Сверление, процесс широко распространенный в производстве, выступает объектом многих проектов, целью которых является повышение его эффективности. Один из таких проектов - проект Foropt, возглавляемый на протяжении четырех лет Cetim. Сам же процесс вибрационного низкочастотного сверления был разработан лабораторией 3S и LTDS.

Процесс сверления должен совершенствоваться! Если металлорежущие станки и инструменты за последние годы сделали большой шаг вперед в своем развитии, то на повышение технических показателей процесса сверления уделялось мало внимания. «Однако этот процесс используется во многих отраслях промышленности, таких как автомобильная, военная, авиационная, общее машиностроение и других.», замечает Стефан Герин, специалист по высокоскоростной обработке в Cetim. И в ответ на нужды промышленников, Cetim в 2002 году запускает проект Foropt. Цель проекта: внедрить и развить технологии , применяемые для процесса глубокого высокоскоростного сверления на обрабатывающих центрах или сверлильных станках.

Работы также проводились на протяжении трех лет в сотрудничестве с многими промышленными партнерами и научно-исследовательскими лабораториями университетов. И результаты оказались впечатляющими. « Мы зафиксировали прирост производительности порядка 40 % и повышение стойкости инструмерта до 300%», отмечает Брюно Данвье. Но несмотря на это остается еще много работы.

В чем же заключается проект Foropt? Несмотря на простоту траекторий движений по сравнению с точением или фрезерованием, процесс сверления , особенно глубоких отверстий ( отверстий, отношение длины к диаметру которых больше 5), ставит перед нами большую проблему, а именно: время выполнения процесса. Сверление является длительной операцией, а следовательно и дорогостоящей. Главной причиной этого является затруднительное удаление стружки из зоны резания. Чаще всего стружка не дробится и остается в отверстии, создавая эффект уплотнения. Это вызывает избыточное даление и значительный нагрев сверла, что может привести к его поломке. Следовательно, сокращение времени цикла сверления не может осуществиться без внедрения качественной технологии для удаления стружки из зоны резания.

В настоящее время существует несколько путей решения проблемы удаления стружки, в большинстве своем применимых для частных случаев обработки (в основном это метод очистки), или же методы с использованием инструмента, адаптированного к подаче СОЖ (сверло имеет центальное отверстие, через которое в зону резания подается СОЖ под высоким давлением ). Поговорим о новых технологиях, использующих осевые вибрации сверла. Лаборатория 3S занимается на протяжении уже нескольких лет изучением технологии вибрационного сверления без использования внешней (дополнительной) энергии. « Мы разработали сверлильную вибрационную головку, обладающую динамичекими характеристиками, благодаря которым она может самоподдерживать осевые вибрации, возникающие в процессе сверления.», объясняет Николя Гвибер. Принцип заключается в том, чтобы использовать для возбуждения и поддержания колебаний исключительно ту энергию, которая выделяется в процессе резания.

Державка, разработанная исследователями, состоит из корпуса, служащего для ее крепления в шпинделе станка. Подвижная часть, несущая на себе систему крепления инструмента, имеет возможность перемещаться в корпусе; направляющей служит плавающая втулка. Пружина, помещенная между корпусом и подвижной частью державки, накапливает энергию, выделяемую при сверлении, и воспроизводит ее в форме осевых колебаний. Моделирующее устройство позволяет определить настройку вибрационной головки и подобрать режимы резания необходимые для возникновения вибраций. Это устройство также фиксирует различную информацию о работе системы, например амплитуду вибраций инструмента, толщину стружки, частоту вибраций, силы резания в различных зонах инструмента... Оно позволяет также определить силы резания, вызванные разными частями инструмента.