Обработка деталей выполненных из труднообрабатываемых неметаллических и металлических (коррозионно-стойкие стали, титановые и жаропрочные сплавы) материалов на машиностроительных компаниях и в настоящее время выполняется на пониженных скоростях резания, а следовательно является трудоемким процессом. Наиболее остро эта проблема возникает при сверлении отверстий длиной l > (5...10)∅ малого диаметра (∅ = 2…8 мм) в деталях, выполненных из труднообрабатываемых материалов. Процесс сверления сопровождается образованием нароста, затрудненным отводом стружки, а также повышенной сопротивляемостью резанию и как следствие низкими режимами обработки.
Поэтому разработка новых технологических решений направленных на повышение эффективности обработки резанием труднообрабатываемых материалов является актуальной проблемой. Одним из перспективных способов позволяющих повысить производительность и качество обработки лезвийным инструментом труднообрабатываемых материалов, является возбуждение в инструменте или обрабатываемой заготовке вынужденных ультразвуковых колебаний (УЗК) малой амплитуды. Влияние УЗК на процесс резания выражается в уменьшении силы резания и размера деформационной зоны.
В настоящее время не достаточно глубоко изучено ультразвуковое сверление труднообрабатываемых материалов спиральными сверлами. Целью исследования является нахождение оптимальных условий применения УЗК для повышения эффективности обработки отверстий и повышения стойкости спиральных сверл.
Установлено, что применение УЗК, оптимизированных по амплитуде и направлению, позволяет существенно ускорить процессы глубокого сверления отверстий диаметром 2 – 8 мм в труднообрабатываемых материалах. Так при глубоком сверлении сплава ЭП33 с применением УЗК стойкость сверл из стали Р9К5 увеличивается в 4 раза. При обработке отверстий длиной до 10 диаметров в неметаллических материалах (керамике, граните и т.д.) алмазными трубчатыми сверлами с использованием продольных УЗК малой амплитуды и на определенных частотах повышаются производительность до 10 раз, расход алмазов уменьшается в 3-4 раза и точность обработки увеличивается на два-три квалитета.