4.3.4. Характеристика метода сверления

Сверление - распространенный метод получения отверстий в сплошном материале. Сверлением получают сквоз­ные и несквозные (глухие) отверстия и обрабатывают предварительно получен­ные отверстия в целях увеличения их раз­меров, повышения точности и снижения шероховатости поверхности.

Сверление осуществляют при сочета­нии вращательного движения инструмента вокруг оси - главного движения резания и поступательного его движения вдоль осидвижения подачи. Оба движения на свер­лильном станке сообщают инструменту.

Процесс резания при сверлении проте­кает в более сложных условиях, чем при точении. В процессе резания затруднены отвод стружки и подвод охлаждающей жидкости к режущим кромкам инструмен­та. При отводе стружки происходит тре­ние ее о поверхность канавок сверла и сверла о поверхность отверстия. В резуль­тате повышаются деформация стружки и тепловыделение. На увеличение деформа­ции стружки влияет изменение скорости главного движения резания вдоль режу­щей кромки от максимального значения на периферии сверла до нулевого значе­ния у центра.

За скорость главного движения реза­ния при сверлении принимают окружную скорость точки режущей кромки, наибо­лее удаленной от оси сверла, м/с:

За глубину резания при сверлении от­верстий в сплошном материале принима­ют половину диаметра сверла, мм:

гдеd - диаметр обрабатываемого отвер­стия, мм.

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 силы:Р„ Р_у и Р_г (рис. 6.38).

СоставляющаяР_х направлена вдоль оси сверла. В этом же направлении дейст­вует силаР_п на поперечную режущую кромку. Суммарная всех указанных сил, действующих на сверло вдоль оси х, назы­вается осевой силой. Радиальные силыР_у, равные по величине, но направленные противоположно, взаимно уравновешива­ются.

В расчетах для определения осевой си­лы Р₀ (Н) и крутящего моментаМ_к (Н • м) используют эмпирические формулы

где Ср и С_м — коэффициенты, учитываю­щие физико-механические свойства обра­батываемого материала и условия резания; х_Р, у_Р, х_и, у_и - показатели степеней; к_Р ик_и - поправочные коэффициенты на измененные условия резания. Коэффици­енты и показатели степеней приведены в справочниках.

Осевая сила и крутящий момент явля­ются исходными для расчета сверла и уз­лов станка на прочность, а также для оп­ределения эффективной мощности. Эф­фективная мощность (кВт), затрачиваемая на резание при сверлении.

4.3.5. Схемы обработки заготовок на сверлильных станках

На сверлильных станках выполняют сверление, рассверливание, зенкерование, развертывание, цекование, зенкование, нарезание резьбы и обработку сложных отверстий (рис. 6.44).

Сверление сквозного отверстия пока­зано на рис. 6.44, а. Режущим инструмен­том служит спиральное сверло. В зависи­мости от требуемой точности и величины партии обрабатываемых заготовок отвер­стия сверлят в кондукторе или по разметке.

Рассверливание - процесс увеличения диаметра ранее просверленного отверстия сверлом большего диаметра (рис. 6.44, 6). Диаметр отверстия под рассверливание выбирают так, чтобы поперечная режущая кромка в работе не участвовала. В этом случае осевая сила уменьшается.

Зенкерование - обработка предвари­тельно полученных отверстий для прида­ния им более правильной геометрической формы, повышения точности и снижения шероховатости многолезвийным режущим инструментом - зенкером (рис. 6.44, в).

Развертывание - окончательная обра­ботка цилиндрического или конического отверстия разверткой (обычно после зен-керования) в целях получения высокой точности и малой шероховатости обрабо­танной поверхности (рис. 6.44, г, д).

Цекование - обработка торцовой по­верхности отверстия торцовым зенкером для достижения перпендикулярности пло­ской торцовой поверхности к его оси (рис. 6.44, ё).

Зенкованием получают в имеющихся отверстиях цилиндрические или кониче­ские углубления под головки винтов, бол­тов, заклепок и других деталей. На рис. 6.44, ж, з показано зенкование цилиндри­ческого углубления цилиндрическим зен­кером (зенковкой) и конического углубле­ния коническим зенкером.

Нарезание резьбы - получение на внутренней цилиндрической поверхности с помощью метчика винтовой канавки (рис. 6.44, и).

Отверстия сложного профиля обра­батывают с помощью комбинированного режущего инструмента. На рис. 6.44, к показан комбинированный зенкер для об­работки двух поверхностей: цилиндриче­ской и конической.

Сверление глубоких отверстий (дли­на отверстия больше пяти диаметров) вы­полняют на специальных горизонтально- сверлильных станках. При обработке глу­боких отверстий спиральными сверлами происходят увод сверла и "разбивание" отверстия: затрудняются подвод смазоч- но-охлаждающей жидкости и отвод стружки. Поэтому для сверления глубоких отверстий применяют сверла специальной конструкции

На рис. 6.44, л показана схема сверле­ния глубокого отверстия специальным однокромочным сверлом на горизонталь­но-сверлильном станке. Заготовке 1, за­крепленной в трехкулачковом патроне и люнете, сообщают главное вращательное движение резания (Д.). Сверло 7 закреп­ляют на резьбе в стебле 3 (трубе), а второй конец последнего - в суппорте 4 и сооб­щают сверлу продольную подачу (И ).

Смазочно-охлаждающая жидкость под большим давлением подается насосом из резервуара 6 по трубопроводу через маслоприемник 2 к режущей кромке сверла, стружка отводится вместе с жидкостью через внутренний канал сверла в стружкосборник 5.

При данном способе глубокого сверле­ния для получения отверстия заданного размера весь металл, подлежащий удале­нию, превращается в стружку (рис. 6.44, б).

Глубокие отверстия большого диамет­ра (О > 100 мм) сверлят сверлами кольце­вого типа. В процессе сверления в стружку превращается только металл кольцевой полости (рис. 6.44, в). Оставшийся после сверления центральный стержень используют как заготовку для изготовления различных деталей.