3. Определение конструктивных размеров спирального сверла

3.1. Выбор параметров хвостовой части

([1] табл. 6.21, с 189, [5] приложение VІ с 584, [4] табл. 62, с 189)

Параметры конического хвостовика системы Морзе стандартизированы и принимаются в соответствии с номером конуса, определяемого по среднему диаметру рассчитываемого, в свою очередь, из условий превышения величины момента трения между хвостовиком и втулкой шпинделя над величиной максимального момента кручения при обработке отверстия затупленным сверлом, т.е.:

Согласно схемы, приведенной на рис. 1:

,

где – касательная составляющая силы резания; – коэффициент трения стали по стали; – нормальная к образующей конуса, составляющая осевой силы резания ; – угол конусного хвостовика, – для большинства конусов Морзе; – отклонение угла конуса.

Таким образом, окончательная форма для определения среднего диаметра хвостовика будет иметь вид:

, мм.

Рис. 1. Схема сил, действующих на конический хвостовик сверла

Определив по приведенной формуле величину и учитывая, что по ГОСТ 25227-82 (табл. 7) выбираем ближайший больший номер конуса с лапкой и соответствующее ему основные конструктивные размеры , , , конусность и уточненный угол конусности .

Остальные размеры хвостовика (табл. 7) указывают на чертеже инструмента.

Для сверл с цилиндрическими хвостовиками их диаметр (в большинстве случаев) принимается равным номинальному диаметру рабочей части, а при наличии поводка для передачи крутящего момента его размер принимается в соответствии с ГОСТ 9472-83 [1] табл. 6.1, с. 170; [5] приложение VІ с 581.

При конструировании необходимо иметь ввиду, что быстрорежущие сверла с мм с цилиндрическими хвостовиками и мм с коническими хвостовиками изготавливаются с приваренными к рабочей части хвостовиками из сталей 45, 40Х.

Таблица7

Основные размеры, мм, наружных инструментальных конусов Морзе с лапкой (ГОСТ 25557-82)

3.2. Определение длины сверла

Общая длина сверла выбирается равной:

,

где – длина рабочей части, , – глубина сверления; - длина хвостовой части (ГОСТ 25557-82); – длина шейки, может быть принята по ГОСТ 10908-75 или из конструктивных соображений, например, с учетом высоты кондукторной втулки или выступающей части детали.

Рекомендуется учитывать конкретные условия обработки, выбирать стандартные сверла с размерами ( , , ) для сверл с коническим хвостовиком нормальным и усиленным по ГОСТ 10903-77, удлиненные ГОСТ 2092-77, длинные ГОСТ 12121-77, а сверла с цилиндрическим хвостовиком – короткой серии ГОСТ 4010-77, средней серии ГОСТ 10902-77, длинные серии ГОСТ 886-77 и длинной серии с укороченным хвостовиком ГОСТ 12122-77 [1] табл. 10.9, 10.10, с. 370; [2] табл. 41, 42, с. 142.

Центровое отверстие в хвостовике сверла выполняется по форме В ГОСТ 14034-77 [1] табл. 6.28, с. 195; [5] приложение ІІ с 578.

4. Определение геометрических параметров рабочей части сверла

([1] с 362, 381; [4] табл. 10.9, 10.10 с 370)

Геометрические параметры рабочей части сверла характеризуются углами .

Величины угла наклона винтовой стружечной канавки и угла при вершине в плане выбираются в зависимости от свойств обрабатываемого материала по таб. 3.8 для сверл мм из инструментальных сталей и по таб. 9 для сверл оснащенных пластинками твердого сплава.

Таблица 8

Рекомендуемые углы наклона винтовой канавки и углы при вершине в плане спиральных сверл диаметром свыше 10мм из инструментальной стали

Таблица 9

Рекомендуемые передние углы и углы при вершине в плане сверл, оснащенных пластинами из твердых сплавов

При выборе угла можно руководствоваться нормами ІSO, которые рекомендуют принимать для сверл типа Н, предназначенных для обработки хрупких материалов (чугуна, бронзы, латуни), – для сверл типа N, предназначенных для обработки материалов, образующих элементарную структуру и – для сверл типа W, предназначенных для обработки алюминия, дюралюминия, силумина, меди и других вязких материалов.

Выбрав значение угла определяют шаг винтовой канавки по формуле:

, мм.

Значение переднего угла в рассматриваемой точке X режущего лезвия сверла определяются величиной угла наклона винтовой канавки в этой точке и может быть найдено в осевом сечении из выражения:

,

или в нормальном сечении:

.

Выражения показывают, что передний угол имеет максимальное значение (приближающееся к величине угла ) в точках у наружного диаметра и существенно уменьшаются, доходя до отрицательных значений у поперечной кромки сверла.

Для сверл оснащенных пластинами твердого сплава передний угол может быть выбран по табл. 9.

Задний угол , как и передний , выполняют переменными по длине режущей кромки сверла и на периферии принимают равным 8…15, а у сердцевины (перемычки), – 20…25. У сверл, оснащенных пластинами твердого сплава, задний угол соответственно равен 4…6 и 16…20. Меньшее из приведенных значений углов относятся к большим диаметрам сверла, большие значения – к меньшим диаметрам.

Угол наклона поперечной режущей кромки для сверл диаметром мм принимают 50, а для сверл мм – 55.

Следует иметь в виду, что стандартные сверла общего назначения выпускают с углами ; ; . При двойной заточке сверл периферийный участок вершины затачивается под углом .