1. Характеристика метода сверления

Сверление — распространенный метод получения отверстий в сплошном материале. Сверлением получают сквозные и несквозные (глухие) отверстия и обрабатывают предварительно полученные отверстия с целью увеличения их размеров, повышения точности и снижения шероховатости поверхности.

Сверление осуществляют при сочетании вращательного движения инструмента вокруг оси — главного движения и поступательного его движения вдоль оси — движения подачи. Оба движения на сверлильном станке сообщают инструменту.

Процесс резания при сверлении протекает в более сложных условиях, чем при точении. В процессе резания затруднен отвод стружки и подвод охлаждающей жидкости к режущим лезвиям инструмента. При отводе стружки происходит трение ее о поверхность канавок сверла и сверла о поверхность отверстия. В результате повышаются деформация стружки и тепловыделение. На увеличение деформации стружки влияет изменение скорости резания вдоль режущего лезвия от максимального значения на периферии сверла до нулевого значения у центра.

2. Режим резания. Силы резания

Режим резания (рис. VI.61). За скорость резания (в м/мин) при сверлении принимают окружную скорость точки режущего лезвия, наиболее удаленной от оси сверла:

где D — наружный диаметр сверла, мм; п — частота вращения сверла, об/мин.

Подача s_в (мм/об) равна величине осевого перемещения сверла за один оборот.

За глубину резания t (в мм) при сверлении отверстий в сплошном материале принимают половину диаметра сверла:

, а при рассверливании

где d — диаметр обрабатываемого отверстия, мм.

Силы резания. В процессе резания сверло испытывает сопротивление со стороны обрабатываемого материала. Равнодействующую сил сопротивления₁ приложенную в некоторой точке А режущего лезвия, можно разложить на три составляющие силы Р_х, Р_у и Р_z (рис. VI.62).

Составляющая Р_х направлена вдоль оси сверла. В этом же направлении действуют сила Р_п на поперечное лезвие и сила трения Р_л ленточки об обработанную поверхность. Суммарная всех указанных сил, действующих на сверло вдоль оси X, называется осевой силой, или силой подачи Р_о. Радиальные силы Р_у, равные по величине, но противоположно направленные, взаимно уравновешиваются.

Исследованиями установлено, что сила, действующая на попе­речное режущее лезвие Р_а, весьма значительна и составляет50—55%, на главные режущие лезвия — 40—45% и на ленточки — около 3% осевой силы Р_о.

Крутящий момент, преодолеваемый шпинделем сверлильного станка, в основном (80—90%) создается силой Р_z.

В расчетах для определения осевой силы Р₀ (в Н) и крутящего момента М_к (в Н • м) используют эмпирические формулы

P_o=C_pD^xps^ypK_p;

M_k=C^pD^xms^ymK_m

где С_р и С_м — постоянные коэффициенты, характеризующие обрабатываемый материал и условия резания; х_р, у_р, х_м, у_м — показатели степеней; К_p и К_м — поправочные коэффициенты на измененные условия резания.

Коэффициенты и показатели степеней приведены в справочных материалах.

Осевая сила и крутящий момент являются исходными для расчета сверла и узлов станка на прочность, а также для определения эффективной мощности. Эффективная мощность (в кВт), затрачиваемая на резание при сверлении,

N_e=

По мощности N_е определяют мощность электродвигателя станка:

где η — к. п. д. механизмов и передач станка.