13. Геометричні параметри робочої частини спірального свердла [ 5а , с. , 7, с.100 ]

Свердла універсального призначення зведені до трьох основних типів N, H, W. Конструкція N (ω=23-30°) є найбільш універсальною, призначена для обробки чорних і кольорових металів. Свердла H (ω=13-16°) призначені для обробки крихких та твердих матеріалів, W - для обробки м’яких матеріалів (ω=35°). Закордоном випускають свердла не тільки цих типів, а ще й спеціалізованих конструкцій.

(1)

ω- кут нахилу стружкової канавки характеризує повздовжній передній кут. ω =γ_пр

Р- шаг стружечної канавки .

Вираз (1) показує , що γ_пр є змінним вздовж ГРЛ. ω=18-30˚ , в залежності від діаметру свердла.

Вибір кута 2φ залежить від оброблюваного матеріалу (2φ=90-140˚), його твердості і хрупкості. Для більш твердих матеріалів приймають більші значення. Кут φ₁- забезпечує зменшення тертя по допоміжній задній поверхні . ψ=55°...60°. λ>0 d=(1/3…1/8)D

Кут λ вимірюють в площині різання між ГРЛ та напрямком нормальним вектору швидкості . Вектор швидкості змінює значення і направлений вздовж ГРЛ .

Згідно визначення Запишемо в проекціях вектори (рис.): , тоді :

Діаметр серцевини збільшується в бік до хвостової частини.

Визначення передніх і задніх кутів спірального свердла в площині нормальній до ГРЛ. Нехай задня поверхня є плоскою. Заточення задньої поверхні по конічній або циліндричній поверхням не змінює характер епюри кутів γ_N. Згідно визначення, кут α_N вимірюють між площиною різання і задньою поверхнею. Необхідно визначити нормаль до поверхні різання. З одного боку, ГРЛ знаходиться в площині різання, тому всі нормалі до нього будуть лежати в площині N₁ N₂ .

Відомо, що нормаль до поверхні обертання завжди проходить через вісь. З графічних побудов видно, що вектор нормалі до поверхні постійно змінює свій напрям . Тобто, кут α_N є також змінним.

На змінення кута γ_N впливають: як змінення положення нормалі до поверхні різання, так і змінення положення дотичної до спіральної передньої поверхні.

Визначимо аналітичним шляхом змінення кута γ_N. Згідно визначення кут γ_N вимірюють між передньою поверхнею та площиною нормальною до поверхні різання. Тоді кут між нормалями Nр, Nn (до поверхні різання і до передньої поверхні) буде: 90˚- γ_N .

Nр, Nn – нормалі до поверхонь різання та передньої (задньої).

. На ГРЛ вибираємо довільну точку М, будуємо систему координат. Тоді:

─ вектор швидкості (спрямована вздовж осі Х);

P - вектор, спрямований вздовж ГРЛ.

Н- повздовжній вектор, дотичний до передньої спіральної поверхні.

Опускаючи перетворення отримаємо :

- кут нахилу спіралі на і- тому діаметрі.

З отриманого виразу можливо зробити висновок: кут γ_N залежить від багатьох параметрів, тому γ_N значно відрізняється від свого оптимального значення. Для виправлення недоліків геометрії спіральних свердел використовуються різні способи підточення.

14. Способи підточення та заточення свердел [7, c.106-111]

Задню поверхню свердел оформлюють: плоскою або криволінійною

Одноплощинне заточування застосовують для свердел діаметром до 2 мм при будь-яких масштабах виробництва і діаметром до 10 мм для обробки таких матеріалів, де задній кут рекомендується більш 27°.

Заточування по двом площинам застосовують для свердел, оснащених пластинками з твердого сплаву.

Заточування по гвинтовій поверхні характерне універсальністю використання для різних видів інструментів: свердел, нормальних і ступінчастих зенкерів і т.п. Воно здійснюється на автоматах і напівавтоматах для заточування свердел діаметром від 2,5 до 80 мм.

Заточування по конічній поверхні застосовується для свердел діаметром від 2 до 50 мм. Перевага цього способу заточування полягає в конструктивній простоті верстатів, на яких здійснюється це заточування.

При конічному заточуванні задня поверхня кожного пера оформлюється, як частина конуса. У процесі заточування свердлу надається коливальний рух навколо осі уявного конуса. З метою рівномірного зносу круга останньому часто надають зворотно-поступальний рух уздовж головного різального леза свердла, яке заточується. Відносне положення конуса і свердла визначається трьома параметрами σ, l, k, де σ - кут схрещування осей конуса і свердла.

З метою створення раціональної геометрії використовують наступні способи підточення різальної частини

1. підточення передньої поверхні під кутом ω₁~ 20⁰= const. В цьому випадку замінюють ділянку спіральної передньої поверхні плоскою. Кут γ менше змінює свої значення.

2. μ=0, два головні різальні леза знаходяться в осьовій площині. Тоді , γ_N >0 на всій довжині. Але на периферії кут γ_N збільшується, тому іноді ще роблять додаткове підточення. Це приводить до збільшення довжини периферичної ділянки ГРЛ, та зменшує питоме навантаження на неї. Товщина зрізаємого шару різними ділянками: ,

- вектор подачі ; S_z,S_o - подача на зуб та оберт.

- вектор нормалі до поверхні різання.

. Можливе подвійне заточення задньої поверхні, або оформлення осьового профілю у вигляді радіусної ділянки. Стружка має більш складну форму, спосіб не використовують при обробці в’язких матеріалів.

3. кут 2φ збільшують до 180˚. Нормалі, що проведені до поверхні різання менше змінюють свій напрям, тому поверхня різання наближається до площини, осьові навантаження зменшуються через відсутність перемички. При цьому заточенні, підрізають поперечне різальне лезо (з двох боків). Такий спосіб заточення використовується для свердел невеликої довжини, для обробки матеріалів середньої твердості. Недолік способу – ослаблюється сердцевина свердел. (М-подібне підточення).

4. Підточення сперла вздовж стрічки використовують при обробці вязких матеріалів для зменшення сил тертя вздовж стрічки.

З метою покращення центрування свердел та виключення операцій центрування отворів, що зменшує номенклатуру інструменту на верстаті, необхідно збільшити параметри: передній кут на перемичці та опуклість сердцевини. Використовують наступні способи підточення [7, с.110,112]: лункове; плоську; крестоподібну.

Можливо використати покриття кутових ділянок свердел, для чого вздовж стрічки виконують V-подібні пази з кроком, який дорівнює відстані вздовж осі на переточення. Стійкість такого інструменту значно вища.