Jusheng

Рассмотрим два следующих сценария: при обработке деталей из алюминиевого сплава на станках с ЧПУ стандартные сверла быстро изнашиваются, что приводит к образованию отверстий нестандартного диаметра. Или при использовании неподходящего сверла обработка деталей из нержавеющей стали на станках с ЧПУ приводит к снижению эффективности и высоким затратам. Основная причина этих проблем — вопрос : «Какое сверло прочнее?»

В этом руководстве мы сначала развеем миф о надежности и развеем миф о том, что «твёрдость — это всё». Затем мы численно сравним твёрдость материалов свёрл, сравним популярные варианты, опишем процедуру испытаний JS и предложим экономически эффективные альтернативы, а затем, опираясь на практические примеры, поможем вам выбрать правильное свёрло.

Краткое изложение основных ответов

Эта статья ответит вам на следующие вопросы:

В чём разница между твёрдостью свёрл из разных материалов? Для каких целей подходят различные распространённые модели свёрл? Как мы проводим научные испытания лучших свёрл? И как выбрать наиболее экономичное свёрло с учётом требований к обработке, точности и объёма?

Почему стоит доверять этому руководству? Советы по тестированию инструментов JS

Вы когда-нибудь сталкивались с проблемой, перегруженной тысячами рекомендаций при выборе сверла? Не волнуйтесь: авторитетность этого руководства основана на многолетнем опыте JS Precision Manufacturing в тестировании инструментов, а не просто на словах.

На протяжении нескольких десятилетий компания JS активно занимается механической обработкой, не только изготавливая для клиентов широкий ассортимент высокоточных деталей из обычных алюминиевых сплавов и труднообрабатываемых титановых сплавов, но и вкладывая огромные усилия в проведение тысяч испытаний различных типов сверл в широком диапазоне условий обработки.

Мы тщательно отслеживаем все данные испытаний, добросовестно собираем комментарии клиентов по вопросам использования сверл и регулярно пересматриваем параметры испытаний, чтобы полностью понять эксплуатационные характеристики каждого сверла.

Все выводы в этом руководстве основаны на данных реальных испытаний и примерах использования. Если вы не знаете, какую дрель выбрать, подумайте об этом, опираясь на проверенный опыт.

Обладая многолетним опытом в производстве испытательного оборудования, компания JS Precision Manufacturing гарантирует изготовление ваших индивидуальных заказов на станках с ЧПУ. После размещения заказа мы можем быстро увеличить производство и поставлять высококачественную продукцию по доступной цене.

Твёрдость — не единственное измерение: определение «самого прочного» по нескольким параметрам

Оценка прочности сверла не может основываться исключительно на его твёрдости. Понятие «самая прочная» необходимо определять по нескольким параметрам, поскольку разные требования к обработке имеют разные приоритеты.

Твердость: основа обработки материалов высокой твердости

Твёрдость, определяемая по Роквеллу (HRC) или Виккерсу (HV), является основой обработки высокотвёрдых материалов. Сверление литейных сталей твёрдостью HRC 50 и выше требует использования сверла высокой твёрдости, иначе режущая кромка будет выкрашиваться. И наоборот, при обработке алюминиевых сплавов низкой твёрдости слишком твёрдое сверло может треснуть из-за хрупкости.

Прочность: устойчивость к ударам и вибрации

При сверлении глубоких отверстий или обработке деталей нестандартной формы на станках с ЧПУ сверла подвергаются вибрации и ударам. Сверла с высокой прочностью менее подвержены поломкам. Например, при обработке деталей с выемками цельнотвердосплавные сверла могут ломаться, в то время как сверла из кобальтовой быстрорежущей стали устойчивы к ударам.

Термостойкость: защита от длительной механической обработки

Высокоскоростное сверление создаёт много тепла, и свёрла с низкой термостойкостью, как правило , размягчаются и изнашиваются. При массовой обработке нержавеющей стали свёрла из быстрорежущей стали меняются каждые полчаса, в то время как свёрла с твёрдым покрытием могут работать часами.

Износостойкость: основной показатель срока службы сверла

Износостойкость влияет на срок службы сверла. Повышенная износостойкость позволяет обрабатывать больше деталей при меньших затратах. Специальная обработка на станках с ЧПУ, предназначенных для обработки большого количества деталей, позволяет использовать сверла с напайками из поликристаллического алмаза (PCD) со сроком службы в десятки раз больше, чем у обычных сверл из быстрорежущей стали.

Эффективность резания: ключевой показатель, влияющий на стоимость обработки

Скорость сверления и удаление стружки регулируются эффективностью резания. Благодаря онлайн-услугам по обработке на станках с ЧПУ, высокоэффективные сверла могут сэкономить время обработки, повысить производительность и снизить стоимость обработки для клиентов.

Поняв многогранность применения свёрл, выбирая JS Precision Manufacturing, вы можете быть уверены в своём спокойствии. Мы знаем все области применения свёрл, упрощаем процесс заказа и поможем вам оптимизировать стоимость обработки на станках с ЧПУ.

Король твердости: Рейтинги градиентов твердости сверл из различных материалов

Ниже приведена компиляция градиентов твердости сверл из различных материалов в соответствии с данными испытаний и отраслевыми спецификациями.

Абсолютный чемпион: наконечники для сверления из поликристаллического алмаза (PCD)

Наконечники сверл PCD имеют твердость по Виккерсу 8000–10 000 HV и применяются для обработки цветных металлов и неметаллических материалов, таких как медные и алюминиевые сплавы.

При обработке прецизионных деталей из алюминиевых сплавов они позволяют добиться шероховатости поверхности Ra 0,2 мкм и менее. Однако они дороги (200–500 долларов за наконечник сверла) и не подходят для обработки углеродсодержащих материалов, таких как сталь.

Второе место: Твердый сплав

Цельные твердосплавные сверла имеют твердость по Виккерсу 1800–2200 HV и могут использоваться для обработки различных высокотвердых материалов, таких как нержавеющая сталь и литейная сталь.

Они обладают высокой точностью и высокой износостойкостью при обработке деталей из нержавеющей стали на станках с ЧПУ. Им не хватает прочности, и они склонны к поломке при ударе. Их цена составляет 50–150 долларов США, они предлагают лучшее соотношение цены и качества, чем наконечники свёрл PCD , и широко применяются.

Третье место: Сверла из кобальтовой быстрорежущей стали (HSS-Co) и с покрытием поверхности

Свёрла из кобальтовой быстрорежущей стали (HSS-Co) имеют твёрдость 800–1000 HV и содержат кобальт. Свёрла из кобальтовой быстрорежущей стали (HSS-Co) подходят для обработки легированных сталей средней и низкой твёрдости, а также нержавеющих сталей, обеспечивая экономичную обработку небольших партий деталей на станках с ЧПУ. Стоимость сверла составляет 10–30 долларов США за сверло.

Сверла с усовершенствованным покрытием — это сверла из быстрорежущей стали (HSS-Co) или твердосплавные сверла с покрытием TiN, TiCN или другими. Покрытие TiAlN обеспечивает твёрдость более 3000 HV , продлевая срок службы сверла в 2–5 раз. Цена на 20–50% выше — 15–45 долларов за сверло.

Четвертая позиция: Быстрорежущая сталь (HSS)

Свёрла из быстрорежущей стали (HSS) обладают твёрдостью по Виккерсу 600–800 HV , хорошей прочностью и низкой ценой (5–15 долларов за сверло). Они подходят для обработки материалов низкой твёрдости, таких как мягкая сталь и алюминиевые сплавы, и широко используются в домашних условиях или на простых станках с ЧПУ. Однако они обладают низкой термостойкостью и износостойкостью и быстро изнашиваются при обработке материалов высокой твёрдости или в пакетном режиме.

Нижняя часть: HSS с черным оксидом/титановым покрытием

Их твёрдость составляет 650–850 HV . Чёрное оксидное покрытие устойчиво к ржавчине, а титановое покрытие немного повышает износостойкость, но эффект незначителен. Стоимость составляет 8–20 долларов США. Они подходят для обработки материалов низкой твёрдости, но не подходят для обработки высокотвёрдых материалов или для пакетной обработки.

Компания JS предлагает широкий спектр применения сверл, надежные и качественные детали, изготовленные на станках с ЧПУ, быструю обработку заказов и разумные цены на обработку на станках с ЧПУ.

Семейное сравнение: комплексное сравнение пяти основных типов сверл

Существует несколько типов сверл, различающихся по эксплуатационным характеристикам и условиям применения. Ниже представлено сравнение пяти основных типов.

Жесткое тестирование: как JS научно выбирает идеальное сверло

JS доверяет научному тестированию, чтобы выбрать идеальное сверло. Вот шаги, которые описаны ниже.

Подготовка тестового образца

В качестве тестовых заготовок, обычно используемых при индивидуальной обработке на станках с ЧПУ , были выбраны десять сверл восьми распространенных типов (например, спиральные сверла HSS и спиральные сверла HSS-Co), например, из мягкой стали, нержавеющей стали, алюминиевого сплава и титанового сплава.

Экспериментальное оборудование и настройки параметров

Использовался высокоточный обрабатывающий центр с ЧПУ HAAS VF-2 , параметры задавались в зависимости от сверла и обрабатываемого материала. Например, при сверлении нержавеющей стали марки 304 скорость вращения составляла 800 об/мин, подача – 0,1 мм/мин, глубина отверстия – 20 мм; при сверлении алюминиевого сплава марки 6061 скорость вращения составляла 2000 об/мин, подача – 0,2 мм/мин, глубина отверстия – 20 мм.

Тестовые задания

• Испытание на срок службы: сверло работало непрерывно, и определялось количество просверленных отверстий до наступления износа или поломки.

• Испытание точности сверления: После сверления 10 отверстий точность проверялась с помощью координатно-измерительной машины.

• Тест на эффективность: регистрировались энергия и время, необходимые для обработки стандартного отверстия (диаметром 10 мм, глубиной 20 мм).

• Испытание на ударопрочность: для оценки сопротивления разрушению использовалось имитационное испытание на удар.

Анализ результатов испытаний и оптимальный выбор сверла

На основании общей оценки, учитывающей срок службы (30 баллов), точность (25 баллов), эффективность (25 баллов) и ударопрочность (20 баллов), свёрла PCD (более 90 баллов) были использованы для высокоточной обработки на станках с ЧПУ. Твердосплавные свёрла с покрытием TiAlN (около 85 баллов) были использованы для массового производства деталей из нержавеющей стали на станках с ЧПУ. Свёрла HSS-Co (около 75 баллов) использовались для ударных нагрузок.

JS опирается на научные испытания и может подобрать для вас оптимальные типы свёрл и решения по обработке. Мы гарантируем высочайшее качество наших деталей, изготовленных на станках с ЧПУ, и будем рады сотрудничеству с вами.

Экономическая эффективность: как сделать самый разумный выбор, исходя из ваших потребностей

Выбрать по материалу

Выбор на основе требований точности

• Низкая точность (ошибка апертуры ≤ 0,1 мм, Ra ≤ 3,2 мкм): выберите обычное сверло HSS или HSS-Co, чтобы снизить затраты на обработку на станке с ЧПУ.
• Средняя точность (ошибка апертуры ≤ 0,05 мм, Ra ≤ 1,6 мкм): используйте твердосплавное сверло с покрытием TiAlN для большинства деталей, обрабатываемых на промышленных станках с ЧПУ.
• Высокая точность (погрешность апертуры ≤ 0,02 мм, Ra ≤ 0,8 мкм): используйте твердосплавное или PCD-сверло для обеспечения производительности детали.

Выбор на основе объема обработки

• Малый объем (ежемесячное производство ≤ 500 шт.): используйте сверло HSS-Co или обычное сверло с покрытием HSS, чтобы сэкономить на первоначальных затратах.
• Средний объем (ежемесячный выпуск 500–5000 шт.): выберите твердосплавное сверло с покрытием TiAlN, чтобы получить компромисс между сроком службы и ценой.
• Большие объемы (ежемесячный выпуск > 5000 единиц): выбирайте сверла PCD для цветных материалов и высококачественные твердосплавные сверла для стали, чтобы сократить долгосрочные расходы.

Компания JS Precision Manufacturing поможет вам выбрать недорогие свёрла и добиться эффективной обработки. Наши онлайн-сервисы по обработке на станках с ЧПУ гарантируют быструю обработку заказов и лучшие цены на обработку на станках с ЧПУ.

Пример использования: 300 сверл по композитным материалам для аэрокосмической отрасли с нулевым количеством отходов

Задача клиента:

У одной компании, производящей беспилотники, не возникло проблем с резкой крыльев из композитных материалов из углеродного волокна: даже при использовании лучших в мире твердосплавных свёрл расслоение и заусенцы всё равно возникали. Свёрла приходилось менять в среднем после 10 отверстий, поскольку обработка была слишком дорогой, а выход годных составлял всего 70% , что серьёзно ударило по массовому производству по всем направлениям.

Решение JS:

Специалисты компании JS Precision Machining провели анализ и пришли к выводу, что проблема была вызвана абразивностью высокоуглеродистого волокна. Твёрдость режущей кромки и твёрдость покрытия стандартных свёрл оказались недостаточной для сопротивления истиранию, что привело к «разрыву» материала.

Мы создали индивидуальное решение для заказчика:

• Заменить тип сверла. Мы использовали наконечник сверла из поликристаллического алмаза (PCD), подходящий для композитных материалов, используя превосходную износостойкость PCD для минимизации абразивного износа углеродного волокна.
• Оптимизируйте параметры резки. Благодаря многократным экспериментам и корректировкам мы снизили скорость подачи сверления с 0,1 мм/об/мин до 0,05 мм/об/мин, а скорость вращения — с 1500 об/мин до 2500 об/мин, добившись «микронного уровня резки» и исключив разрывы материала.

Конечный результат:

Сверло PCD просверлило более 300 отверстий за цикл, гладких и без заусенцев, без необходимости последующей зачистки, с повышением эффективности на 40%. Несмотря на то, что стоимость сверла PCD составила 350 долларов за инструмент (первоначальное стоило 80 долларов), стоимость одного отверстия после амортизации снизилась с 8 до 1,20 доллара, что обеспечило 100%-ную производительность и устранение всех узких мест в производстве.

Часто задаваемые вопросы

В1. Почему мое новое сверло не может даже прорезать сталь?

В 99% случаев сверло установлено под неправильным углом. Сталь рекомендуется сверлить под углом 118° или 135°, но большинство недорогих свёрл затачиваются под углом около 90° для лёгких работ общего назначения и поэтому не могут резать металл. Более того, слишком агрессивная резка без использования смазочно-охлаждающей жидкости приводит к перегреву сверла и делает его непригодным к использованию.

В2. Может ли сверло на самом деле что-то «сверлить»?

Конечно, нет. Стекло, плитка и термообработанная сталь — очень твёрдые материалы, и их нельзя сверлить обычными свёрлами, их нужно буквально разломать на части. Используйте алмазные шлифовальные головки или твёрдосплавные фрезы, поскольку они «шлифуют», а не «сверлят» эти материалы.

В3. Как наилучшим образом продлить срок службы сверла?

Есть три основных момента:

• Используйте подходящую смазочно-охлаждающую жидкость или смазку. Резьбонарезное масло, WD-40 или моторное масло лучше, чем сухая шлифовка.
• Используйте правильную скорость вращения. Чем прочнее материал, тем ниже скорость вращения.
• Оказывайте равномерное и правильное давление, чтобы режущая кромка функционировала эффективно и избегайте нагревания от трения.

Краткое содержание

На самом деле, не существует «лучшего» сверла, но есть наиболее подходящее. При выборе сверла учитывайте обрабатываемый материал, требуемую точность и размер партии. Это позволит вам использовать наиболее экономичное сверло, снизить стоимость обработки на станке с ЧПУ, повысить эффективность и гарантировать качество.

Если вам нужна помощь в выборе свёрл, просто свяжитесь с JS . Мы предоставим вам профессиональное обслуживание и рекомендации. Какие бы свёрла вам ни понадобились, мы готовы удовлетворить ваши потребности. Мы предлагаем услуги онлайн-обработки на станках с ЧПУ с профессиональным сопровождением заказа и улучшенными ценами. После того, как вы сделаете правильный выбор вместе с нами, обработка станет проще и удобнее.