Министерство сельского хозяйства рф

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Государственный аграрный университет северного зауралья»

Механико-технологический институт

Кафедра СХиММ

Методические указания

к проведению

Лабораторной работы № 7

по курсу:

“Материаловедение”

Тема: «Изучение конструкции сверл»

для направления 110800 «Агроинженерия» профиль «Технология деревообработки», «Электрооборудование и электротехнологии АПК», «Эемлеустройство и кадастры», «Кадастр недвижимости»

дневной и заочной форм обучения

Тюмень 2013

Утверждено редакционно-издательским советом

«Государственный аграрный университет северного зауралья»

Составитель: к.п.н., доцент А.В. Головкин

«Государственный аграрный университет северного зауралья»

2013

1. Общие положения

Современное машиностроение является основным потребителем производимых в нашей стране металлов. В станкостроении, судостроении, автомобильной и авиационной промышленности, электронике и радиотехнике из металлов изготовляют огромное число деталей машин и при­боров.

В Основных направлениях экономического и со­циального развития России на 2005—2010 гг. и на период до 2020 г. подчеркнута необходимость обеспечения дальнейшего ускорения научно-тех­нического прогресса благодаря созданию и внед­рению в производство принципиально новой тех­ники, материалов и прогрессивных технологичес­ких процессов.

Наряду с приобретением практиче­ских навыков по избранной специальности изу­чение основ материаловедения позволит студентам повысить теоретическую подготовку, стать квалифицированными специалистами и принять актив­ное участие в дальнейшем совершенствовании производственных процессов, повышении эффек­тивности производства и улучшении качества вы­пускаемой продукции.

2. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Закрепить теоретические положения разделов дисциплины: «Материаловедение», привить навыки в пользовании справочным материалом, ознакомить студентов с основными типами расчетов.

3. Содержание работы

1. Изучить основные понятия.

2. Изучить методику расчетов.

4. Материальное обеспечение

4.1. Методические указания.

2. Задание (приложения).

4.3. Справочный материал.

5. Организация работы

Группа студентов в составе 25 – 30 человек изучает под руководством преподавателя вопросы, входящие в содержание работы.

Цель работы: «Изучение конструкции сверл», основных принадлежностей и приспособлений для сверления, основных типов сверл их геометрические и конструктивные элементы,

Оборудование и инструмент: Масштабная линейка, принадлежности, плакаты, слайды, набор сверл, универсальный угломер, штангенциркуль, микрометр, шаблоны.

Порядок выполнения работы:

1. Ознакомиться с основными понятиями об элементах и геометрии режущей части сверл.

2. Ознакомиться с конструкцией измерительных приборов и техникой измерения основных элементов сверл.

3. Изучить конструкцию и кинематику сверлильного станка, произвести необходимые измерения.

4. Произвести необходимые измерения геометрических параметров сверла с указанием марки материалов, из которых оно изготовлено (по заданию преподавателя), определить его назначение и область применения. Результаты, измерений и вычислений занести в таблицу.

5. Произвести измерения биения рабочей части сверла (по заданию преподавателя).

Спиральные сверля.

Сверление является одним из распространенных методов предварительной обработки отверстий. В зависимости от конструкции и назначения различают следующие типы сверла: Спиральные, первые для глубокого сверла, центровые, эжекторные, с пластинами из твердых сплавов и другие. Наибольшее распространение получили спиральные сверла. При работе на сверлильном станке сверло совершает вращательное движение вокруг своей оси, а деталь неподвижно закреплена на столе станка. При работе на токарных и револьверных станках и автоматах вращается деталь, а сверло перемещается поступательно. Основные конструкционные параметры спирального сверла приведены на (рис.1). Хвостовик у отечественных сверл небольшого диаметра (Д< 10 мм.) имеет, как правило, форму цилиндра и служит для закрепления сверла в специальном патроне. Сверла большого диаметра (Д> 10 мм.) имеют конический хвостовик, при помощи которого их устанавливают в коническом отверстии шпинделя станка. Основные размеры наружных инструментальных конусов Морзе с лапкой, стандартизация по ГОСТ 25557-82 (№О - №6). У зарубежных сверл хвостовик - цилиндрический с двухсторонней, симметричной выемкой по всей длине хвостовика для зажима в специальном патроне.

Режущая часть спирального сверла (рис. 2) имест две главных режущих кромки (ab и ес), которые образованы пересечением передних винтовых поверхностей канавок, по которым сходит стружка, с задними поверхностями (2), обращенными поверхностями резания, поперечную режущую кромку (bс - перемычку), образованную пересечением обеих задних поверхностей, две вспомогательные режущие кромки (dk; nl) расположенным по винтовым линиям, которые принимают участие в резании на длине, определяемой величиной подачи.

Для обеспечения прямолинейного направления сверла при резании и уменьшении трения сверла на цилиндрической рабочей части сверла оставляют лишь отшлифованные по диаметру узкое полоски-ленточки сверла шириной (f), с которым сверло соприкасается с обрабатываемым отверстием. Благодаря наличию двух спиральных канавок сверло имеет два зуба со спинками.

Угол наклона винтовой канавки (ω) - угол между осью сверла и касательной к винтовой линии по наружному диаметру сверла.

Угол наклона поперечной режущей кромки (перемычки) (ψ) - острый угол между проекциями поперечной и главной режущих кромок на плоскость перпендикулярной оси сверла. Для сверла диаметром до 12 мм. Применяют ψ = 50°, для сверл диаметром свыше 12 мм - 55°.

Угол режущей части (угол при вершине) 2φ - угол между главными

режущими кромкам при вершине сверла. Величина его зависит от вида обрабатываемого материала (табл.1).

а)

Рисунок 1. Элементы спиральных сверл с коническими

(А) и цилиндрическими (Б) хвостовиками.

L - длина сверла, l - рабочая часть, l₁ -режущая часть;

l₂- шейка, l₃- хвостовик, l₄- лапка; ω - угол наклона винтовой канавки:

D - диаметр сверла режущей части: D₀ - диаметр сверла у конца рабочей части:

2φ – угол при вершине; H – шаг винтовой линии.

Рисунок 2. Основные элементы рабочей части спирального сверла

h - высота ленточки, f - ширина ленточки, I - передняя поверхность, 2- задняя поверхность, ab и ес - главные режущие кромки, dk, nl - вспомогательные режущие кромки. bс – поперечная режущая кромка; γ – главный передний угол; a – главный задний угол.

Таблица 1.

Обрабатываемый материал, Кгс/мм2	Иелнчппм углов "
	СО ! 2 ф
Сталь ло 500 (50)	55 ! 116
до 500 - 700 (50-70)	30	1 10-118
700- 1000 (70 - 100'	75 ’ 3 0
1000- 1400(100- 140)	20 75-."о	! 25
1,'пр.ц'|01Г!!0 С I ПГК" "		120
’ г' н\н* (’е?>1ч»т; * ГеДТ, КрИСКИм Ме/пплс		' ! 0-; 2м 1 75
Бршпа с III? 15-20 175
100 и выше до 100	S-I2 | 125
Алюминиевые сплавы лпгенные	35-45	130-140
Алюминиевые сплавы деформируемые	45	140
Пластмассы, эбониты, бакелит	8-12	60-100

Передним углом у - называется угол между касательной и передней поверхностью в рассматриваемой точке режущей кромки на нормаль в той же точке к поверхности вращения режущей кромки вокруг оси сверла. По длине режущей кромки передний угол является величиной переменной. Передний угол рассматривается в плоскости N - N, перпендикулярной к режущей кромке.

Задний угол a - называется - угол между касательной к задней.

Поверхности в рассматриваемой точке режущей кромки и касательной в той же точке к окружности ее вращения вокруг оси сверла. Задний угол сверла это величина переменная: а = 14° на периферии сверла и а = 20 - 26° - ближе к центру сверла. Задний угол рассматривается в плоскости Б-Б направленной по касательной окружности в данной точке и параллельной оси сверла. Задний угол a_N в нормальной плоскости - может быть определен по формуле:

tg a_N = tga • simφ (1)

Наименьший передний угол а = 2-3* и наибольший задний угол а = 20- 26° имеют место в крайней внутренней точке главного режущего лезвия. У поперечного режущего лезвия величина угла у принимает отрицательное значение. Спиральное сверло имеет переменный наружный диаметр, уменьшающийся по направлению к хвостовику (обратная конусность сверла). На 100мм длины рабочей части обратная конусность должна составлять:

Д, мм	До 6	Св.16	Св.18
Обратная конусность, мм	0,03 - 0.08	0.04 – 0,10	0,05 - 0,12

Коническая форма сверла устраняет возможность его защемления в просверливаемом отверстии.

Для повышения производительности обработки заготовок с большим числом различных по размерам и форме поверхностей (резьбовых, с коническими цилиндрическими углублениями и т. д.) применяют радиально-сверлильные станки с ЧПУ, которые оснащаются магазинами сменных инструментов. Большое значение при этом на точность обработки заголовки оказывают жесткость системы СПИД. Основные технические требования и допуск на размеры сверла стандартизированы по ГОСТ 885 - 77, предельные отклонения диаметров сверл и размеров конуса хвостовика соответственно по ГОСТ 25347-82 и ГОСТ 2848-75.

Порядок выполнения работы.

1. Ознакомиться с основными понятиями об элементах и геометрии рабочей части спирального сверля.

2. В характеристике сверла указать марку материала, тип сверла, тип хвостовика и номинальный диаметр.

3. Выполнить эскиз сверла с необходимым сечениями и видами достаточными для обозначения всех его элементов.

4. Произвести необходимые измерения (рис. 1 и 2) и определить:

• средний диаметр конуса хвостовика:

d_cp. = (D ₁ ÷ d₂) / 2

• конусность калибрующей части сверла на длине 100мм:

K = (D - D₀) / l

• высоту ленточки: h

• угол наклона винтовой канавки на периферии сверла:

tgω = π D / H

где H - шаг винтовой канавки

Содержание отчета.

1. Наименование и цель работы

2. Краткое описание конструкции и кинематики сверлильного станка

с указанием технической характеристики (по указанию преподавателя).

3. Заполненные таблицы измеренных и исследуемых параметров сверла.

Критерии оценки работы.

Определяются в соответствии с рейтинговой оценкой знаний студентов в зависимости от направления подготовки.