Контрольные вопросы

1. В чем сущность метода измерения температуры в зоне резания с использованием естественной термопары?

2. Как тарируется естественная термопара?

3. Почему глубина резания оказывает меньшее влияние на температуру в зоне резания, нежели V и s?

4. Конструкция, геометрия и заточка спиральных сверл, зенкеров и разверток Конструкция и геометрические параметры спирального сверла

Спиральные сверла предназначены для сверления глухих и сквозных отверстий в сплошном металле и для рассверливания имеющихся отверстий [11].

Рис. 4.1. Конструктивные части спирального сверла

У спирального сверла различаются следующие части (рис. 4.1).

Рабочая часть – часть сверла, снабженная двумя спиральными стружечными канавками; рабочая часть включает в себя режущую ℓ₁ и направляющую части сверла ℓ₂.

Режущая часть – часть сверла, заточенная на конус и несущая режущие кромки.

Направляющая часть – часть сверла, которая обеспечивает направление сверла в процессе резания.

Хвостовик – часть сверла, служащая для его закрепления и передачи крутящего момента от шпинделя. Лапка (у сверл с коническим хвостовиком) служит упором для выбивания сверла из шпинделя. Поводок (у сверл с цилиндрическим хвостовиком) ℓ₄ предохраняет сверло от проворачивания в патроне.

Основные элементы режущей части спирального сверла показаны на рис. 4.2.

Передняя поверхность 1 – поверхность винтовой канавки, по которой сходит стружка.

Главная задняя поверхность 2 – поверхность, обращенная к поверхности резания.

Режущая кромка 3 – линия, образованная пересечением передней и задней поверхностей; главных режущих кромок у сверла две (АВ и ЕС). Расположенные на режущей части, главные режущие кромки образуют угол при вершине 2φ. При обработке конструкционных материалов угол 2φ обычно 116–118º; при обработке хрупких материалов (мрамор, эбонит и др.) 2φ = 90+120º; при сверлении алюминия и алюминиевых сплавов 2φ = 130+140º; при обработке жаропрочных и нержавеющих материалов 2φ = 125+135º.

Рис. 4.2. Основные элементы режущей части спирального сверла

Поперечная кромка (ВС) – линия, образованная в результате пересечения главных задних поверхностей. Следует различать длину «а» и толщину «b» поперечной кромки.

Ленточка (f) – узкая полоска на цилиндрической поверхности сверла, расположенная вдоль винтовой канавки; обеспечивает сверлу направление при резании.

Наклон винтовой канавки определяется углом ω, заключенным между осью сверла и касательной к винтовой линии по наружному диаметру сверла. Угол наклона винтовой канавки у сверла назначается по мере увеличения диаметра сверла от 18 до 30º.

Спиральное сверло имеет переменный наружный диаметр, уменьшающийся по направлению к хвостовику. Коническую форму сверлу придают с целью устранения возможности защемления его в просверленном отверстии. Угол обратного конуса обозначают .

Геометрические параметры режущих кромок сверла

Углы режущих кромок можно рассматривать в двух плоскостях (рис. 4.3): в плоскости N–N, нормальной к режущей кромке, и в плоскости 0–0, касательной к цилиндрической поверхности, на которой лежит рассматриваемая точка.

Главные передние углы γ₁, γ₂, γ₃ определяются в плоскостях, нормальных к главной режущей кромке.

Рис. 4.3. Схема геометрических параметров режущей части спирального сверла

Главным передним углом называется угол между касательной к передней поверхности в рассматриваемой точке режущей кромки и нормалью в той же точке к поверхности вращения режущей кромки вокруг оси сверла. На рис. 4.3 показаны главные передние углы γ₁, γ₂, γ₃, соответствующие точкам режущей кромки 1, 2 и 3.

Так как передняя поверхность сверла является винтовой, то величина передних углов для всех точек режущего лезвия сверла переменна. Наибольшее значение имеет передний угол для периферийной точки 1 режущей кромки, где γ₁ = 25–30º; в точках, лежащих близко к центру сверла, передний угол будет меньше.

Передние углы в осевой плоскости 0–0 являются углами наклона винтовых линий для точек 1, 2, 3, т.е.

γ' = ω₁; γ" = ω₂; γ''' = ω₃. (4.1)

Чтобы убедиться в этом, необходимо произвести развертку сверла для диаметров D₁, D₂, D₃ (рис. 4.3).

Углы ω₁, ω₂ и ω₃ (рис. 4.4) являются углами наклона винтовых линий для точек режущей кромки 1, 2, 3 (рис. 4.3).

На основании рис. 4.3 для угла, лежащего в плоскости 0–0, можно записать:

, (4.2)

где D₁ – наружный диаметр сверла, мм;

Н – шаг винтовой линии сверла, мм.

Рис. 4.4. Схема развертки сверла

Так как шаг винтовой линии стружечной канавки Н для любой точки режущей кромки Х – величина постоянная, то можно записать:

, (4.3)

где – передний угол для любой точки режущей кромки сверла в плоскости, параллельной оси сверла;

– передний угол в плоскости 0₁–0₁, равный углу ω₁;

D_x – диаметр сверла для любой выбранной точки х режущей кромки;

D₁ – наружный диаметр сверла, мм.

Передний угол в главной секущей плоскости N₁–N₁ для любой точки режущей кромки может быть найден по формуле

, (4.4)

где φ – половина угла при вершине сверла, град.

По стандарту главные задние углы у спирального сверла измеряются в плоскостях, параллельных оси сверла и касательных к окружностям, описываемым точками 1, 2, 3 при вращении сверла вокруг оси (рис. 4.3).

Задние углы α₁, α₂, α₃ лежат между касательными к задней поверхности сверла в точках 1, 2, 3 и плоскостями, проведенными через те же точки перпендикулярно оси сверла. Величина задних углов у спирального сверла неодинакова в различных точках главной режущей кромки. У наружного диаметра задний угол º, а ближе к оси сверла º.

Основные размеры сверл спиральных (СТ СЭВ 275 – 76, ГОСТ 10903 – 77) с коническим хвостовиком (рис. 4.5, табл. 4.1).

Рис. 4.5. Спиральное сверло

Таблица 4.1