История развития технологии сверления глубоких отверстий

Большинство деталей, применяемые в машинах и механизмах различного назначения, содержат отверстия. Процесс получения отверстий разнообразен: долбление, сверление, фрезерование, точение. После широкого внедрения токарных станков, одним из самых универсальных инструментов стало сверло. За несколько тысячелетий оно превратилось из деревянного стержня, который приводился в движение руками, тетивой лука или коловоротом, в привычный инструмент для сверления отверстий во всевозможных материалах – от дерева и пластика до чугуна, стали, бетона и стекла.

Разделяют отверстия на глубокие и «неглубокие», и в качестве численной границы между ними принимается соотношение L/D₀= 5, где L–длина отверстия, а D₀–его диаметр. Так нормальным инструментом и обычными способами можно обработать отверстия с отношением L/D₀<5, а для обработки более глубоких отверстий приходится применять специальное оборудование и инструмент и особые способы обработки. В связи с этим отверстия с L/D₀>5 принято называть глубокими отверстиями.

Сверление глубоких отверстий в таких деталях, как роторы и валы турбин, оси и втулки экскаваторов, гильзы цилиндров и плунжеры прессов, оси и бандажи прокатных станов, трубы буровых установок, кокили для центробежной отливки труб и др., это достаточно трудоёмкий процесс. Применяются такие детали буквально во всех отраслях промышленности: сельскохозяйственном машиностроении, горнодобывающей и газовой отраслях, цветной и черной металлургии и др., иными словами это производство многих деталей экскаваторов, цилиндров прессов, труб буровых установок, детали оборудования атомных электростанций, различные пневмо-и гидроцилиндры.

К горным машинам предъявляются жесткие требования по безопасности и надёжности, связанные с их работой в условиях повышенной запыленности и влажности, абразивного износа гильз, поршней, штока, уплотнений поршня. Сложность проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту, обуславливают необходимость проведения новых систематических исследований, описывающих поведение технологической системы при изготовлении прецизионных поверхностей деталей горного производства. Также на сложность обработки глубоких отверстий указывает тот факт, что более, чем 10 развитых стран (США, Германий и др.) создали специальную ассоциацию «Boring and Trepanning Associating» (Ассоциация Сверления и Трепанирования), владеющая монополией в области разработки, изготовления и освоения производств специального оборудования, оснастки и технологии для обработки глубоких отверстий. Её деятельность показывает свою целесообразность и указывает на широкий рынок сбыта. По этой причине публикаций по вопросам обработки глубоких отверстий сравнительно малочисленны как в отечественной, так в иностранной литературе.

История развития сверления

Самый первый метод обработки сверлением связан со сверлением отверстий в дереве, костях и камне. Зародился он ещё в палеолите, затем получил своё развитие в неолите. Умение сверлить отверстия пришло с необходимостью надёжного крепления рукоятки в ударных инструментах –молотках, топорах, ножах, копьяхи др. для создания новых эффективных предметов труда и нового оружия. Например, каменным сверлом, держа его в руке, выскабливали отверстие большого диаметра (Рис.1а), а для отверстий маленького диаметра каменное сверло закрепляли на древке и крутили его ладонями.

Рис.1 Каменные сверла периода палеолита а) каменное сверло б) каменное сверло на древке

С 6 в. до н.э. этот процесс был существенно усовершенствован тем, что древко сверла крутили с помощью приспособления, похожего на лук (таким приспособлением обычно пользовались,чтобы добывать огонь трением). При этом постоянно прижимали древко к сверлимой детали. Сверление с таким приспособлением было почти в 20 раз производительнее способа, когда древко вращалось между ладонями. В Древнем Египте и Междуречье, процесс сверления осуществлялся коловоротами.

Египтяне широко применяли процесс сверления, т.к. для соединения частей деревянных изделий использовались деревянные гвозди, для которых требовалось сверлить огромное количество отверстий в соединяемых деталях. Вначале крутили лук вручную, затем стали крутить ножным приводом.

Рис.2 Токарный станок с ножным лучковым приводом

Принципиальная схема станка с ножным лучковым приводом приведена на Рис.2. Рабочий ход-вращение в одну сторону–осуществлялось нажимом ногой на педаль, а в другую–холостой ход –за счёт лука, прикреплённого к потолку или консольной балки (очерпа), закрепленной на стене.

Позднее появились станки с кривошипным приводом, в основе которого был заложен коленчатый рычаг–древний коловорот, использовавшийся первобытным человеком для сверления. По утверждению историка Плиния Старшего, в 4 в. до н.э. знаменитый мастер Феодор, житель острова Самоса в Эгейском море, производил обтачивание металлических деталей замков на токарном станке собственной конструкции. Этот станок имел стойку, две бабки для крепления заготовки и кривошипный ножной привод.

Толстые каменные детали сверлили с двух сторон, совмещая центры. Нередко сверлили свёрлами из бамбука (где он рос) и из трубчатых костей с обязательной подсыпкой абразивного кварцевого песка, что экономило силы и повышало производительность труда. После такого сверления в центре отверстия оставались каменные столбики. Эффективность такого полого сверления с абразивными частичками и смазкой водой была настолько высока, что такая технология применялась и в бронзовом веке (да и современные алмазные трубчатые свёрла, работают аналогично).

Археологические находки и письменные источники, относящиеся к IX-XI векам, дают представление о двух видах сверл: бурав и сверель. Это-спиральные сверла, имеющие правое (по часовой стрелке) рабочее вращение. Свёрла достигали длины до 370мм при диаметре от 6 до 21мм. Кузнецы и ремесленники пользовались и перовидными свёрлами (Рис.3), похожими на ложку, которыми сверлили отверстия со сравнительно большим диаметром. Они назывались «напарьями».

Рис.3 Перовидное сверло

История развития глубокого сверления

История развития глубокого сверления начинается со строительства огромных строений и судов, поскольку применяемым материалом были бревна большого диаметра и значительной длины.

Рис.4 Горизонтально сверлильный станок для сверления стволов дерева

Дальнейшее развитие, а именно создание необходимого оборудования, началось со сверления стволов деревьев для водопроводных труб, так на Рис.4 изображён процесс глубокого сверления в центре ствола деревана горизонтально-сверлильном станке. Этот процесс занимал очень много времени, в основном из-за необходимости удаления стружки из зоны резания. С течением времени, сверла приобретали винтовой вид, что позволило решить проблему извлечения стружки.

Однако рассвет развития технологии глубокого сверления начинается с создания первого артиллерийского орудия-пушки. Официальной датой создания первой «cannon» (с нем. -пушки) необходимо считать 1354 год, неким германским монахом Патером Шварцем. Пушки отливались монолитом и затем высверливался ствольный канал. Популярными металлами для производства артиллерийский орудий стали медь или медные сплавы. По причине своей дешевизны всё большую популярность приобретал чугун, однако поначалу получать из него крупные отливки было сложной задачей.

К середине 16 века артиллерия достигла развития, необходимого для удовлетворения широкого круга потребностей.

Рис.5 Сверлильный станок для высверливания каналов в пушечных стволах

Начала развиваться наука о пушкарском деле, в которой были стандартизованы длины стволов и калибры. На Рис.5 изображен процесс высверливания каналов в пушечных стволах и различный пушечный инструмент, датированных 1540 годом («Пиротехника» В. Бирингуччо 1540 г. Венеция). Данный сверлильный станок приводился в действие водяным колесом и сопровождался большим нагревом пушки, что было нежелательно, ввиду искривления канала ствола и изменением его прочностных свойств. Для улучшения теплоотвода на ствол клали мокрые тряпки, которые высыхая во время работы в разы снижали температуру. В тело головки сверла устанавливались резцы из высокоуглеродистой стали, после предварительной заточки сверло закаливали и затачивали окончательно.

Сверление глубоких отверстий в России начинается с открытия Пушечного двора в XVв. в Москве. Так, например, произведённая тут «Царь-Пушка», отлитая в 1586 г. русским литейщиком А. Чеховым из меди, предназначалась для обороны Кремля и была чудом литейного искусства. Её ствол имел длину 5,34 м, калибр–890 мм и весил 40 тонн.

Дальнейшее развитие процесса сверления связано со значительным усовершенствованием сверлильных станков, которые с первой половины XVIв. стали переводить на привод от водяного колеса. В 1649 г. в Москве на р. Яуза было создано первое в Европе предприятие мануфактурного типа для обработки пушечных стволов, называемое ствольной мельницей. Для рассверливания канала ствола применялись сверлильно-расточные станки двух типов с приводом от водяного колеса.

Рис.6 Станок для рассверливания орудийных стволов

В станках первого типа рассверливание осуществлялось штангой (борштангой), с закреплённой в ней режущими инструментами (резцами). Борштанга, вращаясь с помощью водяного колеса и подавалась сверху вниз канатной передачей в направлении ствола, установленного вертикально, дульной частью вверх. На станках второго типа ствол располагался сверху, и подача его осуществлялась под действием собственного веса (Рис.7). Этот способ обеспечивал лучший отвод стружки, но усложнялись установка ствола и его вращение.

В 1704 г. на станке второго типа швейцарец Ж. Мориц-старший первым Рис. 6. Станок для рассверливания орудийных стволов просверлил канал в сплошной заготовке орудийного ствола, положив начало методу сплошного глубокого сверления, ставшего известным под названием «метод Морица».

На рубеже XVI-XVIIвв. вышла книга французского учёного Ш. Плюмье «Искусство точения», переведённая на русский язык по приказу Петра I, в которой был собран и систематизирован опыт, накопленный за то время токарями-ремесленниками разных стран в области обработки металлов резанием.

С XVI по XIX вв. объем машиностроения увеличился более чем в пять раз. Этому во многом способствовало развитие технических наук и прежде всего теории машин и механизмов.

Увеличение быстроходности машин и величины статических и динамических нагрузок потребовали совершенствования их смазки для увеличения срока службы. В 1880-е гг. русский ученый Н.П. Петров и английский физик О. Рейнольдс заложили основы гидродинамической теории смазки. Петров, в частности, в 1885 г. опубликовал свою знаменитую работу «Трениев машинах и влияние на него смазывающей жидкости». Непрерывно возрастающий объем механической обработки способствовал интенсивному развитию и становлению новой науки–теории обработки материалов резанием. В 1870 г. горный инженер И.А. Тиме защитил диссертацию на тему «Сопротивление металлов и дерева резанию», а в 1885 г.уже в ранге профессора опубликовал первый капитальный труд по технологии металлообработки под названием «Основы машиностроения. Организация машиностроительных фабрик в техническом и экономическом отношении и производстве в них работ». Исследования Тиме продолжил К.А. Зворыкин, опубликовавший в 1893 г. свою работу «Работа и усилие, необходимые для отделения металлических стружек».

Резкий скачок скоростей в процессе резания потребовал коренного изменения конструкции металлорежущих станков и прежде всего совершенствования его привода, а также их автоматизации и специализации. Начался массовый переход от громоздких ременных передач и сложных трансмиссий к индивидуальному электрическому приводу. Другим важным направлением в области станкостроения стал переход от универсальных к специализированным и специальным металлорежущим станкам. Это диктовалось переходом от индивидуального и мелкосерийного к серийному, крупносерийному, а затем и массовому производству.

К концу XIX в. пальма первенства в области станкостроения переходит к американским предприятиям, наладившим не только выпуск всей гаммы универсальных металлорежущих станков, но и специальных, а также станков-автоматов. В 1873 г. X. Спенсер создал первый станок-автомат на базе токарно-револьверного станка. Появляются полуавтоматы для прутковых работ Джонсона, автоматы системы «Кливленд» и много шпиндельные автоматы высокой производительности, ставшие прообразами современных станков.

Глубокое сверление в современном производстве

Технология обработки глубоких отверстий не претерпела серьёзных измененийс сер.XXв. В основном велись работы по упрощению технологического процесса, получению более точных поверхностей с меньшими экономическими затратами. Среди наиболее активных исследователей в этой области в России были И.С. Веремейчук, Т.К. Крылов, М.А. Минков, В.Н. Подураев, М.В. Потягайло, Л.П. Телятников, Н.Д. Троицкий, С.А. Черничкин и др. В зарубежных странах была же создана специальная ассоциация «Boringand Trepanning Association», объединяющая в себе более десятка фирм из США, Германии, Франции, Англии, Японии и др., занимающаяся исследованиями в области металлообработки и производством специализированного оборудования.

По мере всестороннего развития машиностроения, организация новых отраслей по производству машин и оборудования различного технологического назначения номенклатура деталей с глубокими отверстиями быстро расширилась. В настоящее время детали с глубокими отверстиями обрабатываются на предприятиях всех основных отраслей промышленности (гребные винты, роторы и валы турбин, электрогенераторов, оси и втулки экскаваторов, гильзы, цилиндры и плунжеры прессов, оси и бандажи прокатных станков, кокили для центробежнойотливки труб, шпиндели станков и др.)

Трудности обработки отверстий возрастают с увеличением их глубины. Глубину отверстий принято оценивать отношением L/D_о, где L -длина отверстия, а D_о-его диаметр. Это же отношение используют и при разделении отверстий на глубокие и "неглубокие", и в качестве численной границы принимают L/D_о = 5, так как нормальным инструментом и обычными способами можно рационально обработать отверстия с отношением L/D_о < 5, а для обработки более глубоких отверстий приходится применять специальное оборудование и инструмент и особые способы обработки. В связи с этим отверстия с L/D_о > 5 принято называть глубокими отверстиями.

Операции глубокого сверления могут выполняться с разными вариантами наладок. Вращение может передаваться только на инструмент или только на деталь. Возможно также одновременное вращение и сверла, и заготовки.

Но какой бы тип наладки не использовался, основные принципы сверления остаются неизменными и корректное назначение скорости и подачи является определяющим фактором успешного проведения обработки. Вторым по значимости является вопрос формирования удовлетворительной стружки и ее вывод из отверстия.

СОЖ при глубоком сверлении

Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) –это сложные многокомпонентные системы, предназначенные для смазки и охлаждения металлообрабатывающих инструментов и деталей, что способствует снижению износа инструментов и повышению точности обработанных деталей. Значение СОЖ в глубоком сверлении огромна, т.к. она выполняет ряд очень важных функций: 1) отводит стружку из зоны резания и транспортирует ее по отводным каналам; 2) уменьшает силы резания и трения между направляющими элементами и поверхностью отверстия и 3) отводит тепло, которое образуется в процессе резания и трения.

Отвод стружки надежно обеспечивается в том случае, когда поток СОЖ будет иметь такую минимально необходимую скорость, при которой кинематическая энергия потока будет достаточна для сообщения стружке движения вдоль отводных каналов. Успешному отводу стружки и продуктов изнашивания инструмента способствуют хорошие моющие свойства СОЖ (т.е. способность ее смачивать частицы стружки и частицы износа, препятствовать слипанию и привариванию их к поверхности инструмента и обрабатываемой заготовки).

Различают три способа отвода стружки при сверлении:

-внутренний отвод стружки с помощью эжектора (Рис. 7а);

-наружный подвод СОЖ и внутренний отвод стружки (Рис. 7б);

Рис.7 Способы отвода стружки при глубоком сверлении

а) эжекторная ситстема б) одноштанговая система (система STS) в) система сверления пушечными сверлами

-внутренний подвод и наружный отвод стружки (Рис. 7в);

Каждый из этих систем имеет свою сферу применения. Так, например, эжекторное сверление применяется чаще всего, так как легко встраивается в оборудование. При сверлении отверстий в деталях из нержавеющей стали или низколегированной стали применяется система с наружным подводом СОЖ. Также только эта система рекомендуется при сверлении отверстий более 200 мм. Третий способ применяется для отверстий малого диаметра до 40 мм при максимальной длине отверстия равного 50-ти диаметрам.

Уменьшение сил резания и трения достигается за счет использования смазывающих свойств СОЖ, а также свойств, способствующих резанию. Эти свойства создаются за счет добавления в СОЖ соответствующих присадок и поверхностно-активных веществ. Каждая из присадок способствует возникновению своей пленки, которая образуется и сохраняется при вполне определенных условиях, являющихся результатом совокупного влияния ряда факторов, причем каждая из присадок в присутствии другой действует активнее.

Отвод тепла при глубоком сверлении (растачивании) с помощью СОЖ решается попутно, наряду с главным назначением СОЖ-отводом стружки. Имеют место некоторые трудности, связанные с циркуляцией большого количества СОЖ в единицу времени, что приводит к ее нагреву. И отвод тепла производится преимущественно путем конвективного теплообмена между нагретыми поверхностями заготовки и инструмента и потоком СОЖ. Интенсивность отвода тепла в значительной степени зависит от теплопроводности СОЖ, ее расхода и скорости перемещения, разности температур охлаждаемых поверхностей и потока СОЖ. Для поддержания оптимальной температуры СОЖ станки для глубокого сверления и растачивания следует снабжать теплообменниками.

Разновидности глубокого сверления

От схемы удаления припуска:

В зависимости от схемы удаления припуска (часть высверливаемого материала, которая удаляется в виде стружки) различают две разновидности глубокого сверления: сплошное (Рис.8а) и кольцевое (Рис.8б)

Рис. 8 Схему удаления припуска а) сплошное б) кольцевое

Сплошное глубокое сверление отличается тем, что весь высверливаемый материал удаляется в виде стружки.

Кольцевое глубокое сверление-сверление, при котором в стружку превращается лишь часть высверливаемого материала, находящаяся в высверливаемой кольцевой полости, а остальная часть удаляется в виде оставляемого стержня.

От способа отвода стружки:

В зависимости от способа отвода стружки различают следующие разновидности глубокого сверления:

-эжекторная система (двухштанговая), рис.9;

-система STS (одноштанговая), рис.10;

-система сверления пушечными сверлами, рис.11.

Рис.9 Эжекторная система (двухштанговая)

Эжекторное сверление обеспечивает практически те же результаты по производительности, точности и качественным характеристикам отверстий, что и глубокое сверление с внутренним и наружным подводом СОЖ. Но позволяет выполнять сверление на универсальных станках (токарных, сверлильных, а) б) горизонтально-расточных и др.), лишь дополнив их насосной станцией, стационарной при перемещающейся по мере надобности от одного станка к другому.

При эжекторном сверлении не требуется герметизировать зазоры между заготовкой и кондукторной втулкой, что упрощает наладку и обслуживание станка. Эжекторное сверление можно применить для получения отверстий в самых разнообразных деталях, включая и случаи сверления прерывистых отверстий, например, в коленчатых валах, траках и др.

Однако эжекторное сверление практически не удается применить при обработке вязких сталей (жаропрочных, коррозионно-стойких и др.), так как при их сверлении не удается стабильно получить мелкодробленую стружку.

Рис.10 Система STS (одноштанговая)

Признано, что технология по системе STS самая совершенная из всех технологий сверления глубоких отверстий, хотя и самая сложная. Сложность определяется, прежде всего, необходимостью использовать в работе специального устройства-маслоприемника, обеспечивающего герметизацию стыка: торец заготовки-направляющая втулка для захода сверла. Сложность маслоприемников возрастает для станков при сверлении вращающихся деталей, когда направляющая втулка должна вращаться вместе с деталью, а маслоприемник, к которому от насосной станции подведены шланги подачи СОЖ, размещен в неподвижной стойке станка. При этом маслоприемник должен обеспечить подвод в зазор между стеблем и отверстием большие количества СОЖ (400 л/мин и более для больших диаметров) при громадных давлениях, при определенных условиях, достигающих 10 МПа и более. Естественно, что в конструкциях маслоприемников выбор и проектирование уплотнений всегда Рис. 10. Система STS (одноштанговая) является проблемой.

Трубчатолопаточные (пушечные) сверла в сравнении со спиральными, шнековыми и другими аналогичными сверлами обеспечивают большие производительность и точность. Благодаря этому зачастую при обработке отверстий после сверления отпадает необходимость выполнять последующие переходы-зенкерование и развертывание.

Рис.11 Система сверления пушечными сверлами

От степени автоматизации:

В зависимости от степени автоматизации управления процессом сверления различают адаптивное глубокое сверление, при котором осуществляется автоматическое изменение одного или нескольких элементов режима резания (скорость, подача) в целях сохранения на оптимальном уровне выбранного параметра процесса. 

Разновидности глубокого растачивания

От назначения:

В зависимости от назначения различают три разновидности глубокого растачивания:

-черновое-растачивание, при котором обеспечиваются требования по расположению оси отверстия и ее прямолинейности;

-чистовое-растачивание, при котором обеспечиваются требования точности диаметральных размеров и шероховатости поверхности;

-комбинированное растачивание, при котором за один рабочий ход достигается выполнение функций чернового и чистового растачивания.

Рис.12 Глубокое сверление на сжатие а) и растяжение б)

От схемы растачивания

В зависимости от схемы растачивания различают глубокое растачивание на сжатие и глубокое растачивание на растяжение. Оба вида растачивания используют как при черновом, так и при чистовом растачивании.

Основные элементы оборудования для глубокого сверления

Ввиду большой глубины обрабатываемых отверстий инструмент для глубокого сверления и растачивания имеет большую длину. Для удобства изготовления и эксплуатации его выполняют составным по длине, используя разъемное соединение двух основных частей-режущего и вспомогательного инструментов. Режущий инструмент выполняется в виде так называемой сверлильной (расточной) головки, устанавливаемой на конце вспомогательного инструмента в виде стебля (борштанги).

Головка состоит из корпуса с режущими и направляющими элементами (Рис.13).

Режущие элементы. Основным элементом инструментов является режущий элемент, который служит для срезания стружки с помощью режущего лезвия.

Направляющие элементы. На работу инструмента существенное влияние оказывают также направляющие элементы, которые служат для базирования инструмента.

Рис.13 Конструкция режущего инструмента при глубоком сверлении

Каналы для подвода СОЖ и отвода стружки. Форма и размеры поперечных сечений каналов должны согласовываться с принятым способом подвода СОЖ и отвода стружки и ее формой, чтобы обеспечивалось бесперебойное прохождение стружки по отводным каналам, а также сохранялись необходимые прочность и жесткость инструмента.

Режущие элементы

При глубоком сверлении и растачивании режущие элементы инструментов работают в тяжелых условиях. Возникающие на этих операциях огранка, вибрации и нарушения бесперебойного стружкоотвода ускоряют изнашивание режущих элементов и вызывают их поломку (выкрашивание режущего лезвия, разрушение всей режущей части). Ввиду сложности и высокой стоимости этих инструментов продление срока их службы имеет большое значение как с точки зрения обеспечения производительности, так и снижения удельных затрат на инструмент (затрат,отнесенных к 1 м длины Рис. 13. Конструкция режущего инструмента при глубоком сверлении обработанного отверстия).

На сегодняшний момент разработано большое число разнообразных конструкций режущих элементов:

-монолитные режущие элементы;

-режущие элементы, закрепляемые постоянно на корпусе рабочей части;

-режущие элементы, закрепляемые сменно на корпусе рабочей части;

-режущие элементы в виде сменных резцов;

-плавающие режущие элементы.

Стебель

Стебель инструмента, охватывающий участок длины от головки до конца инструмента и служащий для придания инструменту необходимой длины -наименее жесткое звено системы СПИД (Станок-Приспособление-Инструмент-Деталь). Профиль и размеры его поперечного сечения выбираются такими, чтобы обеспечить максимально высокую жесткость при выполнении одновременно функций подвода СОЖ в зону резания и отвода стружки потоком СОЖ.

Наиболее широко распространены трубчатые стебли кольцевого сечения для работы как с внутренним, так и с наружным отводом стружки. Уже начиная с диаметра 20 мм, при необходимости они выполняются составными по длине. Секции длиной 1500 -3000мм соединяются между собой с помощью низкопрофильной прямоугольной одно-или многозаходной резьбы с углом подъема 8-10°. С обеих сторон резьбы располагаются цилиндрические центрирующие шейки, соосные между собой и с геометрической осью наружной поверхности секций стебля.

Задний конец цилиндрических стеблей инструментов диаметром 15-40 мм специально для закрепления на станке не обрабатывается, а устанавливается и закрепляется обычно при помощи цанги. Стебли меньшего диаметра для соединения со станком снабжают цилиндрическим или коническим хвостовиком в виде втулки, привариваемой к заднему концу стебля. Секционные стебли имеют на заднем конце такое же резьбовое соединение, как и между секциями. Соединение стебля со шпинделем подающей каретки осуществляется через переходной фланец.

Станки

Операции глубокого сверления и растачивания выполняются на глубокосверлильных станках, отличительной особенностью которых является наличие у них системы подвода-отвода СОЖ для принудительного отвода стружки. Глубокосверлильные станки различаются по ряду признаков. По расположению шпинделя их разделяют на горизонтальные и вертикальные. По числу шпинделей различают одно-, двух -и многошпиндельные. Наибольшее распространение получили одношпиндельные станки. Различают станки и в зависимости от того, вращается заготовка во время обработки (Рис.14а и б) или остается неподвижной (Рис.14в).

Широко применяются станки для обработки вращающихся заготовок. Они различаются конструкцией бабки изделия. Известны две разновидности бабок -токарного типа и вертлюжная.

Рис. 14 Основные типы глубокосверлильных станков

Станки токарного типа (рис.14а) имеют бабку 10 токарного типа, на шпинделе которой установлен патрон для закрепления и вращения заготовки. Правый конец заготовки базируется в маслоприемнике, а средняя часть опирается на промежуточные люнеты 1, число которых выбирается в зависимости от длины заготовки. Инструмент закрепляется в подающем устройстве 5 и направляется в начале сверления кондукторной втулкой маслоприемника, установленного в направляющей стойке 7. В средней части инструмент поддерживается промежуточной стойкой 4. В качестве подающего устройства может применяться подающая каретка либо инструментальная бабка.

Инструментальная бабка может сообщать инструменту движение подачи и при необходимости и вращение, а подающая каретка-только движение подачи. Отводимая стружка поступает в стружкоприемник 6 и далее в стружкосборник. Все узлы станка размещены на станине 9.

Станки вертлюжного типа (рис.14б) допускают установку заготовки 2 внутри шпинделя вертлюжной бабки 10. Левый конец заготовки опирается на люнет 1. Остальные функциональные узлы аналогичны узлам станка, изображенным на рис.14а.

Номенклатура деталей с глубокими отверстиями увеличивается с каждым годом. Прежде всего это связано со всестороннем развитием и интенсификацией машиностроительного комплекса в последнее время. Применяются такие детали буквально во всех отраслях промышленности: автомобильной, сельскохозяйственной, горнодобывающей и газовой отраслях, цветной и черной металлургии и др., иными словами это проивзводсво многих деталей экскаваторов, цилиндров прессов, труб буровых установок, детали атомных электростанций, различные пневмо-и гидроцилиндры.

К горным машинам предъявляются жесткие требования по безопасности и надёжности, связанные с их работой в условиях повышенной запыленности и влажности, абразивного износа гильз, поршней, штока, уплотнений поршня. Сложность проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту, обуславливают необходимость проведения новых систематических исследований, описывающих поведение технологической системы при изготовлении прецизионных поверхностей деталей горного производства. Также на сложность обработки глубоких отверстий указывает тот факт, что в области разработки, изготовления и освоения производств специального оборудования, оснастки и технологии для обработки глубоких отверстий за последние 25 лет серьёзных открытий не произошло. Используются всё те же принципы, методики и инструмент, разработанные ещё в 70-х гг. XXв.

В настоящее время, в связи с увеличением скоростей в процессе резания (высокоскоростное резание), удельных нагрузок и рабочих температур в зоне резания, значительно повысились требования к эксплуатационным свойствам оборудования и оснастки по изготовлению глубоких отверстий. Необходимо создавать новые конструкции станков, режущего и вспомогательного оборудования для высокоскоростной обработки глубоких отверстий, что в перспективе позволит в кратчайшие сроки получить точные отверстия с минимальными экономическими затратами.