4.1.1. Режим и силы резания при сверлении

3а скорость резания v при сверлении принимают окружную скорость точки режущей кромки, наиболее удаленной от оси сверла (рисунок 4.1.1.1.). Подачей – S_O (мм/об) называется величина перемещения сверла вдоль оси за один оборот. Поскольку сверло имеет две режущие кромки, то подача, приходящаяся на каждую кромку. S₂ = S_O /2. Глубина резания – t (мм) при сверлении отверстия в сплошном материале составляет половину диаметра сверла (рисунок 4.1.1.1.).

В процессе резания сверло испытывает сопротивление со стороны обрабатываемого материала. Равнодействующую сил сопротивления приложенную в некоторой точке А режущей кромки можно разложить на три составляющие Р_Х, Р_У и Р₂ (рисунок 4.1.1.2.).

Составляющая Р_Х направлена вдоль оси сверла. В этом же направлении действует на поперечную режущую кромку сила Р_п. Сумма всех указанных сил действующих на сверло вдоль оси х, называется осевой силой Р_о. Сила РО сжимает сверло вдоль продольной оси и действует на механизм движения подачи. Радиальные составляющие Р_у равны и направлены навстречу друг другу. Сила Р_z создает на сверле крутящий момент, скручивающий сверло, и действует на механизм привода главного движения. Так как в направлении перемещения сверла действуют силы Р_О и Р₂, то для них можно определить работу и мощность, затрачиваемые на резание:

N_рез = N_o + N_z

где N_o, N_z – мощности, затрачиваемые соответственно на движение подачи и на вращение при сверлении. В большинстве случаев при сверлении N_о << N_z и потому величиной N_о пренебрегают, считая

N_рез ≈ N_z ≈ Мn/9750

где М – суммарный момент от сил сопротивления резанию, Н•м; n – частота вращения, мин^-1. 3начения М и Р_О определяют по эмпирическим формулам; N_рез используют при выборе мощности станка, а величину Р_о – при проверке по допустимой нагрузке прочности механизма движения подачи.

4.1.2. Виды режущих инструментов. Элементы и геометрия спирального сверла

Обработка заготовок на сверлильных станках проводится сверлами, зенкерами, развертками, метчиками и комбинированными инструментами.

Сверла по конструкции разделяются на спиральные, центровочные и специальные. Наибольшее распространение получили спиральные сверла (рисунок 4.1.2.3.), состоящие из рабочей части 6, шейки 2, хвостовика 4, и лапки 3. Назначение хвостовика – закрепление сверла в шпинделе. Лапка служит для выбивания сверла из шпинделя и предохранения хвостовика от забоин. Рабочая часть состоит из режущей 1 и направляющей 5 частей. На режущей части различают две главные режущие кромки 11, образованные пересечением передних 10 и задних 7 поверхностей и выполняющие основную работу резания, поперечную режущую кромку 12 (перемычку) и две вспомогательные режущие кромки 9. На цилиндрической части сверла вдоль винтовой канавки расположены две узкие ленточки 8, обеспечивающие направление сверла при резании. Геометрические параметры сверла определяют условия его работы. Передний угол у измеряют в главной секущей плоскости 11-11, перпендикулярной к главной режущей кромке. Задний угол а измеряют в плоскости 1-1, параллельной оси сверла. Передний и задний углы в различных точках главной режущей кромки различны. У наружной поверхности сверла угол – γ наибольший, а угол – α наименьший.

Угол при вершине сверла – 2φ измеряют между главными режущими кромками. Его значение зависит от обрабатываемого материала и изменяется от 70 до 150⁰.

Угол наклона поперечной режущей кромки – ψ измеряют между проекциями главной и поперечной режущей кромок на плоскость, перпендикулярную к оси сверла. Для стандартных сверл он колеблется в пределах 50 – 55⁰.

Угол наклона винтовой канавки – ω измеряют по наружному диаметру. С увеличением угла – ω увеличивается передний угол У. что облегчает процесс резания и выход стружки. Угол – ω составляет 18 – 30⁰.

Сверлением обрабатывают отверстия диаметром до 80 мм, причем сверлят диаметром до 30 мм, а большие рассверливают. Сверление при меняется как предварительная обработка при изготовлении точных отверстий.

Зенкерами (рисунок 4.1.2.4., а – в) обрабатывают отверстия в литых или штампованных заготовках, а также предварительно просверленные отверстия. В отличие от сверл зенкеры имеют три или четыре главных режущих кромки и не имеют поперечной кромки. Режущая часть 1 выполняет основную работу резания. Калибрующая часть 5 служит для направления зенкера в отверстии и обеспечивает необходимую точность и шероховатость поверхности (условные обозначения такие же, как и для сверла). По виду обрабатываемых отверстий зенкеры делятся на цилиндрические (рисунок 4.1.2.4., а), конические (рисунок 4.1.2.4., б) и торцевые (рисунок 4.1.2.4., в). Зенкеры бывают цельные с коническим хвостовиком (рисунок 4.1.2.4.,, 6) и насадные (рисунок 4.1.2.4., в). Отверстия диаметром 20 – 40 мм обрабатывают цельными, а свыше 30 мм – насадными зенкерами. Окончательную обработку отверстия осуществляют развертками. По форме обрабатываемого отверстия различают цилиндрические (рис.6.27, г) и конические (рисунок 4.1.2.4., д) развертки. Развертки имеют 6 – 12 главных режущих кромок, расположенных на режущей части 7 с направляющим конусом. Калибрующая часть 8 направляет развертку в отверстии и обеспечивает необходимую точность и шероховатость поверхности. По конструкции крепления развертки делят на хвостовые и насадные (рисунок 4.1.2.4., е).

Метчики применяют для нарезания внутренних резьб. Метчик представляет собой винт с прорезанными прямыми или винтовыми канавками, – образующими режущие кромки (рисунок 4.1.2.4., ж). Метчик состоит из режущей 9 и калибрующей 10 частей. Профиль резьбы метчика должен соответствовать профилю нарезаемой резьбы.