Сущность метода сверления и конструкция режущего инструмента

Сверление - процесс образования отверстий в сплошном материале, является весьма распространенным методом обработки металлов резанием. Рассверливание - расширение ранее образованного отверстия. Инструментом для образования отверстий служит сверло.

По конструкции сверла подразделяютсяна перовые (плоские); спиральные; кольцевые - пустотелые сверлильные головки с закрепленными резцами для сверления отверстий большого диаметра; пушечные (ружейные) для сверления глубоких отверстий, > 5. У ружейных сверл СОЖ подводится через внутреннее отверстие трубки, отвод и стружки производится по каналу, провальцованному на наружной поверхности сверла, центровочные.

Наиболее распространенным инструментом для сверления и рассверливания является спиральное сверло (рис.42), состоящее из хвостовика с лапкой, соединенных шейкой с рабочей частью, на которой находится непосредственно режущая часть. Спиральные сверла имеют 2 винтовые канавки на рабочей части, расположенные под углом: 180° друг к другу. Хвостовик для сверл малого диаметра выполняется в виде цилиндра без лапки и шейки, а для сверл большого диаметра - в виде пологого конуса (конус Морзе) (для ручного сверления с помощью трещоток хвостовик изготовляется четырехгранным суживающимся).

Режущая часть сверла изготовляется из инструментальных материалов; быстрорежущих сталей Р9, Р18, Р9К5, 9ХС. Применяют сверла и с наплавленными пластинками из твердых сплавов, например, Т5К10 (для обработки сталей), ВК6 (для обработки чугунов).

Рабочая часть сверла (рис.43) состоит из двух главных режущих лезвий (I), образованных пересечением передних (2) и задних (3) поверхностей. Они выполняют основную работу резания; 4 - поперечное режущее лезвие (перемычка); 5 - два вспомогательных режущих лезвия; 6 - две ленточки на цилиндрической части сверла.

Сверло может быть рассмотрено как комплекс двух резцов. К основным геометрическим параметрам режущей части сверла относятся:

передний угол γ, который измеряют в главной секущей плоскости Б-Б, перпендикулярной к глазному режущему лезвию γ - угол между касательной к передней поверхности в т. А и нормалью в той же точке к поверхности вращения режущей кромки вокруг оси сверла. Наибольшее значение γ на периферии сверла; задний угол α, который измеряют в плоскости А-А, параллельной оси сверла α – угол между касательной к задней поверхности в т. А и касательной в той же точке к окружности ее вращения вокруг оси сверла;

Рис. 43

угол наклона винтовой канавкиω (ω = 18 ÷ 30°);

угол наклона поперечной кромки ψ (ψ = 50 ÷ 55°);

угол при вершине сверла 2φ (2φ = 90 ÷ 118°).

Стандартные спиральные сверла выпускают диаметром 0, 1 ÷ 80 мм.

Сверла имеют ряд особенностей, отрицательно влияющих на процесс стружкообразования: уменьшение переднего угла γ по мере приближения к оси сверла; неблагоприятные условия резания у поперечной кромки, так как здесь угол резания больше 90°; отсутствие заднего; угла у ленточек сверла, что создает большое трение об обработанную поверхность.

С целью облегчения процесса стружкообразования производят двойную заточку сверла и подточку перемычки ленточек.

В процессе работы сверло совершает два движения: главное рабочее вращение (скорость резания) вокруг своей оси со скоростью V (м/мин) и подачу вдоль своей оси S (мм/об), которая равна величине осевого перемещения сверла за один оборот.

Под глубиной резания при сверлении в сплошном материале подразумевается расстояние от отработанной поверхности до оси сверла, т.е. ; при расcверливании , где d – диаметр отверстия до обработки, D – диаметр полученного отверстия.

Основное время при сверлении и рассверливании определяется по формуле:

(мин)

где L – полный путь, проходимый сверлом в направлении подачи, который складывается из глубины сверления l и величины врезания и перебега. Величина врезания и перебега зависит от глубины резаний t диаметра сверла, характера обработки (на проход или в упор) и вида заточки сверла;

n₀ – число оборотов сверла, об/мин;

S₀ - подача сверла, мм/об.

В процессе резания сверло испытывает сопротивление со стороны обрабатываемого материала. Равнодействующую сил сопротивления, приложенную в некоторой т. А режущего лезвия, можно разложить на три взаимно перпендикулярные силы: P_x, P_y, P_z (рис.44).

СоставляющаяP_xнаправлена вверх вдоль оси сверла, в этом же направлении действует силаР_п на поперечное лезвие и сила трения Р_л ленточки об обработанную поверхность. Суммарная всех указанных сил, действующих на сверло вдоль его оси, называется осевой силой или силой подачи. Для врезания сверла в заготовку необходимо, чтобы к сверлу от станка была приложена силаР_о , которая могла бы преодолеть сумму всех сопротивлений врезанию, т.е.

Р_о >

Радиальные силы, равные по величине, но противоположно направленные, взаимно уравновешиваются.

Составляющая P_z создает сопротивление резанию (сила сопротивления резанию).

Мощность, затрачиваемая на резание, складывается из мощности, затрачиваемой на вращение (резание) и мощности, затрачиваемой на движение подачи. Расчеты показывают, что мощность на движение подачи не превышает 0, 5÷ 1, 5% всей мощности и поэтому в расчетах ею пренебрегают.