Рис. 1 Части сверла
Основные части сверла.Режущая часть (рис.1). Калибрующая (направляющая, транспортирующая) часть. Эти две части образуют рабочую часть сверла. Соединительная часть (шейка). Хвостовая часть.
Рабочая частьсовместно с режущей и калибрующей частями образует две винтовые канавки и два зуба (пера), обеспечивающих процесс резания.
Калибрующая частьсверла, предназначенная для удаления стружки из зоны резания. Калибрующая часть по всей своей длине имеет ленточку и совместно с ней служит для направления сверла в отверстии.
Шейкау сверл служит для выхода шлифовального круга, а также для маркировки сверл.
Хвостовая частьбывает цилиндрической или конической с конусом Морзе. На конце хвостовой части имеется поводок или лапка.
Сверло имеет сложную конструкцию и характеризуется диаметром и длиной сверла, шириной и высотой ленточки, диаметром спинки, центральным углом канавки, шириной зуба (пера) и диаметром (толщиной) сердцевины.
Диаметр сверла (d).Выбор диаметра сверла зависит от технологического процесса получения данного отверстия.
Ленточка сверла.Обеспечивает направление сверла в процессе резания, уменьшает трение об поверхность отверстия и уменьшает теплообразование.
Ширина ленточки бывает от0,2–2мм в зависимости от диаметра сверла. Ширину ленточки выбирают:
при обработке легких сплавов равной
f=1,2+0,2682ln{d-18+[(d-18)2+1]1/2};
при обработке других материалов
f=(0,1…0,5)d1/3.
Высота ленточки обычно составляет 0,025dмм.
Для уменьшения трения при работе на ленточках делают утонение по направлению к хвостовику, т.е. обратную конусность по диаметру на каждые 100 мм длины. Для быстрорежущих сверл обратная конусность по диаметру составляет 0,03-0,12 мм. Для твердосплавных сверл – 0,1-0,12 мм.
Сердцевина сверлавлияет на прочность и жесткость, характеризуется диаметром сердцевины –dо. Величина диаметра сердцевины выбирается в зависимости от диаметра сверла. Для повышения жесткости и прочности сверла его сердцевина утолщается к хвостовику на 1,4-1,8 мм на каждые 100 мм длины.
Перемычка сверла оказывает влияние на процесс резания.
Режущие элементы сверла. Рабочая часть сверла (см. рис.) имеет шесть лезвий (режущих кромок). Двеглавные режущие кромки(1-2, 1’-2’). Двевспомогательных кромки(1-3, 1’-3’) расположенных на калибрующей части и служащие для направления сверла в процессе работы. Двепоперечные кромки(0-2, 0-2’) образующие перемычку. Все эти лезвия расположены на двух зубьях и имеют непрерывную пространственную режущую кромку, состоящую из пяти разнонаправленных отрезков (3-1, 1-2, 2-2’, 2’-1’, 1’-3’).
Угол при вершине сверла - 2.Для быстрорежущих сверл 118-120о, для твердосплавных 130-140о. Угол влияет на производительность и стойкость сверла, на силы резания, длину режущей кромки и элементы сечения стружки.
Угол наклона поперечного лезвия(перемычки)-(=50-55о).
Угол наклона винтовых канавок сверла оказывает влияние на прочность, жесткость сверла и стружкоотвод.
Рекомендуется для хрупких материалов =10-16о, для обработки материалов средней прочности и вязкости -=25-35о, для обработки вязких материалов -=35-45о.
Угол наклона винтовой канавки в данном сечении х определяется по формуле
где r– радиус сверла;
rх– радиус сверла в рассматриваемой точке.
Шаг винтовых канавок р.
где D– диаметр сверла.
Диаметр сердцевины сверла – do или К принимают равнымК=(0,125…0,145)D.
Для упрочнения инструмента диаметр Кувеличивается к хвостовику сверла на 1,4 – 1,8 мм на 100 мм длины.
Диаметр спинки зуба сверлаqвыбирают по зависимостиq= (0,99…0,98)D.
Профиль стружечных канавок.
Угол стружечной канавкиθпри обработке легких сплавов равен 116о, других материалов 90…93о.
Радиусы дуг, образующих профиль винтовой канавки сверла принимаются равнымиRк=(0,75…0,9)D, rк=(0,22…0,28)D, а центры дуг лежат на прямой, проходящей через центр поперечного сечения сверла.
Ширина пера.Различают ширину пера в нормальном к оси сечениюВои в сечении, нормальном направлению стружечной канавкиВ, которую указывают на чертеже инструмента. Ширину пераВоопределяют в нормальном к оси сверла сечении по формуле:
Передний угол главных режущих кромок .Угол является величиной переменной, наибольшее его значении на периферии сверла, а наименьшее – в центре. Угол может быть определен в нормальномN-N(N)сечении. Максимальное значение находится по формуле
Передние углы на поперечной режущей кромкеимеют большие отрицательные значения (могут достигать -60о). Меняются по длине кромки. Наибольшее значение в центре сверла.
Это приводит к следующему: режущая кромка не режет, а вдавливается в металл. На это тратится 65% осевой силы резания и 15% крутящего момента. Для уменьшения осевой силы уменьшают угол при вершине сверла, при этом крутящий момент возрастает и улучшаются его режущие свойства.
Задний угол главных режущих кромок -образуется на режущей части сверла на главных и поперечных режущих кромках. Является переменным и измеряется в нормальном и цилиндрическом сечениях.
Минимальное значение принимает на периферии сверла, максимальное – в центре. Эпюра углов показана на рисунке. Для сверл из быстрорежущих сталей принимается =8-15о. Для твердосплавных=4-6о.
Изменение передних и задних углов в процессе резания. В процессе резания передние и задние углы меняются и отличаются от углов заточки. Их называют кинематическими или действительными углами резания. Наибольшее значение при сверлении имеет кинематический задний угол.
Кинематический задний угол кизменяется вдоль главной режущей кромки сверла. Зависит от подачи и радиуса рассматриваемой точки режущего лезвия. Для обеспечения достаточного значения заднего угла в процессе резания его делают переменным вдоль режущей кромки. На периферии 8-14о, а у сердцевины 20-25ов зависимости от диаметра сверла.
Формы задней поверхности сверл.Различают одноплоскостные и двухплоскостные формы задней поверхности.
Оформление задней поверхности по плоскости. Это наиболее простой одноплоскостной способ заточки сверл, при нем необходимо иметь задние углы не менее 20 - 25°. При этом способе заточки значения заднего углаи угла наклона поперечной кромки зависят от угла при вершине сверла2 и заднего угла на периферии.
Недостатком таких сверл является прямолинейная поперечная кромка, которая при работе без кондуктора не обеспечивает правильного центрирования сверла.
Кдвухплоскостной форме задней поверхности сверл относится коническая, цилиндрическая и винтовая форма задней поверхности.
Такая форма задней поверхности позволяет получить независимые значения заднего угла на периферии , угла при вершине2 и угла наклона поперечной кромки.
Коническая форма задней поверхности сверлаявляется участком конической поверхности.
Для образования задних углов вершина конуса смещается относительно оси сверла на величину Н, равную или больше радиуса перемычки, и ось конуса наклонена к продольной оси сверла под углом.
Цилиндрическая форма задней поверхности сверла является участком цилиндрической поверхности. Этот метод применяют редко.
Винтовая форма задней поверхности сверлаявляется развертывающейся винтовой поверхностью. Она позволяет получить рациональное распределение значений задних углови более выпуклую поперечную кромку сверла, что улучшает самоцентрирование сверла при работе.
У таких сверл увеличиваются значения задних углов на поперечной режущей кромке, что приводит к уменьшению осевых нагрузок. Большим преимуществом винтовой заточки является возможность автоматизации процесса заточки.
studfiles.net
Отверстия, применяемые в деталях машин, имеют различную форму поперечного и продольного сечения: цилиндрическую, коническую, ступенчатую и фасонную. Отверстия могут быть сквозные и глухие, то есть не имеющие выхода с другой стороны детали.
Также отверстия различают по размерам, требуемой точности и качеству обработанной поверхности (параметрам шероховатости).
Лезвийным инструментом отверстия можно сверлить, рассверливать, зенкеровать, развертывать, растачивать, протягивать.
Сверлениеспособ обработки сверлом глухих и сквозных отверстий в сплошном материале.
Рассверливаниеспособ обработки уже имеющихся отверстий при помощи сверл.
При сверлении и рассверливании отверстия получаются с точностью 13-12 квалитета и шероховатостью Rz=10–30 мкм.
Зенкерованиеспособ обработки:
- предварительно полученного отверстия литьем, прошивкой или сверлением;
- цилиндрических углублений с отверстиями под головки винтов, болтов и гаек;
- конических отверстий под головки винтов и заклепок;
- центровых отверстий;
- торцевых поверхностей и бобышек около отверстий и снятия фасок.
Спиральные цилиндрические зенкерыиспользуют для обработки сквозных цилиндрических отверстий.
При этом повышается точность формы отверстий, соответствующая 11 квалитету и обеспечивается шероховатость поверхности с Rz=20–40 мкм.
Конические зенкеры и зенковкииспользуют для обработки отверстий под головки винтов и заклепок, центровых отверстий и снятия фасок.
Цилиндрические зенковки с цапфой или цековкиприменяют для обработки цилиндрических углублений с отверстиями под головки винтов, болтов и гаек.
Торцевые зенковки с цапфой или цековкииспользуют для обработки торцевых поверхностей выступов и бобышек около отверстий.
Развертываниеспособ обработки отверстий развертками в материале твердостьюHRC40.
При этом повышается точность формы и размеров отверстия до 6-5 квалитетов и снижается шероховатость поверхности до Rа=2,5–0,15 мкм.
Развертывание в основном выполняют после растачивания или зенкерования отверстий, а иногда и после сверления.
Растачиваниеспособ обработки предварительно полученного отверстия литьем, сверлением либо другим каким-либо способом. При этом используются расточные резцы, блоки и головки.
Тонкое растачивание обеспечивает точность отверстий 6-5 квалитетов, шероховатость поверхности Rа=0,25–0,18 мкм, погрешность формы (овальность, конусность) составляет 0,003-0,004 мм.
Протягиваниеспособ обработки протяжками предварительно полученных отверстий, имеющих, как правило, сложную форму (цилиндрические, шлицевые, квадратные, фасонные и прочей формы отверстия) диаметром от 10 до 300 мм.
При этом отверстия получают точность 6-5 квалитетов и шероховатость Rа=0,15–0,08 мкм.
СВЕРЛА
Сверло – это осевой режущий инструмент, имеющий два зуба. Сверлом осуществляется технологическая операция сверление и рассверливание.
Спиральные сверла,самые распространенные, различают:
Сверла из легированной (9ХС) и быстрорежущей (Р6М5) сталей с коническим и цилиндрическим хвостовиком, диаметром 0,1- 80 мм.
Сверла цельные твердосплавные, диаметром 0,2 – 12 мм;
Сверла с припаянными пластинками твердого сплава (ВК6, ВК6-М, ВК-8, ВК10-М и др.), диаметром 1,2 – 12,4 мм.
Специальные сверла. В настоящее время применяют более двух тысяч типов сверл (перовые, эжекторные и центровочные сверла, сверла одностороннего резания и кольцевого сверления, комбинированные сверла и др.). Они различаются конструкцией и геометрическими параметрами, что обусловлено разнообразием конструкционных материалов, а также геометрической формой и требованиями к качеству отверстий.
Классификация сверл по их назначению. Сверла делятся на группы:
Сверла для твердых и особо твердых материалов высокой прочности;
Сверла для цветных металлов и их сплавов;
Сверла для легких сплавов;
Сверла для сверления мрамора, стекла.
Сверла для сверления глубоких отверстий;
Сверла для точных отверстий.
studfiles.net
ДОМАШНИЙ СЛЕСАРЬ
По конструкции и назначению сверла подразделяются на ряд видов: спиральные и специальные (перовые или плоские, для кольцевого сверления, ружейные, комбинированные с другими инструментами, центровочные И Др.).
Для сверления отверстий чаще применяют спиральные сверла и реже специальные.
Сверла перовые представляют собой простой режущий инструмент (рис. 94, а). Они применяются главным образом в трещотках и ручных дрелях для сверления неответственных отверстий диаметром до 25 мм.
Сверла спиральные с цилиндрическим и коническим хвостовиками (рис. 94, б, в) используются как для ручного сверления, так и при работе на станках (сверлильных, револьверных и др.).
Сверла для глубокого сверления используются на специальных станках для получения точных отверстий малого диаметра. Под глубоким сверлением обычно понимают сверление отверстий, длина которых превышает их диаметр в 5 и более раз.
Центровые сверла (рис. 94, г) служат для получения центровых углублений на обрабатываемых деталях.
Сверла комбинированные позволяют производить одновременную обработку одноосных отверстий (рис. 94, д), а также для одновременного сверления и зен - кования или развертывания отверстий (рис. 94, ё).
Для изготовления сверл, как правило, применяют следующие инструментальные материалы: углеродистую инструментальную сталь марок У10А и У12А, легированные стали: хромистую марки 9Х и хромокремнистую 9ХС; быстрорежущую сталь марок Р9 и
Рис. 94. Различные конструкции сверл |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 95. Элементы спирального сверла
Р18, а также металлокерамические твердые сплавы марок 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. 95, а). Рабочая часть, в свою очередь, разделяется на режущую и направляющую.
Основной для процесса резания является режущая часть, на которой расположены все режущие элементы сверла. Она состоит из двух зубьев (перьев), образованных двумя канавками для отвода стружки (рис. 95, 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 и уменьшения его трения а 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.
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 0,3 мм на каждые 100 мм длины.
К геометрическим параметрам режущей части сверла (рис. 96) относятся: угол при вершине сверла, угол наклона винтовой канавки, передний и задний углы, угол наклона поперечной кромки (перемычки).
Угол при вершине сверла 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 2ср = 116— 118°, для латуней и мягких бронз 2(р = 130°; для легких сплавов дуралюмина, силумин, электрона и баббита 2ф = 140°; для красной меди 2ср = 125°; для эбонита и целлулоида 2
msd.com.ua
Сверла применяются при обработке отверстий в сплошном материале. По конструкции различаются спиральные, центровочные, перовые, ружейные с наружным или внутренним отводом стружки и кольцевые (трепанирующие головки) сверла. Сверла изготавливаются из быстрорежущей стали марок Р18, Р12, Р9, Р6АМ5, Р6АМ5ФЗ, Р6П5К5 и Р9М4К8. Возможно оснащение режущей части сверла пластинами твердого сплава марок ВК6, ВК6М, ВК8, ВК10М, ВК15М, что позволяет использовать их при обработке материалов на высоких скоростях резания, а также при обработке материалов высокой твердости, например легированных конструкционных сталей.
Спиральные сверла (рис. 3.26) состоят из трех частей: рабочей части, хвостовика и шейки. Рабочая часть сверла образована двумя спиральными канавками и включает в себя режущую и цилиндрическую (направляющую) части с двумя ленточками, что уменьшает трение сверла о поверхность обрабатываемого отверстия. Режущей частью сверла является его вершина, образующая при заточке сверла два зуба с режущими кромками. Режущие кромки сверла выполняют основную работу резания.
Спиральные сверла выпускают с хвостовой частью (хвостовиком) двух типов — цилиндрические и конические. Цилиндрические хвостовики применяются для сверл диаметром до 20 мм, а конические — для сверл диаметром от 5 мм.
Конический хвостовик сверла имеет лапку, служащую для установки сверла в шпинделе станка или переходной втулке. Крутящий момент от шпинделя станка сверлу передается за счет сил трения между поверхностями конического хвостовика и втулки или отверстия шпинделя станка. Лапка на конце конического хвостовика облегчает удаление (выбивание) сверла из переходной втулки или шпинделя станка. Сверла с цилиндрическими хвостовиками закрепляются в станке или сверлильном приспособлении, механизированном инструменте при помощи специальных сверлильных патронов.
Конструктивные особенности и специфика работы сверла обусловливают непостоянство геометрических параметров заточки их рабочей части. Так, главный задний угол а у стандартного сверла возрастает по мере приближения к центру. На периферии сверла этот угол составляет 8… 14°, а около поперечной режущей кромки уже 26… 35°. На периферии передний угол у = 18… 33°, а около поперечной режущей кромки у = 0 0 или имеет отрицательное значение.
Угол при вершине сверла 2
dlja-mashinostroitelja.info