Перовые сверла

Перовые сверла применяются при обработке твердых мате­риалов, а также ступенчатых и фасонных отверстий. Они могут быть цельными, сварными и составными. Рабочая часть перо­вого сверла может быть получена ковкой или фрезерованием круглого или квадратного стержня. В составных перовых свер­лах она выполняется в виде пластины и вставляется в паз дер­жавки.

Перовые сверла имеют ряд недостатков:

• большие отрицательные передние углы (рис. 5.11, а);

• плохое направление в отверстии, затруднительные условия отвода стружки;

• допускают малое число переточек.

Для получения положительных передних углов и улучшения процесса резания передняя поверхность таких сверл снабжается лункой (рис. 5.11, б, в), но это приводит к снижению прочности режущей части. Для облегчения процесса резания у сверл боль­ших диаметров на режущих кромках делают стружкоразделительные канавки шириной 2...3 мм, которые должны распола­гаться несимметрично относительно оси сверла. Расстояние меж­ду канавками 8... 12 мм.

Рис. 11. Перовые сверла

Угол при вершине 2φ выбирается в зависимости от свойств обрабатываемого материала (см. табл. 5.1). Для уменьшения трения калибрующая часть выполняется с углом φ₁ = 5...8°. Зад­ний угол α выбирается в пределах 10...20°: большие значения принимают для вязких и мягких материалов, меньшие — для хрупких и твердых.

Сверла для глубокого сверления

Отверстия, глубина которых превышает диаметр в 5 раз и бо­лее, принято называть глубокими. Обработка таких отверстий производится сверлами для сплошного (D ≤ 80 мм) и кольцевого (D > 80 мм) сверления. При сверлении глубоких отверстий зна­чительно ухудшается подвод охлаждающей жидкости к режу­щим кромкам, затрудняется отвод теплоты и стружки из зоны резания, уменьшается жесткость инструмента, поэтому такие сверла имеют ряд особенностей.

Для лучшего удаления стружки из зоны резания применяют спиральные сверла с отверстиями для подвода СОЖ (рис. 5.12).

Рис. 12. Сверла спиральные с канавками в теле сверла (а) и с трубками, впаянными в спинки (б)

Для получения мелкой стружки, легко удаляемой из отверстия потоком СОЖ, на передних поверхностях сверла вдоль винтовых канавок или на задних поверхностях зубьев в шахматном поряд­ке делают стружкоразделительные канавки. Сверла с отверстия­ми имеют стойкость в 5...8 раз большую, чем стандартные спи­ральные сверла.

При сверлении глубоких отверстий небольших диаметров (3...30 мм) и невысокой точности хорошо зарекомендовали себя шнековые сверла (рис. 5.13). Они отличаются увеличенным диа­метром сердцевины по всей длине (до 0,5 диаметра сверла) и уг­лом ω = 45... 60°. Стружечные канавки шнековых сверл имеют в осевом сечении треугольный профиль с закруглением во впа­дине. В конструкции сверл выделяют режущую и транспорти­рующую части. Первая часть отделяет и формирует стружку, вторая — отводит ее из зоны резания.

Рис. 13. Шнековое сверло

Режущая часть сверла имеет специальную заточку, задние поверхности затачиваются по плоскости. Для дробления стружки на передней поверхности затачивается порожек трапециевидной формы Это позволяет получать оптимальные геометрические параметры исходя из фи­зико-механических свойств обрабатываемого материала и усло­вий обработки независимо от угла наклона винтовой канавки ω.

Значения угла 2φ назначают в зависимости от свойств обрабатываемого материала (табл. 5.2).

Таблица 5.2 Значение угла при вершине 2φ шнекового сверла, град.

Обрабатываемый материал	Угол2ф
Чугун	120...130
Углеродистые конструкционные стали	90...100
Нержавеющие стали	120...125
	90...95

Задние уuлы выбирают в пределах 12...15°, передние — 12...18°, угол τ = 5...7°.

Для сверления отверстий глубиной до 10 диаметров на уни­версальном оборудовании разработано спиральное сверло НПИЛ (рис. 5.14) с усиленной сердцевиной k = (0,3...0,5)D. Профиль стружечной канавки сверла получается при обработке инстру­ментом простой конфигурации. Угол наклона винтовой канавки ω = 45°.

Рис. 14. Сверло НПИЛ

Режущие лезвия сверла НПИЛ затачиваются по передней по­верхности. Стружколомающий желобок имеет радиусную форму, заточен под углом |Х к главной режущей кромке и обеспечивает формирование стружки в виде конических завитков небольшого размера. Заточка сверла по передней поверхности дает возмож­ность назначать рациональные передние углы в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемых материалов.

Созданное в Белорусском политехническом институте (ныне Белорусский национальный технический университет) сверло БПИ (рис. 5.15) для обработки отверстий диаметром 3...30 мм

Рис. 15. Сверло БПИ

(a,b,c,v — параметры стружкодробящей канавки)

на глубину до 30...35 диаметров отличается от предыдущих кон­струкций специальным профилем стружечных канавок и нали­чием двух ленточек на каждом пере. Стружечные канавки выпол­нены под углом ω = 53...55°, диаметр сердцевины равен 0,5D. Подвод охлаждающей жидкости к режущим лезвиям осуществ­ляется по каналам, выполненным в спинке сверла. Для эффек­тивного охлаждения режущей части достаточно подавать СОЖ с расходом не более 2...3 л/мин под давлением 0,05 МПа.

Надежное дробление стружки обеспечивается специальной заточкой передней поверхности сверла. Задняя поверхность затачивается по плоскости. Выбор геометрических параметров и состава СОЖ зависит от обрабатываемого материала.

Высокая эффективность процесса сверления достигается за счет непрерывного транспортирования стружки из отверстия, подачи СОЖ непосредственно к режущим лезвиям сверла, уве­личения в 2 раза его жесткости. Это позволяет увеличить ми­нутную подачу в 2...3 раза и до 5 раз сократить время обработки глубоких отверстий по сравнению со стандартными спиральны­ми сверлами.

Для сверления отверстий повышенной точности с малым уво­дом оси используют сверла одностороннего резания (ружейные, пушечные и др.). Эти сверла делят на сверла с внутренним под­водом СОЖ и наружным отводом стружки диаметром 3...30 мм и на сверла с наружным подводом СОЖ и внутренним отводом стружки диаметром 16...65 мм. Сверла первого типа изготавли­вают из быстрорежущей стали или оснащают пластинами или коронками из твердого сплава.

Ружейное сверло с наружным отводом стружки (рис. 5.16) состоит из режущей части и стебля. Стебель выполняется из угле­родистой стали в виде трубки с провальцованной по длине стру­жечной канавкой с углом профиля ψ = 110...140° и полостью для подачи СОЖ в зону резания. При этом обеспечивается доста­точная жесткость сверла и создается необходимое пространство для отвода стружки. На шлифованной цилиндрической поверх­ности расположены направляющие.

Рис. 16. Ружейное сверло с наружным отводом стружки

Сверло имеет одну режущую кромку, состоящую из двух час­тей — наружной и внутренней. Вершина сверла для лучшего на­правления при работе смещена относительно оси на некоторую величину, равную примерно 0,2D. В процессе работы сверла на детали образуется конус, обеспечивающий сверлу дополнитель­ное направление.

На различных отрезках режущей кромки име­ют место различия в действующих на них радиальных силах. В результате сверло прижимается направляющей частью к об­работанной поверхности отверстия. Это предохраняет сверло от увода, отверстие — от разбивки, а также повышает период стой­кости сверла. Для уменьшения трения при работе калибрующая часть имеет обратную конусность в пределах 0,1...0,3 мм на дли­не 100 мм. Вдоль вспомогательной режущей кромки на калиб­рующей части оставляется ленточка шириной 0,2...0,6 мм

Конструкции сверл с внутренним отводом стружки и рас­положенными в шахматном порядке пластинами из твердого сплава приведены на рис. 5.17. Сверла диаметром 65...180 мм целесообразно оснащать многогранными неперетачиваемыми пластинами.

Рис. 17. Сверла с внутренним отводом стружки

Эжекторные сверла (рис. 5.18) изготавливаются диаметром 20...65 мм. Их особенностью является эффект подсоса СОЖ, ухо­дящей вместе со стружкой в результате разрежения и перепада давлений, создаваемых внутри корпуса сверла. Прямой поток жидкости подается под давлением 2...3 МПа по каналу Л между внутренним и наружным стеблями. Не доходя до рабочей части, он разделяется. Примерно 70 % жидкости направляется в зону резания через выполненные в корпусе сверла отверстия, а 30 % жидкости отводится обратно через щелевые сопла Б, сделанные на внутреннем стебле. Между потоком жидкости, которая отво­дится вместе со стружкой из рабочей зоны, и потоком, уходя­щим через сопла Б по стеблю 1, создается разрежение и перепад давлений. В результате основной поток жидкости со стружкой, отходящий из зоны резания, как бы засасывается жидкостью,

Рис. 18 Эжекторные сверла

СОЖ

A

Б

уходящей через сопла Б, и движется с большей скоростью. Сверла обеспечивают точность обработки отверстий по квалитетам 9-11 и шероховатость поверхности Ra = 2,5...0,63 мкм [9].