Конструктивные параметры сверла

Приложение 3

Инструмент для обработки отверстий

 

(Рис.2.)

• Диаметр сверла D выбирается с учетом неизбежной разбивки обрабатываемого отверстия.

• Для уменьшения трения на направляющей части выполняют обратную конусность, т.е. диаметр сверла уменьшается от вершины к хвостовику. Угол обратного конуса φ΄@ 1΄… 4΄, больший угол недопустим из-за значительного изменения диаметра при переточках.

• Длина рабочей части l₀ сверла зависит от глубины сверления и запаса на переточку l₀ ≥ l + 3D (l – глубина отверстия). С увеличением длины рабочей части количество переточек сверла возрастает, но снижается жесткость сверла и стойкость между переточками. Для обработки прочных материалов желательно выбирать короткие сверла.

• Выемка по затылку зуба t выполняется для уменьшения трения сверла об обработанную поверхность, t =0,1…1,2 мм.

• Винтовые ленточки предназначены для направления сверла в процессе резания. Ширина ленточки f должна быть минимальной и выбирается в зависимости от диаметра сверла. f = 0,3…2,6 мм.

• Поперечная кромка – линия пересечения задних поверхностей двух зубьев сверла. Она характеризуется длиной и углом ψ между осью симметрии сверла и направлением проекции поперечной кромки на плоскость, перпендикулярную оси сверла. Ψ = 55⁰

Поперечная кромка – неблагоприятный элемент конструкции сверла. Из-за наличия большого угла резания поперечная кромка не режет, а скоблит и выдавливает материал.

• Диаметр сердцевины d_с влияет на прочность и жесткость сверла и на величину поперечной кромки. Увеличение d_с с одной стороны повышает стойкость за счет увеличения жесткости, с другой стороны при этом увеличивается длина поперечной кромки – увеличивается работа резания, тепловыделение и стойкость снижается. Оптимальный d _сопт обеспечивает максимальную стойкость сверла d _сопт = (0,12…0,2)D. Для увеличения жесткости d_с увеличивается от вершины к хвостовику, т.е. сердцевина выполняется конической.

• Стружечная канавка. Ее размеры и профиль выбираются из условия обеспечения прочности сверла и достаточного пространства для стружки. Профиль канавки создается профилем фасонной фрезы, накатных роликов или других инструментов, определяется графически или рассчитывается.

Геометрия сверла

(рис.3.)

• Угол конуса при вершине 2φ;определяет производительность и стойкость сверла. Играет роль главного угла в плане, подобно ему влияет на составляющие силы резания, длину режущей кромки и параметры сечения срезаемого слоя.

При уменьшении 2φ;сила подачи снижается, а крутящий момент возрастает. Длина режущей кромки увеличивается – отвод тепла улучшается. Толщина стружки уменьшается. Снижается прочность вершины сверла. Угол 2φ выбирается экспериментально в зависимости от обрабатываемого материала.

 

 

Рис.3. Геометрия спирального сверла

 

• Угол наклона винтовой стружечной канавки ω; измеряется на наружном диаметре сверла

, где

P_z - шаг винтовой стружечной канавки.

От угла ω;зависят:

- сход стружки, с увеличением этого угла отвод стружки улучшается;

- прочность и жесткость сверла, с увеличением ω;жесткость на изгиб снижается, а жесткость на кручение возрастает;

- величина переднего угла, с увеличением ω;передний уголвозрастает.

Международная организация по стандартизации ISO рекомендует три типа сверл:

- тип Н для обработки хрупких материалов с ω = 10…16⁰;

- тип N для обработки материалов, дающих элементную стружку с

ω = 25…35⁰;

- тип W для обработки вязких материалов (алюминий, медь и т.п.) с

ω = 35…45⁰

• Передний угол γ главных режущих кромок в рабочей плоскости 0-0 (рис.3.) для каждой точки режущей кромки равняется углу наклона винтовой канавки на диаметре рассматриваемой точки:

, где

ω_А –угол наклона винтовой канавки в данном сечении.

Передний угол в главной секущей плоскости N-N

,

Как видно из формулы, передний угол зависит от угла ω и уменьшается на режущей кромке от периферии к центру. На поперечной кромке передний угол имеет отрицательные значения.

 

• Задний угол a принято рассматривать в рабочей плоскости О-О (Рис.3.).

Кинематический задний угол a_ρ (Рис.4.) определяют как угол между винтовой траекторией результирую-щего движения резания и касательной к задней поверхности a_ρi = a_i – μ_i, где μ_i – угол скорости резания

Угол скорости резания увеличивается с ростом подачи и уменьшением диаметра рассматриваемой точки. Для выравнивания кинематических задних углов инструментальный задний угол делают переменным вдоль режущей кромки. На периферии он равен 8…14⁰, а у сердце-вины 20…25⁰

Рис.4. Геометрия задней поверхности сверла