Назначение сверления. Сверление. Глубокие отверстия, СОЖ

Сверла предназначены для создания отверстий в материале – как сквозных, так и несквозных (углублений). Выпускаются сверла для самых различных материалов, которые используются в производстве и быту: для древесины и ее композитов, металла, бетона, пластика, камня и пр.
Сверление происходит в результате поступательного (вдоль оси) и вращательного движения сверла. Срез материала производится режущими кромками, которые могут иметь различную конфигурацию и углы заточки. К подвидам сверления относят засверливание (выполнение глухого отверстия) и рассверливание (расширение имеющегося отверстия до большего диаметра).
Существует множество видов сверл, различающихся назначением, конфигурацией рабочей поверхности, способом изготовления, видом материала, для которого они предназначены, и пр.

Виды сверл в зависимости от формы рабочей поверхности

Винтовое или спиральное. Самое востребованное сверло, используется для сверления самых различных материалов. Длина спирального сверла может достигать 28 см, диаметр – 80 мм.

Плоское или перьевое. Используется для сверления преимущественно глубоких, больших по диаметру отверстий. Рабочая часть имеет форму лопатки, в центре которой расположено выступающее острие для центровки. Лопатка может быть выполнена заодно с хвостовиком или быть сменной и крепиться к стержню с помощью державки или борштанги.

Сверло для глубокого сверления. Предназначено для выполнения отверстий, глубина которых, по меньшей мере, в 5 раз больше, чем диаметр. Сверло глубокого сверления имеет два винтовых канала, по которым в зону реза подается охлаждающая эмульсия. Каналы могут располагаться внутри сверла либо в припаянных трубках.

Сверло одностороннего реза. Применяется для сверления отверстий, к которым предъявляются повышенные требования в отношении точности. Сверла одностороннего резания имеют опорную плоскость и две режущие кромки, расположенные с одной стороны от центра.

Коронка или кольцевое сверло. По виду это полый цилиндр. Резание осуществляется стенкой цилиндра, на которой располагается режущая кромка. Сверление получается в виде кольца, внутри которого находится нетронутый материал (керн). После сверления он обычно остается в коронке, нужно только вытряхнуть его.

Центровочное сверло. С его помощью выполняется засверливание (наметка) центра.

Ступенчатое сверло. Относительно новый вид инструмента. Ими удобно сверлить листовой материал, особенно в тех случаях, когда нужно получить большое по диаметру отверстие – до 3,5 см и более.

По форме получающегося отверстия сверла подразделяются на конические, цилиндрические и ступенчатые.

Типы хвостовиков

В зависимости от формы и способа крепления в патроне или шпинделе хвостовики бывают:

цилиндрические – наружная поверхность имеет форму цилиндра;
конические – поверхность выполнена в виде конуса;
граненые – на наружной поверхности имеются 3, 4 или 6 граней;
типа SDS – хвостовик для крепления в патроне с особым фиксирующим механизмом.

Крепление самых распространенных в быту цилиндрических сверл производится в обычном патроне. Инструменты с коническим хвостовиком предназначены для использования на станках. Хвостовик типа SDS рассчитан на закрепление в перфораторе.

Технология изготовления сверл

Сверла относительно небольших диаметров (до 8-10 мм) обычно изготавливают из цельного прутка стали или сплава. Чаще всего используется быстрорежущая сталь марок Р9, Р9К15, Р18. Сверла больших диаметров изготавливают с помощью сварки; режущая часть выполняется из быстрорежущей стали, а хвостовик – из обычной углеродистой.

Для сверления твердых материалов – закаленной и легированной стали, камня, бетона – применяют сверла, которые на конце имеют припаянные твердосплавные пластины из победита или другого твердого сплава. Режущие кромки пластин могут иметь различную конфигурацию: винтовую, скошенную или прямую.

Виды покрытия

Сверла покрывают с разной целью: предохранения от коррозии, упрочнения поверхностного слоя, улучшения теплоотдачи, снижения трения. Самая распространенная и недорогая операция – оксидирование. Сверло покрывается оксидной пленкой черного цвета, которая защищает его от ржавчины и перегрева.

Покрытие нитридом титана (TiN) повышает срок службы сверла не менее чем в три раза. Однако такие сверла нельзя затачивать, поскольку при этом снимается упрочненный слой. Использующийся также для покрытия карбонитрид титана (TiCN) по своим свойствам близок к TiN.

Титано-алюминиевый нитрид (TiAlN) делает сверло еще более прочным. При его использовании инструмент может проработать в 5 раз дольше обычного.

Самым прочным покрытием считается алмазное напыление. Это и неудивительно. Алмаз занимает первое место по твердости среди прочих материалов. Сверла с алмазным напылением могут использоваться для сверления практически любых по твердости материалов, в том числе и каменных.

О чем говорит окраска сверла?

По цвету покрытия можно примерно определить характеристики сверла. Сверла обычного качества имеют характерную для стали серую краску.

Черный цвет говорит о том, что сверло подвергалось оксидированию. То есть, оно защищено от коррозии, и имеет улучшенные теплоотводящие свойства.

Легкий золотистый оттенок сообщает о том, что сверло прошла процедуру отпуска, во время которого снимаются внутренние напряжения.

Нитридное титановое покрытие проявляет себя ярким блеском позолоты. Сверла с ним имеют увеличенный срок службы и низкое трение при сверлении. Хотя они и стоят дороже, но с лихвой оправдывают свою цену длительной эксплуатацией.

Алмазное напыление можно узнать по желтому цвету и порошкообразной фактуре.

Сверла для металла

Для сверления металлов (стали, чугуна, цветных сплавов) обычно применяют спиральные сверла. Их продольные канавки хорошо справляются с отведением стружки, образующейся при сверлении.

Обрабатываемые материалы имеют различную твердость. Поэтому для их сверления должны использоваться сверла с разной твердостью рабочей части. Для обработки закаленных, легированных, жаропрочных сталей необходимо применять цельные твердосплавные сверла или те, которые имеют на кончике припаянные пластины из твердого сплава.

Сверла для древесины

Относительно небольшие отверстия до 12 мм в древесине или древесных композитах (ДСП, МДФ) можно сверлить обычным спиральным сверлом для металла. Но отверстия, к которым предъявляются повышенные требования по точности размеров и чистоте поверхности выполняют сверлами, специально предназначенными для древесины. Их изготавливают из инструментальной или углеродистой стали и для металла они не годятся.

Спиральные сверла. Предназначены для сверления малых и средних по диаметру отверстий. Как уже отмечалось, вместо них можно использовать спиральные сверла для металла, но отверстия после них получаются хуже качеством.

Винтовые сверла. Имеют острую режущую кромку и шнекоподобную форму. Благодаря последней из отверстия легко удаляется стружка. Это качественные сверла, которые применяют, если требуется получить глубокое отверстие с гладкой стенкой.

Перьевые сверла. Используются для получения отверстий относительно больших диаметров – от 10 до 25 мм и более. Это самые простые и недорогие сверла, их можно даже изготовить самому из подходящей пластины и круглого стержня. Но качество отверстий после них получается невысоким – шершавые стенки, не очень точные размеры.

Коронка. Термин «коронка» говорит о том, что этот инструмент выполнен в виде полого цилиндра, на кромках которого располагаются зубья. Сверление получается в виде кольца, из которого затем удаляется внутренняя часть. Коронка – незаменимый инструмент, если требуется получить большое отверстие – до 100 мм и более. В магазинах ее предлагают в виде набора, в котором имеется оправка, центровочное сверло с хвостовиком и несколько коронок разных диаметров.

Сверло Форснера. Это инструмент для выполнения точных отверстий в древесине (особенно мягкой), ДСП, ламинате и пр. У него имеется центровочное острие и подрезатель с острой кромкой. Благодаря последнему отверстие получается точным и гладким. Если нужно получить глухое отверстие с гладкими стенками и точными размерами, сверло Форснера справится с этой работой наилучшим образом.

Сверла для каменных материалов

Для сверления кирпича, бетона, натурального или искусственного камня обычные сверла по металлу не годятся. Они мгновенно тупятся. Сверло или бур для каменных материалов должны иметь наконечник из твердых сплавов.

Сама операция сверления бетона, кирпича или камня также имеет особенности. Кроме вращательного движения, сверло или бур, вставленные в перфоратор, осуществляют еще и ударно-поступательное. Т. е. камень, по сути, не режется, а дробится.

Бур или сверло для перфоратора может иметь обычный цилиндрический, или особый стандартизированный хвостовик типа SDS (SDS-top, SDS-max или SDS-plus). Его преимущество состоит в том, что вставка и извлечение бура из патрона осуществляется без ключа и очень быстро, одним движением.

Небольшие и средние по диаметру отверстия в кирпиче и бетоне сверлят буром или сверлом с твердосплавным наконечником. Инструмент имеет форму шнека.

Если требуется просверлить большое отверстие, то применяют коронку с твердосплавными зубьями или алмазным напылением. Бурение может быть влажным (с подачей воды для охлаждения) и сухим. По окончании сверления внутри коронки остается керн – цилиндрический кусок вырезанного материала.

Твердосплавные пластины, припаянные к сверлу или буру, имеют разную твердость. Для сверления гранита применяются буры с пластинами из победита высокой твердости. Для работы с бетоном или кирпичом годятся средние или мягкие по твердости марки победита.

Сверла для керамики и стекла

Керамическую плитку или стекло сверлят коронкой или специальным копьевидным инструментом. Его наконечник изготовлен либо из победита, либо из карбида вольфрама. Если специализированный инструмент для стекла или плитки отсутствует, можно использовать сверло для бетона. Только обязательно острое, и работать им нужно осторожно, поскольку его форма не совсем подходит для такой работы.

Копьевидное сверло для плитки из керамики и коронка с алмазным напылением.

Коронка для стекла и кафеля почти не отличается от коронки для камня. Только на ее режущей кромке вместо зубьев имеется алмазное напыление.

Для сверления в кафеле больших отверстий используют инструмент, называемый балериной. Он напоминает обычный циркуль. Сверление производится с изнаночной стороны плитки. Обороты дрели устанавливают на минимум.

Универсальные сверла

Кроме вышеперечисленных специализированных сверл, есть еще универсальные. Ими можно обрабатывать практически любые материалы – кирпич с бетоном, плитку, дерево, пластик, алюминий, сталь. Универсальные сверла имеют хитроумную заточку, которая способна резать любой материал. Это очень удобно в тех случаях, когда приходится работать одновременно с разными материалами. Например, при ремонте квартиры.

Сверление является одним из самых распространенных методов получения отверстия резанием. Режущим инструментом здесь служит сверло, которое дает возможность получать отверстия как в сплошном материале (сверление), так и увеличивать диаметр уже просверленного отверстия (рассверливание).

Сверление применяется для получения отверстий невысокой степени точности и невысокого класса шероховатости, например под крепежные болты, заклепки, шпильки и т. д., а также для получения отверстий под нарезание резьбы, развертывание и зен - керование.

Сверлением отверстий диаметром до 10 мм достигается 4-й класс точности и 1-3-й классы шероховатости, а при больших диаметрах отверстия - 5-й класс точности. Для обеспечения более высокой точности и шероховатости поверхности отверстие подвергается дополнительной обработке - зенкерованию и развертыванию.

При сверлении обрабатываемую деталь закрепляют на столе сверлильного станка прихватами, в тисках, на призмах и т. п., а сверлу сообщают два совместных движения (рис. 93) - вращательное по стрелке V и поступательное (направленное вдоль оси сверла) по стрелке 5. Вращательное движение сверла называется главным (рабочим) движением, или движением резания. Поступательное дви
жение вдоль оси сверла называется движением подачи.

Сверление применяется при выполнении многих слесарных работ. Оно выполняется на приводных сверлильных и вручную - ручными дрелями, с помощью механизированного инструмента - электрическими и Рис. 93. Работа сверла при сверлении пневматическими дрелями, а также электроискровым и ультразвуковым методами.

Итак, вы приобрели массивную доску для покрытия пола, теперь следует ознакомиться с способами ее укладки на пол. Ведь правильно уложенная массивная доска обеспечит вам красивый и надежный пол на долгое …

Какой должна быть ванная комната для ребенка? В первую очередь, безопасной, интересной и оригинальной. На это следует ориентироваться, выбирая не только мебель и аксессуары, но и сантехнику для детского санузла. …

На что обратить внимание при оформлении кухни? Привычная обстановка кухни может надоедать. Тогда появляется желание изменить ее. Для этого приобретаются кухни Киев, но мебели недостаточно. Необходимо правильно оформить окно, подобрать …

Сущность процесса сверления.

Сверление представляет собой процесс удаления металла для получения отверстий. Процесс сверления включает два движения: вращение инструмента V (рис. 48) или детали вокруг оси и подачу S вдоль оси. Режущие кромки сверла срезают тонкие слои металла с неподвижно укрепленной детали, образуя стружку, которая, скользя по спиральным канавкам сверла, выходит из обрабатываемого отверстия. Сверло является многолезвийным режущим инструментом. В резании участвуют не только два главных лезвия, но и лезвие перемычки, также два вспомогательных, находящихся на направляющих ленточках сверла, что очень усложняет процесс образования стружки. При рассмотрении схемы образования стружки при сверлении хорошо видно, что условия работы режущей кромки сверла в разных точках лезвия различны. Так, передний угол наклона режущей кромки у (рис. 49),

Рис. 48. Схема резания при сверлении. Силы, действующие на сверло

Рис. 49. Образование стружки при сверлении

расположенный ближе к периферии сверла (сечение А-А), является положительным. Режущая кромка работает в сравнительно легких условиях.

Передний угол наклона режущей кромки, расположенный дальше от периферии, ближе к центру сверла (сечение В-В), является отрицательным. Режущая кромка работает в более тяжелых условиях, чем расположенная ближе к периферии.

Резание поперечной режущей кромкой (сечение С-С) представляет собой процесс резания, близкий к выдавливанию. При сверлении по сравнению с точением значительно хуже условия отвода стружки и подвода охлаждающей жидкости; имеет место значительное трение стружки о поверхность канавок сверла, трение стружки и сверла об обработанную поверхность; вдоль режущей кромки возникает резкий перепад скоростей резания - от нуля до максимума, в результате чего в различных точках режущей кромки срезаемый слой деформируется и срезается с разной скоростью; вдоль режущей кромки сверла деформация различна - по мере приближения к периферии деформация уменьшается. Эти особенности резания при сверлении создают более тяжелые по сравнению с точением условия стружкообразования, увеличение тепловыделения и повышенный нагрев сверла. Если же рассматривать процесс стружкообразования на отдельных микро участках режущей кромки, то упругие и пластические деформации, тепловыделение, наростообразованне, упрочнение, износ инструмента здесь возникают по тем же причинам, что и при точении. На температуру резания при сверлении скорость резания имеет большее влияние, чем подача.

Рис.50. Спиральное сверло

Элементы сверла. Наиболее распространенным и имеющим универсальное назначение является спиральное сверло (рис. 50). Сверло состоит из рабочей части, конусного или цилиндрического хвостовика, служащего для закрепления сверла, а лапки, являющейся упором при удалении сверла. Рабочая часть сверла представляет собой цилиндрический стержень с двумя спиральными или винтовыми канавками, по которым удаляется стружка. Режущая часть заточена по двум коническим поверхностям, имеет переднюю и заднюю поверхности (рис. 50) и две режущие кромки, соединенные перемычкой под углом 55°. На цилиндрической части по винтовой линии проходят две узкие ленточки, центрирующие и направляющие сверло в отверстии. Ленточки значительно уменьшают трение сверла о стенки обрабатываемого отверстия. Для уменьшения трения рабочей части сверла в сторону хвостовика сделан обратный конус. Диаметр сверла уменьшается на каждые 100 мм длины на 0,03-0,1 мм.

Режущая часть сверла изготовляется из инструментальных сталей в твердых сплавов. Как и резец, сверло имеет передний и задний углы (рис.51). Передний угол у (сечениеБ-Б) в каждой точке режущей кромки является величиной переменной. Наибольшее значение уголу имеет на периферии сверла, наименьшее-у вершины сверла. Вследствие того что сверло во время работы не только вращается, но и перемещается. вдоль оси, действительное значение заднего углаа отличается от угла, по-. лученного при заточке. Чем меньше диаметр окружности, на которой находится рассматриваемая точка режущей кромки, и чем больше подача, тем меньше действительный задний угол.

Действительный же передний угол в процессе резания соответственно будет больше угла, замеренного после заточки. Чтобы обеспечить достаточную величину заднего угла в работе

Рис. 51. Передний и задний углы сверла

(в точках режущей кромки, близко расположенных к оси сверла), а также угла заострения зуба вдоль оси всей длины режущей кромки, задний угол делается: на периферии 8-14°, а у середины 20-27°, задний угол на ленточках сверла равен 0°.

Кроме переднего и заднего углов сверло характеризуется углом наклона винтовой канавки , углом наклона поперечной кромки , углом при вершине 2, углом обратной конусности(рис. 50).=18-30°, =55°,=2-3°, у сверл из инструментальной стали 2=60-140°.

Виды подточек и различные формы заточки показаны на рис. 52.

Рис. 52. Элементы подточки спиральных сверл

Элементы режима резания (рис.53). Как уже указывалось, скорость резания в различных точках режущей кромки различна и изменяется от нуля в центре до максимальной на периферии сверла. При расчетах режимов резания принимается наибольшая скорость резания на периферии (в м/мин)

где D - диаметр сверла, мм; n -частота вращения сверла, об/мин; - коэффициент, равный 3,14.

Рис. 53. Элементы резания: а - при сверлении,6 - при рассверливании

Подачей при сверлении s(мм/об) называется величина перемещения сверла вдоль оси за один оборот сверла или за один оборот заготовки, если заготовка вращается, а сверло только перемещается. У сверла две главные режущие кромки. Подача, приходящаяся на каждую кромку,

Минутная подача (мм/мин)

s м = sn .

Толщина среза а , измеренная в направлении, перпендикулярном режущей кромке:

Ширина среза b измеряется в направлении вдоль режущей кромки и равняется ее длине:

Силы, действующие на сверло. При сверлении отверстий материал оказывает сопротивление снятию стружки. В процессе резания на режущий инструмент действует сила, которая преодолевает силу сопротивления материала, а на шпиндель станка действует крутящий момент (см. рис. 48).

Разложим равнодействующую силу сопротивления на каждой режущей кромке на составляющие силы в трех взаимно перпендикулярных направлениях: Р Z , P B , Р Г (см. рис. 48). Горизонтальные (радиальные) силы Р Г . действующие на обеих режущих кромках, взаимно уравновешиваются вследствие симметрии спирального сверла. При несимметричности заточки длина режущих кромок неодинакова и радиальная сила не будет равна нулю, в результате происходит отжим сперла и разбивание отверстия. Силы Р В направленные вверх, препятствуют проникновению сверла в глубину обрабатываемой детали. В этом же направлении действуют силы р 1 поперечной кромки. Кроме того, продвижению сверла препятствуют силы трения на ленточках сверла (трение об обработанную поверхность отверстия) и силы трения от сходящей стружки Р Т . Суммарная сила от указанных сил сопротивления в осевом направлении сверла называется осевой силой Р или усилием подачи:

Р=
(2Р В +Р 1 +Р Т ).

Силы сопротивления Р В , возникающие на режущих кромках и мешающие проникновению сверла, составляют 40 % от силыР; силы сопротивленияР 1 , возникающие на поперечной кромке, составляют 57 % и силы тренияР Т - около 3 %.

Суммарный момент сил сопротивления

Рис. 54. Виды сверл: а, б - спиральные, в -с прямыми канавками, г - перовое, д - ружейное, е - однокромочное с внутренним отводом стружки, ж – двухкромочное, з – для кольцевого сверления, и – центровочное, к – шнековые.

резанию М складывается из момента от сил Р z , момента от сил скобления и трения на поперечной кромке М ПК , момента от сил трения на ленточках М Л и момента от сил трения стружки о сверло и обработанную поверхность отверстия М С , т. е. М=М СР +М ПК +М Л +Мс.

По силе Р и моменту М рассчитывается необходимая мощность сверлильного станка.

Износ и стойкость сверл . Износ сверл происходит по задней поверхности, ленточкам и уголкам, а иногда и передней поверхности сверл, с твердосплавными пластинками - по уголкам и ленточке.

Стойкость сверла зависит от материала обрабатываемой детали и инструмента, от качества инструмента, от режимов резания, применяемой СОЖ и др.

Типы сверл и их устройство . Сверло является инструментом, с помощью которого получают отверстия или увеличивают диаметр ранее просверленного отверстия.

На рис. 54 показаны различные типы сверл: перовые (рис. 54, г), двухкромочные (рис. 54, ж), спиральные (рис. 54,а и б), ружейное (рис. 54, д), для кольцевого сверления (рис. 54, з), центровочные (рис. 54, и), шнековые (рис. 54, к).

Перовое сверло представляет собой круглый стержень, на конце которого находится плоская лопатка, имеющая режущие кромки, наклоненные друг к другу под углом 120°. Перовые сверла обладают недостаточной жесткостью. Недостатком однокромочного сверла является необходимость иметь направляющую втулку, а также ограниченное пространство для отвода стружки.

Спиральное сверло получило наибольшее распространение в промышленности. Его устройство описано выше (см. рис. 50). Остальные типы сверл имеют специальное назначение.

Шнековые сверла дают возможность получать отверстия глубиной до 40 диаметров за один рабочий ход без периодических выводов для удаления стружки. Они позволяют работать на более высоких скоростях резания, что в сочетании с сокращением вспомогательного времени (отсутствие промежуточных выводов сверла) дает повышение производительности в 2-3 раза по сравнению с работой удлиненными стандартными сверлами.

Сверла, оснащенные твердым сплавом. Сверла, оснащенные пластинками из твердого сплава, обладают большой стойкостью, позволяют работать на высоких скоростях, дают высокое качество обработанной поверхности и обеспечивают высокую производительность. Ими можно обрабатывать детали из чугуна, закаленной стали, стекла, мрамора, пластмасс и др. Особенно эффективно применение твердосплавных пластинок при сверлении чугунов и рассверливании чугунов и сталей.

Твердосплавные сверла имеют передний угол у =0-7°; задний угола =8-16°, угол 2=118-150°. На рис. 55 показаны несколько типов твердосплавных сверл. Сверло конструкции Института твердых сплавов (рис. 55, а) сделано со стальным хвостовиком. Сверло ВНИИ (рис. 55,6) сделано целиком из твердого сплава. Твердосплавный монолитный инструмент небольших размеров (сверла, метчики, развертки до 6 мм) изготовляется из твердосплавных стержней шлифованием. Монолитные сверла изготовляется из сплавов ВК6М, ВК8М и ВК10М. Они предназначены для обработки тугоплавких металлов - вольфрама, бериллия, титановых и молибденовых сплавов, высокопрочных чугунов, нержавеющих, хромоникелевых, жаропрочных сталей и сплавов. Стоимость монолитных твердосплавных сверл в 10 раз дороже, чем стоимость сверл из быстрорежущих сталей.

Рис. 55. Сверла из твердого сплава: а - со стальным хвостовиком,б - изготовленное по методу ВНИИ,в -с косыми канавками, оснащенное твердым сплавом,г -спиральное, оснащенное пластинойиз твердого сплава,д-с прямыми канавкамии твердосплавной пластинкой

Сверла с косыми канавками (рис. 55, в) состоят из державки, в паз которой впаяна пластинка из сплава ВК8. .Такие сверла применяются для сверления неглубоких отверстий. Сверла с винтовыми канавками (рис. 55, а) применяют для сверления деталей из вязких и хрупких металлов на высоких режимах работы. На рис. 55, д показано сверло с прямыми канавками московского завода «Фрезер», предназначенное для сверления деталей из чугуна и хрупких материалов глубиной (2-3) D . При обработке сталей рекомендуется применять твердый сплав Т15К6, при обработке чугунов - сплав ВК8. При обработке твердосплавными сверлами необходимо выдерживать симметричность заточки сверл.

Сверла с поворотными неперетачиваемыми твердосплавными пластинками. На рис. 56 показано сверло с двумя треугольными неперетачиваемыми твердосплавными пластинками. Пластинки1 и2 расположены в двух прямоугольных канавках6 в специальных гнездах3 и закреплены болтами 7. Пластинки расположены так, что их режущие кромки образуют взаимно перекрывающие поверхности резания. Пластинки являются как бы токарными резцами, укрепленными в державке4, вставленной во втулку 5. Процесс

Рис. 56. Сверло с поворотными неперетачиваемыми пластинками

резания этим сверлом переходит в процесс точения, выполняемый двумя резцами, позволяя использовать рабочие качества и простоту современных токарных резцов. Форма пластинок и их расположение означают, что сверло не нуждается в предварительной подготовке отверстия. Это сверло позволяет сверлить в обоих направлениях, выводить и вводить сверло вновь. Сверло предназначено для отверстий от 18 до 56 мм и глубиной до двух диаметров сверла. При использовании пластинок с двойным покрытием можно работать с подачами, значительно превосходящими (до 5 раз) подачи, применяемые при работе спиральными сверлами, получая то же качество обработанной поверхности.

Применение сверл с неперетачиваемыми поворотными пластинками превращают операцию сверления из медленной в быструю и дешевую. Учитывая, что операция сверления неглубоких отверстий в станках с ЧПУ, агрегатных станках и автоматических линиях является обычной и распространенной, технология обработки с использованием сверл с неперетачиваемыми поворотными пластинками будет прогрессивной.

Для сверления глубоких отверстий применяют длинные сверла с неперетачиваемыми поворотными пластинками типа «Эжектор» (рис.57), имеющими автономное устройство подачи СОЖ и удаления стружки. Сверло глубокого сверления 2 работает в паре со сверлом1. Операция сверления выполняется в два рабочих хода.

Рис. 57. Сверло для глубоких отверстий с пластинками типа «Эжектор»

Сначала сверлится неглубокое отверстие сверлом 1. Затем сверлом 2 производится окончательное сверление глубокого отверстия.

Зенкерование и развертывание

Процесс зенкерования осуществляется зенкером. Операция зенкерования более точная, чем сверление. Сверлением достигается 11-12-й квалитеты и шероховатость поверхности R z 20 мкм, а зенкерованием - 9-11-й квалитеты и шероховатость поверхности Ra 2,5мкм.

Развертывание является операцией более точной, чем сверление и зенкерование. Развертыванием достигается 6-9-й квалитеты и шероховатость поверхности Ra 1,25-0,25 мкм.

Операция зенкерования подобна рассверливанию. На рис. 58 показана конструкция зенкера. Зенкер состоит из рабочей части 1, шейки 2 и хвостовика 3. Рабочая часть состоит из режущей части l 1 и калибрующей l 2 . Режущая (заборная) часть наклонена к оси под главным углом в плане и выполняет резание. Обычно при обработке стали=60°, для чугуна- 45-60°. Для зенкеров, оснащенных твердосплавными пластинками, =60-75°. Угол наклона винтовой канавки= 10-30°, при обработке чугуна>0.

На рис. 58 показаны зенкеры различной конструкции, применяемые при работе на агрегатных станках и автоматических линиях.

Рис. 58. Зенкеры: а -цельный с коническим хвостовиком, б-насадной цельный,в -насадной с наборными ножками,г -оснащенный твердосплавной пластинкой,д -cнаправлением для цилиндрических углублений

Зенкеры с коническим хвостовиком (рис. 58,а) с минимальным количеством зубьев z<3, диаметром 10 мм и выше применяются для окончательной обработки и под развертывание. Зенкеры насадные и со вставными ножами (рис. 58,б ив ) применяются для обработки отверстий.

Зенкеры изготовляются из быстрорежущих сталей Р18 и Р9 и твердосплавных материалов Т15К6, применяемых при обработке сталей, и ВК8, ВК6 и ВК4-при обработке чугунов.

Процесс развертывания является чистовой операцией для получения точных отверстий. Резание осуществляется разверткой. Как указывалось, развертывание более точная операция, чем сверление и зенкерование. Развертка во многом напоминает зенкер, основное ее отличие от зенкера в том, что она снимает значительно меньший припуск и имеет большое число зубьев - от 6 до 12. Развертка состоит из рабочей части и хвостовика (рис. 59). Рабочая часть в свою очередь состоит из режущей частиВ и калибрующейГ. Режущая часть наклонена к оси под главным углом в планеи выполняет основную работу резания. Угол конуса режущей (заборной) части составляет 2.

Рис. 69. Развертка

Калибрующая часть развертки состоит из двух участков: цилиндрического Д и конического Е, так называемого обратного конуса. Обратный конус делается для уменьшения трения инструмента об обработанную поверхность и увеличения диаметра отверстия. Передний угол разверткиу равен 0-10° (0° принимается для чистовых работ и при резании хрупких металлов). Задний угола на режущей части развертки делается 6-15° (большие значения для малых диаметров). Задний угол на калибрующей части равен нулю, так как имеется цилиндрическая ленточка.

Главный угол в плане у машинных разверток (из инструментальных сталей) при обработке вязких сталей равен 15°, при обработке чугунов 5°. При развертывании глухих и сквозных отверстий 9-го квалитета и грубее=45-60°. У разверток, оснащенных пластинками твердых сплавов,=30-45°.

На рис. 60, 61 показаны различные типы разверток. По своей конструкции развертки делятся на ручные и машинные, цилиндрические и конические, насадные и цельные.

Рис. 60. Типы разверток

Рис. 61. Машинные регулируемые развертки

Ручные развертки изготовляются с цилиндрическим хвостовиком (рис. 60, г). Ими обрабатываются отверстия от 3 до 50 мм. Машинные развертки (рис. 61) делаются с цилиндрическими и коническими хвостовиками и используются для развертывания отверстий диаметром от 3 до 100 мм. Этими развертками обрабатываются отверстия на сверлильных и токарных станках. Насадные развертки служат для развертывания отверстий от 25 до 300 мм. Их насаживают на специальную оправку, имеющую конусный хвостовик для крепления на станке. Насадные развертки изготовляют из быстрорежущей стали Р9 или Р18 и оснащают пластинками из твердого сплава.

Коническими развертками развертывают конусные отверстия. Обычно в комплект входят три развертки: обдирочная, промежуточная и чистовая. Цельные развертки изготовляются из углеродистой или легированной стали. При развертывании отверстий в твердых металлах применяются развертки с пластинками из твердых сплавов.

Элементы режима резания и срезапри зенкеровании и развертывании. Элементы режима резания подсчитывают по формуле и методике, приведенной в разделе «Сверление» (коэффициенты и показатели степеней выбирают из таблиц и справочников применительно к конкретной операции).

Глубину резания t (рис. 62 и 63) определяют исходя из припуска на обработку при зенкеровании до 2 мм на сторону. Средние значения припуска под зенкерование после сверления, снимаемого за один рабочий ход (т. е.t = h ), составляют:

Рис. 62. Элементы резания при зенкеровании

Припуск под чистовое развертывание принимается 0,05-0,25 мм на сторону. Припуск под предварительно развертывание может быть увеличен в 2-3 раза. Средние значения глубин

резания (припуска) при чистовом развертывания составляют:

Толщина среза а при развертывании (рис. 63) обычно незначительна и составляет 0,02-0,05 мм.

Машинное время (в. мин) при зенкеровании и развертывании

где L - путь, проходимый инструментом в направлении подачи, мм;l - глубина зенкерования или развертывания, мм;У- величина врезания, мм (рис. 62,6);=1-3 мм-величина перебега, мм.

Рис. 63. Элементы резания при развертывании

Сущность процесса сверления

К атегория:

Сверление металла

Сущность процесса сверления

Сверлением называется образование снятием стружки отверстий в сплошном материале с помощью режущего инструмента - сверла, совершающего вращательное и поступательное движения относительно своей оси.

Сверление применяется:
– для получения неответственных отверстий, невысокой степени точности и невысокого класса шероховатости, например под крепежные болты, заклепки, шпильки и т. д.;
– для получения отверстий под нарезание резьбы, развертывание и зенкерование.

Рассверливанием называется увеличение размера отверстия в сплошном материале, полученного литьем, ковкой, штамповкой или другими способами.

Сверлением и рассверливанием можно получить отверстие 10-го в отдельных случаях 11-го квалитета и шероховатость поверхности Rz - 320 -н 80. Когда требуется более высокое качество поверхности отверстия, его (после сверления) дополнительно зенкеруют и развертывают.

Точность сверления в отдельных случаях может быть повышена благодаря тщательному регулированию станка, правильно заточенному сверлу или сверлением через специальное приспособление, называемое кондуктором. Сверла разделяются на спиральные, с прямыми канавками, перовые, для глубокого, кольцевого сверления и центровочные (рис. 179).

Сверла изготовляются из быстрорежущих, легированных и углеродистых сталей, а также оснащаются пластинками из твердых сплавов.

Для сверления отверстий чаще применяют спиральные сверла и реже специальные.

Спиральное сверло - двузубый (двулезвийный) режущий инструмент, состоящий из двух основных частей: рабочей и хвостовика.

Рабочая часть сверла в свою очередь состоит из цилиндрической (калибрующей) и режущей части. На цилиндрической части имеются две винтовые канавки, расположенные одна против другой. Их назначение - отводить стружку из просверливаемого отверстия во время работы сверла. Канавки на сверлах имеют специальный профиль, обеспечивающий правильное образование режущих кромок сверла и необходимое пространство для выхода стружки.

Форма канавки и угол наклона ю (омега) между направлением оси сверла и касательной к ленточке должны быть такими, чтобы, не ослабляя сечения зуба, обеспечивалось достаточное стружечное пространство и легкий отвод стружки. Однако сверла (особенно малого диаметра) с увеличением угла наклона винтовой канавки ослабляются. Поэтому у сверл малого диаметра этот угол делается меньше, для сверл больших диаметров - больше. Угол наклона винтовой канавки сверла составляет 18 - 45°. Для сверления стали пользуются сверлами с углом наклона канавки 18 - 30°, для сверления хрупких металлов (латунь, бронза) - 22 - 25°, для сверления легких и вязких металлов - 40 - 45°, при обработке алюминия, дюралюминия и электрона - 45°.

Рис. 1. Разновидности сверл: а, б - спиральные, в - с прямыми канавками, г - перовое, д - ружейное, е - однокромочное с внутренним отводом стружки для глубокого сверления, ж - двухкромочное для глубокого сверления, з - для кольцевого сверления, и - г центровочное

В зависимости от направления винтовых канавок спиральные сверла подразделяют на правые (канавка направлена по винтовой линии с подъемом слева направо, движение сверла во время работы происходит против хода часовой стрелки) и левые (канавка направлена по винтовой линии с подъемом справа налево, движение происходит по ходу часовой стрелки). Левые сверла применяют редко. Левые и правые сверла отличаются не только канавкой, а и направлением вращения при работе.

Расположенные вдоль винтовых канавок сверла две узкие полоски на цилиндрической поверхности сверла называют ленточками. Они служат для уменьшения трения сверла о стенки отверстия, направляют сверло в отверстие и способствуют тому, чтобы сверло не уводило в сторону. Сверла диаметром 0,25 - 0,5 мм выполняются без ленточек.

Уменьшение трения сверла о стенки просверливаемого отверстия достигается также тем, что рабочая часть сверла имеет обратный конус, т. е. диаметр сверла у режущей части больше, чем на другом конце у хвостовика. Разность этих диаметров составляет 0,03 - 0,12 мм на каждые 100 мм сверла. У сверл, оснащенных пластинками из твердых сплавов, обратная конусность применяется от 0,03 - 0,15 мм на длине пластинки.

Зуб - это выступающая с нижнего конца часть сверла, имеющая режущие кромки.

Зуб сверла имеет спинку, представляющую собой углубленную часть наружной поверхности зуба, и заднюю поверхность, представляющую собой торцовую поверхность зуба на режущей части.

Поверхность канавки, воспринимающая давление стружки, называется передней по-182. Геометрические параметры режущей части спирального сверла поверхностью. Линия пересечения передней и задней поверхностей образует режущую кромку. Линия, образованная пересечением задних поверхностей, представляет поперечную кромку. Ее величина зависит от диаметра сверла (в среднем 0,13 диаметра сверла).

Режущие кромки соединяются между собой на сердцевине (сердцевина - тело рабочей части между канавками) короткой поперечной кромкой. Для большей прочности сверла сердцевина постепенно утолщается от поперечной кромки и к концу канавок (к хвостовику).

Рис. 2. Спиральные сверла (а, б), элементы сверла (в)

Рис. 3. Канавки и режущие кромки (а), углы (б) спирального сверла

На рис. 3 показаны углы спирального сверла. Передняя поверхность зуба (клина) сверла образуется спиральной канавкой, задняя - боковой поверхностью конуса. Геометрические параметры режущей части сверла, показаны на рис. 4 (см. сечение N-N).

Передним углом у (гамма) называют угол заключенный между поверхностью резания (обработанной поверхностью) и касательной к передней поверхности (или передней грани).

Наличие переднего угла облетает врезание инструмента, стружка лучше отделяется и получает возможность естественного схода.

С увеличением переднего угла улучшаются условия работы инструмента, уменьшается усилие резания, повышается стойкость. Вместе с тем ослабляется тело режущей части инструмента, которое может легко выкрашиваться, ломаться; ухудшается отвод теплоты, что приводит к быстрому нагреву и потере твердости. Поэтому для каждого инструмента приняты определенные значения переднего угла. Передние углы меньше при обработке твердых и прочных материалов, а также при меньшей прочности инструментальной стали. В данном: случае для снятия стружки требуются большие усилия и режущая часть инструмента должна быть прочнее. При обработке мягких, вязких материалов передние углы берутся больше.

Задний угол а (альфа) - это угол наклона задней поверхности, образуемой касательной к задней поверхности (или задней грани) и касательной к обрабатываемой поверхности. Задний угол дается для уменьшения трения задней поверхности (или задней грани) об обрабатываемую поверхность.

При слишком малых углах а повышается трение, увеличивается сила резания, инструмент сильно нагревается, задняя поверхность быстро изнашивается. При очень больших задних углах ослабляется инструмент, ухудшается отвод теплоты.

Передние и задние углы сверла в разных точках режущей кромки имеют различную величину; для точек, расположенных ближе к наружной поверхности сверла, передний угол больше и, наоборот, для точек, расположенных ближе к центру, передний угол меньше. Если у периферии сверла (наружный диаметр) он имеет наибольшую величину (25 -30°), то по мере приближения к вершине сверла уменьшается до величины, близкой к нулю.

Как и передний, задний угол сверла изменяется по величине для разных точек режущей кромки: для точек, расположенных ближе к наружной поверхности сверла, задний угол меньше, а для точек, расположенных ближе к центру, - больше.

Угол заострения р образуется пересечением передней и задней поверхностей.

Хвостовики у спиральных езерл могут быть коническими и цилиндрическими. Конические хвостовики имеют сверла диаметром от 6 до 80 мм. Эти хвостовики образуются конусом Морзе. Сверла с цилиндрическими хвостовиками изготовляют диаметром до 20 мм. Хвостовик является продолжением рабочей части сверла.

Сверла с коническим хвостовиком устанавливают непосредственно в отверстие шпинделя станка (или через переходные втулки) и удерживаются благодаря трению между хвостовиком и стенками конического отверстия шпинделя. Сверла с цилиндрическим хвостовиком закрепляют в шпинделе станка с помощью специальных патронов. На конце конического хвостовика имеется лапка, не позволяющая сверлу провертываться в шпинделе и служащая упором при удалении сверла из гнезда. У сверл с цилиндрическим хвостовиком имеется поводок, предназначенный для дополнительной передачи крутящего момента сверлу от шпинделя.

Шейка сверла, соединяющая рабочую часть с хвостовиком, имеет меньший диаметр, чем диаметр рабочей части, служит для выхода абразивного круга в процессе шлифования, на ней обозначена марка сверла и материал.

Спиральные сверла изготовляются из углеродистой инструментальной стали У10А, легированной стали, хромокремнистой 9ХС, быстрорежущей Р6М5.

Рис. 5. Сверла, оснащенные пластинками из твердого сплава с винтовыми (а), прямыми (6) канавками, каналами для охлаждающей жидкости (в)

Для изготовления сверл все чшире применяют металлокерамические твердые сплавы марок ВК6, ВК8 и Т15К6. Наиболее распространенным являются спиральные сверла из,быстрорежущей стали.

Сверла, оснащенные пластинками из твердых сплавов, находят широкое применение при сверлении и рассверливании чугуна, закаленной стали, пластмасс, стекла, мрамора и других твердых материалов.

По сравнению со сверлами, изготовленными из инструментальных углеродистых сталей, они имеют значительно меньшую длину рабочей части, большой диаметр сердцевины и меньший угол наклона винтовой канавки. Эти сверла обладают высокой стойкостью и обеспечивают высокую производительность труда.

Существует несколько типов сверл диаметром от 5 до 30 мм, оснащенных твердыми сплавами типа ВК. Корпуса этих сверл изготовляются из стали марок Р9, 9ХС и 40Х.

Сверла с винтовыми канавками обеспечивают значительно лучший выход стружки из отверстий, особенно при сверлении вязких металлов. Это достигается благодаря тому, что на длине 1,5 -2 диаметра сверла канавка прямая, а далее к хвостовой части сверла винтовая.

Сверла с прямыми канавками применяют при сверлении отверстий в хрупких металлах. Они проще в изготовлении, но для сверления глубоких отверстий эти сверла применять нельзя, так как затрудняется выход стружки из отверстия.

Сверла с косыми канавками применяют для сверления неглубоких отверстий, так как длина канавок для выхода стружки у них очень мала.

Сверла с отверстиями для подвода охлаждающей жидкости к режущим кромкам сверла предназначается для сверления глубоких отверстий в неблагоприятных условиях. Эти сверла имеют повышенную стойкость, так как охлаждающая жидкость, подаваемая под давлением 1-2 МПа (10 - 20 кгс/см2) в пространство между наружной поверхностью сверла и стенками отверстия, обеспечивает охлаждение режущих кромок и облегчает удаление стружки.

Сверло крепят в специальном патроне, обеспечивающем подвод охлаждающей жидкости к отверстию в хвостовой части сверла. Эти сверла особенно эффективны при работе с жаропрочными материалами.

При сверлении отверстий сверлами со сквозными каналами режим резания повышается в 2 - 3 раза, а стойкость инструмента - в 5-6 раз. Сверление таким способом осуществляют на специальных станках в специальных патронах.

Твердосплавные монолитные сверла предназначены для обработки жаропрочных сталей. Эти типы сверл могут быть применены для работы на сверлильных машинах (материалом служит твердый сплав ВК15М) и для работы на токарных металлорежущих станках (твердый сплав ВК10М).

Корпуса твердосплавных сверл изготовляют из стали Р6М5, 9ХС, 40Х, 45Х. В сверлах прорезается паз под пластинку из твердого сплава, которую закрепляют медным или латунным припоем.

Рис. 6. Сверление с подводом охлаждающей жидкости к режущим кромкам

Рис. 7. Центровочные сверла: а - без предохранительного конуса, б - с предохранительным конусом

Комбинированные сверла, например сверло-зенковка, сверло-развертка, сверло-метчик, применяют для одновременного сверления и зенкования, сверления и развертывания или сверления и нарезания резьбы.

Центровочные сверла служат для получения центровых отверстий в различных заготовках. Их изготовляют без предохранительного конуса и с предохранительным конусом.

Паровые сверла наиболее просты в изготовлении, применяются для сверления неответственных отверстий диаметром до 25 мм, главным образом при обработке твердых поковок и отливок, ступенчатых и фасонных отверстий. Сверление, как правило, осуществляют трещотками и ручными дрелями.

Эти сверла изготовляют из инструментальной углеродистой стали У10, У12, У10А и У12А, а чаще всего из быстрорежущей стали Р6М5.

Перовое сверло имеет форму лопатки с хвостовиком. Его режущая часть - треугольной формы с углами при вершине 2 ф =118 -н 120° и задним углом а = 10 ~ 20°.

Перовые сверла подразделяют на двусторонние и односторонние, наиболее распространенными являются двусторонние. Угол заточки одностороннего перового сверла принимается из стали в пределах 75 - 90°, а для цветных металлов - 45 - 60° . Угол заточки двустороннего перового сверла принимается 120-135°.

Перовые сверла не допускают высоких скоростей резания и непригодны для сверления больших отверстий, так как стружка из отверстия не отводится, а вращается вместе со сверлом и царапает поверхность отверстия. Кроме того, в процессе работы сверло быстро тупится, изнашивается, теряет режущие качества и уходит в сторону от оси отверстия.

Сверление является одним из самых распространенных методов получения отверстия резанием. Режущим инструментом здесь служит сверло, которое дает возможность как получать отверстия в сплошном материале (сверление), так и увеличивать диаметр уже просверленного отверстия (рассверливание).

При сверлении обрабатываемую деталь закрепляют на столе сверлильного станка прихватами, в тисках, на призмах и т. п., а сверху сообщают два совместных движения - вращательное и поступательное (направленное вдоль оси сверла). Вращательное движение называется главным (рабочим) движением. Поступательное движение вдоль оси сверла называется движением подачи.

Рис. 1. Сверла различной конструкции

Сверление применяется при выполнении многих слесарных работ. Оно выполняется на приводных сверлильных станках и вручную - ручными дрелями, с помощью механизированного инструмента - электрическими и пневматическими дрелями, а также электроискровым и ультразвуковым методами.

Сверла, их конструкция и назначение. По конструкции и назначению сверла подразделяются на ряд видов.

Перовые сверла представляют собой простой режущий инструмент (рис. 1,а). Они применяются главным образом в трещотках и ручных дрелях для сверления неответственных отверстий диаметром до 25 мм.

Спиральные сверла с цилиндрическим и коническим хвостовиками (рис. 1, б, в) используются как для ручного сверления, так и при работе на станках (сверлильных, револьверных и др.).

Сверла для глубокого сверления применяются на специальных станках для получения точных отверстий малого диаметра. Под глубоким сверлением обычно понимают сверление отверстий, длина которых превышает их диаметр в 5 раз и более.

Центровые сверла (рис. 1,г) служат для получения центровых углублений на обрабатываемых деталях.

Комбинированные сверла позволяют производить одновременную обработку одноосных отверстий, а также одновременное сверление и зенко-вание или развертывание отверстий (рис. 1, е).

Для изготовления сверл, как правило, применяют следующие инструментальные материалы: углеродистую инструментальную сталь марок У10А и У12А, легированные стали - хромистую марку X и хромокремни-стую -9ХС; быстрорежущую сталь марок Р9 и Р18. В последние годы для этой цели находят применение также металлокерамические твердые сплавы ВК6, ВК8 и Т15К6.

Сверла из быстрорежущих сталей делают сварными: рабочую часть - из быстрорежущей стали, а остальную часть - из менее дорогой конструкционной стали. Наиболее распространенными являются спиральные сверла из быстрорежущих сталей.

Элементы и геометрические параметры спирального сверла. Спиральное сверло имеет рабочую часть, шейку, хвостовик для крепления сверла в шпинделе станка и лапку, служащую упором при выбивании сверла из гнезда шпинделя (рис. 2,а). Рабочая часть в свою очередь разделяется на режущую и направляющую.

Режущая часть, на которой расположены все режущие элементы сверла, состоит: из двух зубьев (перьев), образованных двумя спиральными канавками для отвода стружки (рис. 2,б); перемычки (сердцевины) - средней части сверла, соединяющей оба зуба ‘(пера); двух передних поверхностей, по которым сбегает стружка, и двух задних поверхностей; двух ленточек, служащих для направления сверла, калибрования отверстия и уменьшения трения сверла о стенки отверстия; двух главных режущих кромок, образованных пересечением передних и задних поверхностей и выполняющих основную работу резания; поперечной кромки (перемычки), образованной пересечением обеих задних поверхностей. На наружной поверхности сверла между краем ленточки и канавкой расположена идущая по винтовой линии несколько углубленная часть, называемая спинкой зуба.

Рис. 2. Элементы и геометрические параметры спирального сверла: а и б-элементы спирального сверла; в, г и д-геометрические параметры спирального сверла; с-элементы резания: поз. /-при сверлении; поз. //-при рассверливании

Уменьшение трения сверла о стенки просверливаемого отверстия достигается также тем, что рабочая часть сверла имеет обратный конус, т. е. диаметр сверла у режущей части больше, чем на другом конце, у хвостовика. Разность в величине этих диаметров составляет 0,03-0,12 мм на каждые 100 мм длины сверла.

У сверл, оснащенных пластинками твердых сплавов, обратная конусность принимается от 0,1 до 0,03 мм на каждые 100 мм длины.

К геометрическим параметрам режущей части сверла (рис. 109,в, г, д) относятся: угол при вершине сверла, угол наклона винтовой канавки, передний и задний углы, угол наклойа поперечной кромки (перемычки).

Угол при вершине сверл а 2ф расположен между главными режущими кромками. Он оказывает большое влияние на работу сверла. Величина этого угла выбирается в зависимости от твердости обрабатываемого материала и колеблется в пределах от 80 до 140°. Для сталей, чугунов и твердых бронз 2<р= 116-М 18°; для ла-туней и мягких бронз 2ф=130°; для легких сплавов - дуралюмина, силумина, электрона и баббита 2ф=140°; для меди 2ф=125°; для эбонита и целлулоида 2ф = 80-к 90°.

Для повышения стойкости сверл диаметром 12 мм и выше применяют двойную заточку сверл; при этом главные режущие кромки имеют форму не прямой, как при обычной заточке (рис. 3, в), а ломаной линии (рис. 109,г). Основной угол 2ф= 116-4-118° (для сталей и чугунов), а второй угол 2ф=70-г-75°.

Угол наклона винтовой канавки обозначается греческой буквой омега. С увеличением этого угла процесс резания облегчается и улучшается выход стружки. Однако сверло (особенно малого диаметра) с увеличением угла наклона винтовой канавки ослабляется. Поэтому у сверл малого диаметра этот угол делается меньшим, чем у сверл большого диаметра.

Угол наклона винтовой канавки должен выбираться в зависимости от свойств обрабатываемого металла. Для обработки, например, красной меди и алюминия этот угол нужно брать равным 35-40°, а для обработки стали (о = 25° и меньше.

Если рассечь спиральное сверло плоскостью, перпендикулярной главной режущей кромке, то мы увидим передний угол (см. сечение ББ на рис. 109,5).

Передний угол у (гамма) в разных точках режущей кромки имеет разную величину: он больше У периферии сверла и заметно меньше у его оси. Так, если у наружного диаметра передний угол у = 25 г 30°, то у перемычки он близок к 0°. Непостоянство величины переднего угла относится к недостаткам спирального сверла и является одной из причин неравномерного и быстрого его износа.

Задний угол сверла а (альфа) предусмотрен для уменьшения трения задней поверхности о поверхность резания. Этот угол рассматривается в плоскости АА, параллельной оси сверла. Величина заднего угла также изменяется по направлению от периферии к центру сверла; у периферии он равен 8-И2”, а у оси а = 20н-26°.

Сверла, оснащенные пластинками твердых сплавов, по сравнению со сверлами, изготовленными из сталей, имеют меньшую длину рабочей части, больший диаметр сердцевины и меньший угол наклона винтовой канавки. Эти сверла обладают высокой стойкостью и обеспечивают более высокую производительность. Особенно эффективно применение сверл с пластинками твердых сплавов при сверлении и рассверливании чугуна, твердой стали, пластмасс, стекла, мрамора и других твердых материалов.

Сверла, оснащенные пластинками твердых сплавов, выпускаются четырех типов: спиральные с цилиндрическим хвостовиком; спиральные с коническим хвостовиком; с прямыми канавками и коническим хвостовиком и с косыми канавками и цилиндрическим хвостовиком.

Процесс резания при сверлении. В процессе сверления под влиянием силы резания режущие поверхности сверла сжимают прилегающие к ним частицы металла, и когда давление, создаваемое сверлом, превышает силы сцепления частиц металла, происходит образование элементов стружки и отделение ее.

При сверлении вязких металлов (сталь, медь, алюминий и др.) отдельные элементы стружки, плотно сцепляясь между собой, образуют непрерывную стружку, завивающуюся в спираль. Такая стружка называется сливной. Если обрабатываемый металл хрупок, например чугун или бронза, то отдельные элементы стружки надламываются и отделяются друг от друга. Такая стружка, состоящая из отдельных разобщенных между

собой элементов (чешуек) неправильной формы, носит название стружки надлома.

В процессе сверления различают следующие элементы резания: скорость резания, глубина резания, подача, толщина и ширина стружки.

Главное рабочее движение сверла (вращательное) характеризуется скоростью “резания.

Подачей при сверлении называется перемещение сверла вдоль оси за одйн его оборот. Она обозначается через S и измеряется в мм/об. Сверло имеет две главные режущие кромки.

Правильный выбор подачи имеет большое значение для увеличения стойкости инструмента. Величина подачи при сверлении и рассверливании зависит от заданной частоты и точности обработки, твердости обрабатываемого материала, прочности сверла и жесткости системы станок - инструмент - деталь.

Толщина среза (стружки) а измеряется в направлении, перпендикулярном режущей кромке сверла. Ширина среза Ь измеряется вдоль режущей кромки и равна ее длине.

Таким образом, площадь поперечного сечения стружки становится больше с увеличением диаметра сверла, а для данного сверла - с увеличением подачи.

Обрабатываемый материал оказывает сопротивление резанию и удалению стружки. Для осуществления процесса резания к инструменту должны быть приложены сила подачи Ро, превосходящая силы сопротивления материала осевому перемещению сверла, и крутящий момент Мкр, необходимый для преодоления момента сопротивления М и для обеспечения главного вращательного движения шпинделя и сверла.

Сила подачи Р0 при сверлении и крутящий момент зависят от диаметра сверла D, величины подачи и свойств обрабатываемого материала. Например, при увеличении диаметра сверла и подачи они также увеличиваются.

Стойкостью сверла называется время его непрерывной (машинной) работы до затупления, т. е. между двумя переточками. Стойкость сверла обычно измеряется в минутах.

В процессе резания при сверлении выделяется большое количество тепла вследствие деформации металла, трения выходящей по канавкам сверла стружки, трения задней поверхности сверла об обрабатываемую поверхность и т. п. Основная часть тепла уносится стружкой, а остальная распределяется между деталью и инструментом. Для предохранения от затупления и преждевременного износа при нагреве сверла в процессе резания применяют смазывающе-охлаждающую жидкость, которая отводит тепло от стружки, детали и инструмента.

К охлаждающим жидкостям, которыми пользуются при сверлении металла, относятся мыльная и содовая вода, масляные эмульсии и др.

Выбор режимов резания при сверлении заключается в определении такой подачи и скорости резания, при которых процесс сверления детали оказывается наиболее производительным и экономичным.

Теоретический расчет элементов режима резания производится по нормативам, действующим на заводе, или по справочникам в следующем порядке: выбирают подачу, затем подсчитывают скорость резания и по найденной скорости резания устанавливают число оборотов сверла. Затем выбранные элементы режима резания проверяют по прочности слабого звена механизма главного движения и мощности электродвигателя станка.

Обычно в производственных условиях при выборе элементов режима резания, сверления, зенкерования, развертывания и т. д. пользуются готовыми данными технологических карт.

Износ и заточка сверл. Износ сверл из быстрорежущей стали происходит по задней поверхности, ленточкам и углам, а иногда и по передней поверхности.

Задняя поверхность сверла изнашивается в результате трения о поверхность резания, передняя - в результате трения об образующуюся стружку. Затупившееся сверло в процессе работы издает характерный скрипящий звук, свидетельствующий о необходимости направить сверло в переточку.

Форма заточки оказывает влияние на стойкость сверла и скорость резания, допускаемую сверлом. Различают следующие формы заточки сверл: нормальную одинарную и двойную заточку, заточку с подточкой перемычки, с подточкой ленточки и др. (табл. 6).

Подточка перемычки состоит в образовании дополнительных выемок у вершины сверла с обеих сторон вдоль его оси на длине 3-15 мм, после чего длина перемычки сокращается до 0,1D. При этом значительно уменьшается сила подачи Р0, а стойкость сверла увеличивается в 1,5 раза.

Многие новаторы производства работают над совершенствованием конструкции сверл в целях повышения их стойкости.

Заточка сверл выполняется в заточных мастерских специалистами-заточниками на специальных станках.

В ряде случаев заточку сверл производят на простых заточных станках (точилах), оборудованных специальным приспособлением. При заточке вручную сверло держат левой рукой возможно ближе к режущей части (конусу), а правой рукой - за хвостовик. Прижимая режущую кромку сверла к боковой поверхности заточного круга, плавным движением правой руки покачивают сверло, добиваясь, чтобы его задняя поверхность получила правильный наклон и приняла надлежащую форму. Снимать надо небольшие слои металла при слабом нажиме сверлом на круг.

Необходимо следить за тем, чтобы режущие кромки имели одинаковую длину и были заточены под одинаковыми углами. Сверло с режущими кромками разной длины или с разными углами наклона может сломаться или просверлить отверстие большего диаметра. После заточки задней поверхности сверла его главные режущие кромки должны быть прямолинейными.

Рис. 4 Заточка сверла (а); проверка углов заточки сверла шаблоном (б)

Правильность заточки сверл проверяют специальным шаблоном.

Сверление

Сверление, зенкерование и развертывание

Рис. 48. Схема резания при сверлении. Силы, действующие на сверло

Рис. 49. Образование стружки при сверлении

Рис.50. Спиральное сверло

Режущая часть сверла изготовляется из инструментальных сталей в твердых сплавов. Как и резец, сверло имеет передний и задний углы (рис.51). Передний угол у (сечение Б-Б) в каждой точке режущей кромки является величиной переменной. Наибольшее значение угол у имеет на периферии сверла, наименьшее-у вершины сверла. Вследствие того что сверло во время работы не только вращается, но и перемещается. вдоль оси, действительное значение заднего угла а отличается от угла, по-. лученного при заточке. Чем меньше диаметр окружности, на которой находится рассматриваемая точка режущей кромки, и чем больше подача, тем меньше действительный задний угол.