1 Основи процесу свердління

Свердління – один з самих розповсюджених способів утворення в деталях наскрізних та глухих отворів у суцільному матеріалі за допомогою свердла. Крім свердління отворів часто доводиться збільшувати діаметр вже існуючих отворів, що здійснюється розсвердлюванням.

Головний рух при свердлінні – обертальний, рух подачі – поступальний. На свердлильних верстатах свердло, закріплене в шпинделі верстата, обертається та одночасно переміщується в глибину заготовки, яка нерухомо закріплена на столі верстата. На токарному верстаті заготовка здійснює обертальний (головний) рух, а свердло виконує поступальний рух - рух подачі.

Ріжуча частина свердла виготовляється з інструментальних сталей (У8А, Р18, Р6М5) та твердих сплавів (Т15К6, ВК6).

Для досягнення високопродуктивних режимів різання необхідно, щоб матеріал та геометричні параметри свердел відповідали вимогам конкретних умов обробки.

Основні типи свердел

За конструктивними особливостями свердла поділяються:

1. За технологією виготовлення: суцільні, збірні (оснащені пластинами твердого сплаву).

2. За видом хвостовика: з циліндричним та конусним хвостовиком.

3. За видом стружковивідних канавок: з гвинтовими та прямими канавками.

4. За технологічним призначенням:

4.1 Спіральні свердла з правими та лівими гвинтовими канавками.

4.2 За довжиною робочої частини: коротка, середня та довга серії.

4.3 Перові свердла.

4.4 Центрувальні свердла.

4.5 Кільцеві свердла.

4.6 Безперемичні свердла.

4.7 Свердла для пластмас.

4.8 Свердла для листового матеріалу.

4.9 Свердла для глибокого свердління:

4.9.1 Гарматні свердла.

4.9.2 Рушничні свердла.

4.9.3 Шнекові свердла.

4.9.4 Свердла з отворами для підведення охолодної рідини.

4.9.5 Ежекторні свердла.

4.9.6 Багатокромкові свердла .

2 Утворення наросту|достаток| матеріалу

 

При різанні металів шар, що зрізається, в результаті|унаслідок| пластичної деформації набуває|придбаває| підвищеної фізичної активності і, будучи щільно притиснутим силами нормального тиску|тиснення| до передньої поверхні ріжучого інструменту, схоплюється (зварюється) з|із| нею.

Схоплюванню|схвачуванню| оброблюваного матеріалу з|із| матеріалом інструменту сприяють висока температура в зоні різання і та обставина, що при різанні в контакт вступають знов|знову| образовані физико-хімічно|фізико-хімічний| чисті, вільні від яких-небудь плівок поверхні. Спочатку на поверхні контакту стружки з|із| передньою поверхнею відбуваються|походять| точкові|крапкові| контакти з|із| утворенням налипів| на передній поверхні. З часом число таких налипів| росте|зростає| і вони покривають площу|майдан| контакту суцільною тонкою плівкою з|із| оброблюваного матеріалу, яка називається першошаром|. Оскільки цей першошар| володіє абсолютною спорідненістю з|із| оброблюваним матеріалом, акти схоплювання|схвачування| між ними відбуваються|походять| частіше і інтенсивніше з|із| утворенням крупніших нашарувань. Схоплювання|схвачування| і напластовування|нашаровувати| мікрооб'ємів|обсягів| оброблюваного металу на передню поверхню інструменту приводить|призводить| до образування|утворення| на ній шару зміцненого мікролегованого матеріалу, міцно сполученого|з'єднаного| з|із| інструментом. Процеси періодичного схоплювання|схвачування| і послідовного напластовування|нашаровувати| зміцненого матеріалу стружки повторюються багато разів, в результаті на передній поверхні утворюється нове досить крупне тіло, зване наростом.

Форма наросту залежить від властивостей оброблюваного матеріалу, елементів режиму різання і інших конкретних умов обробки. Наріст складається з основи |основи| і вершини. Вершина є|з'являється| нестійкою частиною|часткою| наросту, вона, у міру збільшення висоти наросту, руйнується і несеться із|із| зони стружкоутворення|.|показний|

З|із| параметрів режиму різання на інтенсивність образування|утворення|, розміри і форму наросту найсильніше впливає швидкість різання. На дуже малих швидкостях різання наріст не утримується|стримується| на передній поверхні інструменту, із-за дрібно-елементної сипкої стружки із|із| збільшенням швидкості інтенсивність утворення наросту зростає лише до якогось значення швидкості, після|потім| якого інтенсивність його образування|утворення| і розміри починають|розпочинають| зменшуватися.

Наріст найбільшої висоти утворюється на швидкості 13 м|м-кодів|/хв. На швидкості

28 м|м-кодів|/хв утворюється наріст меншої висоти і іншої форми. На порівняно великій швидкості різання 55м|/хв наросту вже майже немає. Можна припустити|передбачати|, що на такій швидкості температура в зоні різання вище температури «відпочинку» оброблюваного матеріалу, під впливом якої матеріал наросту розупрочняється| і не може протистояти стираючій дії оброблюваного матеріалу.

Оскільки наріст утворюється з|із| сильно деформованого металу, твердість якого набагато більше твердості початкового|вихідного| оброблюваного, то і наріст в цілому|загалом| має високу твердість, в 2...3 рази перевершуючу твердість оброблюваного матеріалу. Наявність високої твердості дозволяє наросту успішно протистояти дії стружки і виконувати роботу самого ріжучого інструменту. Він служить продовженням інструменту і переймає на себе його функції. Хімічний і мікроструктурний аналізи наросту показали, що у складі наросту затримується найбільш перлитова|перліт| структурна складова оброблюваного матеріалу, що сильно зміцнюється, яка і забезпечує високу твердість наросту.

Наріст на ріжучому інструменті утворюється не завжди, а тільки|лише| в тих випадках, коли умови різання сприяють цьому. Необхідними умовами існування наросту є|з'являються| наступні|слідуючі|:

1. Оброблюваний матеріал повинен володіти здатністю|здібністю| зміцнюватися при пластичній деформації;

2. Температура в зоні різання має бути нижче за ту температуру, при якій відбувається|походить| розупрочніння| матеріалу наросту;

3. Повинна утворюватися зливна стружка. При утворенні стружок сколювання наріст не утримується|стримується| на передній поверхні унаслідок|внаслідок| уривчастості процесу різання;

4. Коефіцієнт тертя в зоні контакту оброблюваного матеріалу з|із| передньою поверхнею має бути більше одиниці.

Якщо умови для існування наросту цілком|сповна| відповідні|придатні|, наріст утворюється і істотно|суттєвий| впливає на параметри процесу різання і стан|достаток| обробленої поверхні. Утворення наросту змінює|зраджує| фактичну геометрію інструменту, передній кут|ріг| збільшується і стає більше переднього кута|рогу|, доданого|наділяти| інструменту при його заточуванні. Процес різання відбувається|походить| легше. Поверхня наросту, звернена до стружки, стає продовженням передньої поверхні інструменту. Зміну фактичного кута|рогу| різання викликає|спричиняє| зміна характеру|вдачі| процесу утворення стружки.|ріг|

В деяких випадках наріст буває настільки стійкий, що протягом всього періоду різання виключає контакт стружки з|із| передньою поверхнею інструменту.

Після|потім| видалення|віддалення| наросту на передній поверхні різця «під наростом» виявилися сліди доведення передньої поверхні порошком карбіду бору.

Ці сліди у вигляді дрібних|мілких| подряпин стерті за межами наросту, свідчать|засвідчують| про те, що наріст надійно захищав передню поверхню від дії стружки в перебігу всього часу різання.

Утворення наросту, що захищає ріжучий інструмент від зношування, в цьому сенсі|змісті| слід було б визнати корисним явищем. Проте|однак|, не дивлячись на|незважаючи на| це, явище утворення наросту слід визнати небажаним, як некероване.

Окрім|крім| утворення наросту при тому, що зрізає стружки відбувається|походить| деформація матеріалу під поверхнею різання. Оброблюваний матеріал тут піддається деформації пружнопластичності. Це відбувається|походить| по двох причинах. По-перше, тому, що ріжуче лезо завжди має якесь округлення радіусом. По-друге, оскільки пластичній деформації передує пружна деформація, що відновлюється після проходження інструменту, має місце під'їм поверхні різання на величину пружного наслідку «Y». Притиснутий до задньої поверхні матеріал треться об неї і ще раз пластично деформується.

Через ці причини матеріал під поверхнею різання виявляється|опиняється| пластично деформованим, в нім з'являється|появляється| залишкова напруга|напруження|, що врівноважується|зрівноважує| усередині|всередині| об'єму|обсягу| металу під поверхнею різання.

Верхні шари металу виявляються|опиняються| сильно зруйнованими. Аналіз стану|достатку| металу під поверхнею різання показує, що там виявляються 3 зони:

I – зона великих пластичних деформацій;

II – зона наклепаного металу;

III – зона початкового|вихідного| металу.

Стан|достаток| матеріалу під поверхнею різання в цілому|загалом| оцінюється|оцінює|: 1-глубиною| проникнення пластичної деформації h і ступенем|мірою| зміцнення його поверхневих|поверхових| шарів C. Ступенем|мірою| зміцнення називається відношення|ставлення| твердості зміцненого поверхневого|поверхового| шару до твердості основного (недеформованого) металу:

Ступінь|міра| зміцнення і глибина деформації залежать від товщини зрізу, швидкості різання, геометрії ріжучого інструменту, властивостей оброблюваного матеріалу і інших чинників|факторів|.

Варіант 3