Обработка глубоких отверстий (большой длины) составляет особую группу и является более сложной. К глубоким относят отверстия, длина которых более пяти диаметров (l > 5d).

Требования, предъявляемые к обработке глубоких отверстий, колеблются в широких пределах, в том числе могут быть и достаточно высокими (цилиндры, гильзы, направляющие, амортизационные стойки шасси и т. п.). Одно из существенных затруднений — обеспечение прямолинейности оси отверстия.

Получение отверстия в сплошном материале осуществляется сверлением специальными сверлами. Обработка производится преимущественно при вращающейся детали, последовательно, «шаг за шагом», с периодическим выводом инструмента для удаления стружки и подачи ТЖ. В качестве инструмента используют пушечные, ружейные, шнековые и реже обычные спиральные сверла.

При сверлении глубоких отверстий относительно большого диаметра (80-200 мм) находят применение кольцевые сверла. При сверлении такими сверлами производительность может быть повышена до четырех раз. Кроме того, высверливаемый стержень может быть использован в качестве заготовки для изготовления других деталей, т. е. имеет место экономия металла.

Обработка предварительно подготовленных (в том числе просверленных) отверстий (толстостенные трубы и т. д.) осуществляется зенкерованием. При этом для повышения точности размеров и уменьшения шероховатости глубокие отверстия подвергают одно- или многократному зенкерованию. Более высокие результаты обеспечивает скоростное зенкерование «на растяжение» (рис. 4.5), т. е. оправка, на которой закреплен зенкер, нагружена осевым растягивающим (а не сжимающим как обычно) усилием резания. В этом случае значительно снижается возможность возникновения вибраций. Качество и точность обработки при этом достигаются наиболее высокие для данного метода обработки.

Дальнейшее повышение точности отверстий, в том числе прямолинейности оси отверстия, достигается растачиванием, развертыванием, с использованием универсальных и специальных конструкций, инструментов (расточные оправки, расточные блоки, специальные развертки и др.) (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Схема растачивания глубоких отверстий:1 — оправка; 2 — опорный элемент

Растачивание глубоких отверстий осуществляют резцами, закрепленными на оправках требуемой длины. Для повышения жесткости такая оправка может иметь направляющую часть и входить ею в поддерживающую втулку, являющуюся дополнительной опорой.

Жесткость оправки повышается также за счет размещения дополнительных опор, воспринимающих действие сил резания Ру и Pz, касающихся обработанной поверхности. В ряде случаев для повышения жесткости и виброустойчивости расточные оправки изготавливают твердосплавными.

Обработка глубоких отверстий лезвийным инструментом осуществляется на горизонтально-сверлильных, токарных, расточных, радиально-сверлильных станках, а также на специальных станках для глубокого сверления.

Существенные трудности при обработке глубоких отверстий представляет удаление стружки из зоны резания. Это наиболее заметно при обработке стали. Легче удаляется дробленая стружка. С этой целью прибегают к вибрационному резанию с использованием (наложением) колебаний низких или высоких (ультразвуковых) частот.

Например, применение вибрационного растачивания отверстия диаметром 12 мм и длиной 90 мм обеспечило достижение некруглости 0,6-0,8 мкм. Обработка осуществлялась твердосплавным резцом, закрепленным в борштанге.

Шлифование глубоких отверстий производят на внутришлифовальных станках с большим вылетом шпинделя. Последнее обстоятельство значительно снижает жесткость шпинделя, вследствие чего шлифование выполняют при небольшой глубине врезания. Точность размеров и шероховатость обработанной поверхности при шлифовании на таких станках ниже, чем на обычных внутришлифовальных. Применение шлифования обеспечивает получение точности 8-го квалитета (3-й класс) и шероховатость поверхности 5-6-го класса (Ra = 3,2…2,5 мкм).

Для достижения более высоких показателей точности размеров и шероховатости обработанной поверхности применяют хонингование. При хонинговании, как известно, на точность и шероховатость поверхности не оказывает влияние большой вылет шпинделя, так как хонинговальная головка связана с ним шарнирно и ориентируется по обрабатываемому отверстию. Хонингование обеспечивает получение точности 7-6-го квалитета (2-1-го класса) и шероховатости поверхности 9-12-го класса и выше (Ra = 0,32…0,032 мкм). Однако хонингование не исправляет положения оси отверстия. Поэтому ему обычно предшествуют шлифование, чистовое зенкерование или растачивание, а также развертывание.

В некоторых случаях для уменьшения припуска под хонингование после растачивания или зенкерования производят калибрование отверстия.

При обработке глубоких отверстий точности 8-9-го квалитета (3-4-го класса) и шероховатости поверхности 7-10-го класса после растачивания и зенкерования для получения требуемой шероховатости поверхности применяют один из методов обработки ППД — раскатывание, калибрование.

Особенностью обработки глухих отверстий является отсутствие возможности для выхода инструмента в конце прохода, что затрудняет управление осевым перемещением инструмента (особенно инструментом с большой длиной режущей кромки или контура: зенкер, развертка, шлифовальный круг, хон-головка) и удаление стружки из отверстия.

Указанные трудности наиболее ощутимы при обработке глухих отверстий большой длины. Глухие отверстия невозможно обрабатывать протягиванием, дорнованием.