Конструкция, геометрия, заточка и работа

ЦЕЛЬ: изучить конструктивные и геометрические элементы сверл, зенкеров и разверток, правила их заточки и работу сверла спирального.

ОСНАЩЕНИЕ РАБОЧЕГО МЕСТА

1. Станок 2А135.

2. Сверла спиральные и центровочные, зенкер цилиндрический, развертки цилиндрические для сквозных и глухих отверстий.

3. Учебные стенды “Сверла”, “Зенкеры”, “Развертки”.

4. Угломер универсальный.

5. Штангенциркуль.

1. ЗАДАНИЕ

1. Ознакомиться с конструктивными и геометрическими элементами сверл, зенкеров, разверток. Обратить при этом особое внимание на режущую часть спирального сверла (на величину углов α; и по длине режущей кромки).

2. Ознакомиться с классификацией сверл, зенкеров и разверток.

3. Ознакомиться с правилами заточки спирального сверла на универсально-заточном станке.

4. Ознакомиться с процессами сверления на станке 2А135.

2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Назначение, конструктивные и геометрические элементы сверл, зенкеров и разверток.

Сверла, зенкеры и развертки применяются для получения отверстий в заготовках. При этом сверла применяют для получения как сквозных, так и глухих отверстий в сплошном материале, а также для рассверливания уже имеющихся отверстий.

Зенкерованием обрабатывают отверстия (после литья, штамповки или просверленные) для придания им более правильной геометрической формы и достижения более высокого класса чистоты поверхности. Зенкеры применяют также для обработки цилиндрических и конических углублений под головки винтов и для подрезания торцовых поверхностей.

Развертывание – это процесс окончательной обработки со снятием очень тонкой стружки, предварительно просверленных, расточенных резцом или обработанных зенкером отверстий.

Сверление, зенкерование и развертывание чаще всего осуществляют на сверлильных станках (но можно и на токарных). Инструмент при этом совершает два движения: вращательное (главное движение) и осевое (движение подача). Для получения отверстий в сплошном материале наибольшее распространение имеют спиральные сверла.

КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СПИРАЛЬНОГО СВЕРЛА

Сверло состоит из рабочей части (включая режущую часть), шейки, хвостовика и лапки. Элементы рабочей части сверла показаны на планшете. Сверло имеет: две главные режущие кромки, образованные пересечением передних поверхностей (винтовая поверхность канавок, по которым сходит стружка) и задних поверхностей (поверхности, обращенные к поверхности резания); поперечную режущую кромку, образованную пересечением обеих задних поверхностей: две вспомогательные режущие кромки, образованные пересечением передней поверхности с поверхностью ленточки. Ленточка сверла – узкая полоска на его цилиндрической поверхности, расположена вдоль его винтовой канавки; она обеспечивает направление сверла при резании.

УГЛЫ СПИРАЛЬНОГО СВЕРЛА

Угол наклона винтовой канавки. – угол между осью сверла и касательной и винтовой линии, по наружному диаметру сверла. Обычно этот угол берется в пределах 18- 30° для стандартных сверл. У специальных сверл для сверления вязких материалов, например, для алюминия, силумина, технической меди = 35…45°.

Угол при вершине сверла . У сверла обычно задается не главный угол в плане, а , образуемый главными режущими кромками сверла. По аналогии с резцом с уменьшением угла () увеличиваются длина режущей кромки сверла и ширина среза, улучшаются условия отвода тепла от режущих кромок, повышается стойкость сверла, однако, при малом значении угла снижается прочность сверла. Обычно принимают величину угла для сверления сталей средней твердости 116 - 120°; для твердых сталей 125°, для чугунов и алюминиевых сплавов 130 - 140°; у нестандартных сверл

= 70 - 90° для малопрочных хрупких материалов (пластмассы – эбонит, текстолит, органическое стекло).

Передний угол измеряется в главной секущей плоскости, перпендикулярной проекции главной режущей кромки на основную (диаметральную) плоскость, проходящую через вершину и ось сверла (). Измеряют γ в плоскости, перпендикулярной к главной режущей кромки. Угол образуется касательной к следу передней поверхности в рассматриваемой точке режущей кромки и нормалью в той точке к окружности ее вращения вокруг оси сверла. Величина угла зависит от угла наклона винтовой канавки . Точки режущей кромки лежат на винтовых линиях передней поверхности сверла, имеющих различный угол , поэтому угол в различных точках режущей кромки будет также переменным и изменяться аналогично углу . Для каждой точки режущей кромки угол приближенно равен:

где – диаметр окружности, на которой лежит точка режущей кромки;

– наружный диаметр сверла;

– значение угла у периферии сверла.

Таким образом, с приближением к периферии сверла с увеличением ω_х, возрастает . На периферии γ достигает величины 25…30°, у поперечной кромки угол чаще всего отрицателен.

Задний угол образуется касательными к следу задней поверхности сверла в заданной точке режущей кромки и к окружности ее вращения вокруг оси сверла. Задние углы режущей кромки также переменные: на периферии сверла = 8…14°, вблизи поперечной кромки 20 – 25°.

Углы сверла в процессе резания отличаются от углов сверла в статике. В результате вращательного и поступательного движений сверла траектория резания каждой точки режущей кромки представляет винтовую линию, а всей кромки – винтовую поверхность с шагом, равным подаче сверла. Плоскость резания в кинематике повернута относительно плоскости резания в статике, на угол и действительные углы в процессе резания будут равны:

Величину угла определяют по формуле:

 

Отсюда видно, что чем больше подача и ближе к оси сверла расположена точка режущей кромки (меньше ), тем больше угол и меньше действительный задний угол . Поэтому большее значение угла у поперечной кромки (20…25°), чем у ленточки (8…14°) при заточке сверла, обеспечивает достаточную величину .

2. Классификация сверл, зенкеров и разверток – по назначению, по способу закрепления инструмента, по форме зубьев, по способу закрепления зубьев, по характеру применения, по постоянству размеров, по материалу режущей части. (Ознакомиться по стенду).

3. Процесс сверления на станке 2А135.

При сверлении следует заметить, что заготовка прочно закреплена в машинных тисках, т.е. неподвижна. Главное вращательное движение и движение подачи совершает сверло.

4. Содержание письменного отчета.

1. Название работы.

2. Цель, задание работы.

3. Зарисовать эскиз спирального сверла, или зенкера, или развертки (по указанию преподавателя). На эскизе проставить углы α;, γ;, φ, φ₁.

4. В таблицу 1 записать значение переднего угла спирального сверла в различных точках относительно главной режущей кромки.

 

 

ТАБЛИЦА 1.

№№ п/п	Наименование измеряемого или расчетного параметра	Место замера на главной режущей кромке
	Диаметр точки на главной режущей кромке – dx, мм Шаг винтовой канавки – Н, мм Угол γ;, град.

5. В таблицу 2 записать классификацию сверл, зенкеров и разверток.

 

 

ТАБЛИЦА 2.

№№ п/п	Признаки классификации	Наименование инструмента
Сверла	Зенкеры	Развертки
	По назначению По способу закрепления на станке По форме зубьев По способу закрепления зубьев По размеру По материалу режущей части

6. Записать параметры, определяющие положение конуса заточки спирального сверла с углом при вершине 2φ; = 116° на универсально-заточном станке модели 3А64Д.

6.1. Угол между осью сверла и осью конуса ε; = град.

6.2. Расстояние от вершины конуса до оси сверла l = мм.

6.3. Величина смещения оси конуса от оси сверла k = мм.

 

7. Зарисовать схему сверления. На схеме дать элементы режима резания t, S, V и их величину (с практики сверления на станке 2А135).

 

3. ОБЪЕМ ТРЕБОВАНИЙ ПРИ ЗАЩИТЕ ОТЧЕТА ПО РАБОТЕ

1. Дать определение и показать конструктивные элементы режущей части сверла спирального, зенкера, развертки (режущие кромки, передняя и главная задняя поверхности).

2. Дать определение и показать на инструментах (сверло, зенкер, развертка) углы α;, γ;, φ;, φ₁.

3. Как изменяются углы α; и γ; по длине режущей кромки спирального сверла.

4. Рассказать на каком станке осуществляется заточка спиральных сверл, и какие параметры при этом контролируются.

5. Для чего применяются сверление, зенкерование и развертывание.

6. Какие движения совершают заготовка, сверло, зенкер и развертка при обработке отверстий на сверлильном станке? Дать определение элементов режима резания при этом (t, S, V).

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Некрасов С.С., Зильберман Г.М. Технология металлов. Обработка конструкционных материалов резанием. – М., Машиностроение, 1974.

2. Практикум по технологии конструкционных материалов и материаловедению /Под ред. Некрасова С.С. – М., Колос, 1978.

3. Аршинов В.А., Алексеев Г.А. Резание металлов и режущий инструмент. – М., Машиностроение, 1976.

 

Серебренников Геннадий Зосимович