. При работе инструментом из быстрорежущей стали, необходимо соблюдать два условия: твёрдость обрабатываемого материала втрое меньше, работа только с СОЖ для снижения температуры в зоне реза. Твёрдость быстрорежущего инструмента в лучшем случае равна твёрдости вала. При этом температура даже с СОЖом поднимается выше допустимого. Как следствие, сверло тупится и не сверлит.
Вы спросите: «Как же сверлить, если твёрдость больше не в три раза, а на 10 единиц?» Непросто и долго! Три составляющие успеха: максимальное охлаждение СОЖом, микроподача стола, перезаточка сверла после каждого отверстия.
СОЖ не жалеем. Наименее эффективное охлаждение на глубине, больше подаём на изделие вокруг отверстия.
Закалка на диаметре неравномерная: максимум снаружи; внутри неизвестно, но значительно меньше. Вход и выход сверла со скоростью подачи 0,5мм в минуту вручную. Как перестало свистеть, а сверло углубилось, даём минимальную подачу автоматически. Если фиаско, но новое сверло и вручную.
Плохо идёт, засвистело – подзатачиваем. Сделали отверстие – подзатачиваем. Не ленимся: проще подправить, чем выкинуть сверло от того, что пластинка раскрошилась.
Обороты шпинделя около 200. В зависимости от диаметра сверла подбираем обороты. Сложилось ощущение, что слишком мало тоже нехорошо.
Сверление приводит к деформации внешнего диаметра вала. Как следствие, вал очень трудно проходит через втулку. Применение силы приводит к накоплению ошибки межосевого расстояния отверстий.
«Вишенкой на торте» стала примерка вала. Для этого пришлось останавливать линию, много разбирать. Результатом стало несовпадение отверстий вала с отверстиями кронштейнов. Если накопленная ошибка составила 2-3мм, то разбег межосевых размеров отверстий между кронштейнами оказался критичным.
Работаем дальше…