Винтовое сверло

Федеральное агентство по образованию

Тульский государственный университет

Кафедра «Инструментальные и метрологические системы»

 

 

РЕЗАНИЕ И ИНСТРУМЕНТ

 

Лабораторная работа

 

Винтовое сверло

Методические указания

 

 

 

Тула 2005 г.

 

 

1. Цель работы.

Целью работы является изучение геометрических парамет­ров спирального сверла и ознакомление с методами их измерения.

2. Порядок выполнения работы.

1. Ознакомление с элементами конструкции и геометрических параметров сверла.

2. Ознакомление со способами измерения основных элементов сверла и производство этих измерений.

3. Определение углов подъема винтовой канавки и передних уг­лов в разных точках главной режущей кромки сверла.

4. Построение графика величин углов наклона винтовой канавки и передних углов для ряда точек на главной режущей кромке.

5. Составление выводов о характере изменения угла наклона винтовой канавки и переднего угла и влиянии их изменения на рабо­тоспособность сверла.

3. Основные элементы и геометрические

параметры спирального сверла.

 

Спиральные свёрла предназначены для сверления глухих и сквозных отверстий в сплошном материале и рассверливания ранее просверленных отверстий. Схема работы спирального сверла 3 пока­зана на рис. 1. При работе на сверлильном станке сверло совершает вращательное движение вокруг своей оси и поступательное движе­ние вдоль оси. Деталь 2 неподвижно закрепляют на столе 1 станка. При работе на токарных и револьверных станках и автоматах враща­ется деталь, сверло же перемещается поступательно.

Рис. 1

 

Спиральное сверло состоит из рабочей части *L, шейки **l₁ , хвостовика ***l₂, и лапки **** l₄ (рис 2).

* - часть режущего инструмента, содержащая лезвия и выглаживатели при их наличии.

**- промежуточная часть между хвостовиком и телом сверла, содержащим рабо­чую часть.

***- часть сверла, предназначенная для его закрепления (обычно хвостовики имеют ко­ ническую и цилиндрическую форму).

****- концевая часть конического хвостовика, служащая упором при выбивании сверла из конического отверстия шпинделя станка.

Хвостовик у сверла небольшого диаметра (D < 10 мм), имеет обычную форму цилиндра и служит для закрепления сперла в специ­альном патроне. Свёрла большего диаметра (D > 10 мм) имеют кони­ческий хвостовик, при помощи которого их устанавливают в кониче­ском отверстии шпинделя или в переходной конической втулке. Ре­жущая часть сверла состоит из двух главных режущих кромок, расположенных симметрично относительно оси сверла, попе-

речной кромки и двух вспомогательных режущих кромок*, расположенных по винтовым линиям.

По стандарту рассматриваемые свёрла именуются спираль­ными, однако, никаких спиралей на них нет, и поэтому их часто на­зывают винто-

Рис. 2

 

выми, что более правильно отражает пространствен­ную геометрию сверла.

Режущая часть (рабочая часть) сверла образована следую­щими поверхностями (рис. 3):

а) двумя передними поверхностями 1, представляющими собой линейчатые винтовые поверхности;

б) двумя главными задними поверхностями 2, пред­ставляющими собой части двух конических или двух винтовых по­верхностей;

в) двумя вспомогательными задними поверхностями (ленточками) 3, представ-

Рис. 3

 

ляющими собой части одной поверхности конуса с очень малым углом при его вершине.

* - линия, образованная пересечением передней и задней поверхностей.

Пересечение передней и главной задней поверхностей дает главную режущую кромку 4, у сверла их две.

Пересечение передней и задней вспомогательной поверхностей дает вспомогательную режущую кромку 5, у сверла их также две. С геометрической точки зрения это винтовые линии, расположенные на конических вспомогательных задних поверхностях.

Пересечение двух задних поверхностей дает режущую кромку 6, которую называют поперечной кромкой или перемычкой, и которая расположена в центре сверла. Ее форма зависит от формы главных задних поверхностей. Условно можно разделить поперечную ре­жущую кромку (перемычку) на две части - от оси сверла до главных режущих кромок.

Таким образом у спирального сверла шесть режущих кромок - две главные, две вспомогательные и две поперечные.

Положение поверхностей и режущих кромок сперла, как геометрического тела, характеризуется следующими углами (рис. 4):

Рис. 4

 

1. Углом при вершине сверла 2j.

2. Углом конуса рабочей части 2j₁.

3. Углом наклона винтовой канавки w.

4. Передним углом g.

5. Задним углом a.

6. Углом наклона поперечных режущих кромок сверла y.

j - угол между проекцией главным режущей кромки на осевую плоскость и осью сверла.

j₁ - угол между образующей вспомогательной задней по­верхности и осью сверла.

Передние и задние углы у сверла могут измеряться в раз­личных плоскостях.

Передний угол измеряется в плоскости N-N, перпендикулярной к главной режущей кромке.

Передний угол g - угол между плоскостью, касательной к передней поверхности сверла в данной точке режущей кромки, и плоскостью, проходящей через главную режущую кромку парал­лельно оси сверла.

Задний угол измеряется в плоскости, касательной цилин­дрической поверхности, на которой расположена рассматриваемая точка.

Задний угол a - угол между плоскостью, касательной к задней поверхности сверла в данной точке режущей кромки, и плоскостью, перпендикулярной к оси сверла.

Угол наклона винтовой канавки w - угол между касательной к винтовой линии канавки сверла в рассматриваемой точке и осевой плоскостью, проходящей через эту точку.

Угол наклона поперечных режущих кромок сверла y - угол между проекцией главной режущей кромки на плоскость, перпенди­кулярную оси сверла, и прямой, касательной поперечным режущим кромкам сверла в точке их сопряжения.

4. Составление эскиза рабочей части сверла.

 

Ознакомление с элементами конструкции сверла производится по имеющимся в инструментальном кабинете экспонатам. Составля­ется эскиз режущей части сверла, на котором указываются необхо­димые конструктивные и геометрические параметры. Эти параметры измеряются непосредственно на сверле, а их значения заносятся в таблицу отчета:

а) с помощью микрометра производится измерение диаметра сверла D и диаметра D₁ у конца винтовой канавки. Мас­штабной линейкой измеряется расстояние L. между; сечениями, в которых измерялись диаметры D и D₁;

б) штангенциркулем измеряется диаметр сердцевины сверла d₀ и длина l поперечных кромок;

в) с помощью угломера измеряется угол при вершине сверла 2j. При измерении плоскости угломера по возможности располагаются по двум главным режущим кромкам сверла;

г) угол наклона поперечных режущих кромок у должен изме­ряться в плоскости, перпендикулярной оси.

Угломером возможно его измерить приближенно, в плоскости, касательной поверхности конуса с углом при вершине, равным 2j. В этом случае измерительные плоско­сти угломера устанавливаются так, чтобы одна плоскость лежала на главной режущей кромке, а другая располагалась касательно к поперечным кромкам в точке их сопряжения.

Угол y определяется, как разность 180° и измеренного угла;

д) путём прокатывания сверла по листу белой бумаги получа­ются следы развёрнутой винтовой линии по наружной по­верхности сверла (рис. 5).

Через отпечатки винтовых линий проводятся наклонные прямые и через отпечатки уголков проводится базовая ли­ния, а затем измеряется угол подъема винтовой линии по наружной поверхности сверла.

Угол наклона винтовой линии

Рис. 5

 

w находится, как разность 90° и измеренного транспортиром угла подъема винтовой линии d.

Числовые значения измеренных параметров сверла проставляются на чертеже.

е) задний угол сверла на периферии вычисляется следующим образом. Универсальным угломером измеряется угол заострения сверла b (рис. 6). Задний угол на периферии a определяется как разность 90° - (b + w). Полученное значение угла ос про­ставляется на чертеже;

ж) по формуле (1) вычисляется значение угла j₁ и проставля­ется на чертеже.

(1)

 

 

Рис. 6

 

5. Определение углов наклона винтовой канавки и передних углов по примеру главной режущей кромки сверла.

 

На длине режущей кромки выбираются три точки. Радиус пер­вой точки r₁ принимается равным , третья точка берётся на пе­риферии с радиусом r₃, равным , радиус второй точки принима­ется промежуточного значения.

Для выбранных точек производится вычисление угла w₁ накло­на винтовой канавки и переднего угла g₁ по следующим формулам

где

.

Рассчитанные значения радиусов r_X, углов w_X, и g_X заносятся в таблицу отчёта.

6. Построение графика углов наклона винтовой ка­навки и передних углов.

По полученным значениям углов строятся графики изменения углов по периметру режущей кромки сверла (рис. 7).

 

 

 

Рис. 7

7. Выводы.

В заключении делаются выводы о характере изменения углов наклона винтовой канавки переднего угла в зависимости от положе­ния точки на режущей кромке и влиянии этого изменения на условия работы сверла.

8. Оформление отчётов.

Отчёт о работе оформляется на специальном бланке № РИ2.

9. Контрольные вопросы.

1. Какими поверхностями образована режущая часть сверла?

2. Что измеряется микрометром, измерительной линейкой, штангельциркулем и угломером?

3. Как измеряется задний угол?

4. Чем характеризуется положение поверхностей и режущей кромки сверла?

5. Дайте определение переднему углу g?

6. Дайте определение заднему углу a?

7. Дайте определение углу наклона винтовой канавки, как он обозначается, как и чем измеряется?

8. Дайте определение углу наклона поперечных режущих кро­мок сверла, как он обозначается, как и чем измеряется?

9. В каких плоскостях измеряются передний и задний углы у сверла?

10.Перечислите поверхности режущей части сверла.

 

Тульский государственный университет

Кафедра "Инструментальные и метрологические системы"

Лабораторная работа № РИ2

Винтовые свёрла

Фамилия студента	Курс, группа	Дата	Подпись руководителя

 

Таблица № 1 измеренных элементов и углов сверла

Матер. сверла	Диаметр сверла у забо	Диаметр сверла у конца	Длина рабочей	Диаметр сердцевины	Длина поперечных	Углы сверла
	рного конуса D	винтовой канавки D1	части	d0	кромок	2j	y	на периферии
								a	w

Угол конуса рабочей части

 

Шаг винтовой канавки Т

Таблица № 2 рассчитанных углов

Радиус точки режущей кромки РX
Угол наклона винтовой канавки
Передний угол

 

 

Эскиз рабочей части сверла

Подсчёт передних углов для выбранных точек режущей кромки сверла

Графики зависимости углов наклона винтовой канавки и перед­них углов сверла от радиуса выбранной точки режущего лезвия

 

Выводы