1.4. Сверление отверстий, нарезание резьб. Применяемый инструмент

и приспособления

Сущность данных операций заключается в том, что процесс резания (снятия стружки) осуществляется с помощью двух движений: вращательного-режу-щего инструмента (сверла, зенковки) или заготовки и поступательного – заготовки (инструмента) вдоль оси отверстия. Эти движения создаются с помощью ручных (коловорот, дрель) или механизированных (электрическая дрель) приспособлений, а также станков (сверлильных, токарных и др.).

Вращательное движение инструмента (заготовки) называется основным или рабочим движением. Поступательное движение заготовки (инструмента) называют вспомогательным или движением подачи.

Процесс получения цилиндрических, конических и фасонных сквозных отверстий в сплошном материале с помощью режущего инструмента-сверла называется с в е р л е н и е м. Если отверстие в детали не сквозное, то операция называется з а с в е р л и в а н и е м .

Операция, позволяющая увеличить диаметр уже просверленного отверстия, называется рассверливанием.

Сверление применяется для получения неответственных отверстий, невысокой степени точности и чистоты (под крепежные болты, заклепки, шпильки и др.), для получения отверстий под нарезание резьбы, развертывание и зенкерование.

З е н к о в а н и е м называется обработка входной и выходной частей отверстия с целью снятия фасок, заусенцев, а также образование углублений под головки болтов, винтов и заклепок. Зенкование осуществляется цилиндрическими и коническими зенковками или сверлами большего диаметра.

З е н к е р о в а н и е (расширение) – это обработка предварительно просверленных, штампованных или литых отверстий с целью придания им строгой цилиндрической формы, достижения большей точности и чистоты поверхности. Чистота обработанной поверхности получается 4-6-го класса. Зенкерование выполняется на сверлильных станках специальными инструментами – зенкерами, которые отличаются от сверл устройством режущей части и большим числом режущих кромок.

Р а з в е р т к а является операцией чистовой обработки отверстий, обеспечивающей высокую точность размеров и чистоту поверхности. Эта операция выполняется с помощью разверток, которые бывают цилиндрическими и коническими, ручными и машинными. Чистота поверхности после развертки находится в пределах 6-9-го класса.

Инструмент для сверления и зенкования. Сверление представляет собой один из видов обработки отверстий резанием с помощью специального инструмента – сверла. Как и всякий другой режущий инструмент, сверло работает по принципу клина. В современном производстве применяются преимущественно спиральные сверла и реже перовые и центровочные.

С п и р а л ь н о е с в е р л о представляет собой цилиндрическое тело с двумя винтовыми канавками; один конец сверла заточен на конус, а другой конец оканчивается хвостовиком.

П е р о в о е с в е р л о наиболее просто в изготовлении, применяется для сверления неответственных отверстий диаметром до 25 мм.

Ц е н т р о в о ч н о е с в е р л о служит для получения центровых отверстий в различных заготовках.

Спиральное сверло состоит из рабочей части, хвостовика и шейки.

Р а б о ч а я ч а с т ь включает в себя цилиндрическую (направляющую) и режущую части. На цилиндрической части выполнены две винтовые канавки, по которым в процессе резания отводится стружка; их направление обычно правое. Левые сверла применяются очень редко. Вдоль канавок на цилиндрической части инструмента имеются узкие полоски, называемые ленточками. Они служат для уменьшения трения сверла о стенки отверстия. (Сверла диаметром 0,25…0,5 мм изготавливают без ленточек). Режущая часть образуется двумя режущими кромками, расположенными под определенным углом друг к другу. Этот угол называют углом при вершине. Его величина (в градусах) зависит от свойств обрабатываемого материала: сталь и чугун - 116-118; латунь и бронза - 130-140; медь – 125; алюминий - 130-140; магниевые сплавы - 110-120; силумины - 90 –100; гетинакс - 90 –100; органическое стекло - 70; пластмассы - 50-60.

Х в о с т о в и к служит для закрепления инструмента в сверлильном патроне или шпинделе станка и может быть цилиндрическим и коническим. Конический хвостовик имеет на конце лапку, которая не позволяет ему провертываться в шпинделе и служит упором при выталкивании сверла из гнезда.

Ш е й к а сверла, соединяющая рабочую часть с хвостовиком, служит для выхода абразивного круга в процессе шлифования инструмента при его изготовлении. На шейке обычно помещают марку сверла. Материалом для изготовления сверл является быстрорежущая сталь Р6М5, реже Р9,Р18. Все шире применяются металлокерамические твердые сплавы марок ВК6, ВК8, и Т15К6 (пластинками из этих сплавов оснащают только режущую часть).

В процессе работы режущая кромка притупляется, поэтому сверла периодически затачивают, так как угол заточки существенно влияет на режим резания, стойкость сверла и, следовательно, на производительность.

Нарезание резьбы. В монтажно-сборочных работах для соединения различных деталей применяют резьбовые соединения. Они являются наиболее распространенными из всех разъемных соединений. Основные преимущества резьбовых соединений: легкоразъемность, высокая механическая прочность и надежность, достаточная точность соединяемых деталей, малая стоимость.

Резьба представляет собой винтовую канавку постоянного сечения, выполненную на наружной (наружная резьба) или внутренней (внутренняя резьба) цилиндрической или конической поверхности. Она применяется для соединения деталей, а также для преобразования вращательного движения в поступательное (или наоборот) в механизмах и машинах.

Резьбы бывают однозаходные, образованные одной винтовой линией (ниткой) или многозаходные, образованные двумя и более линиями. По направлению винтовой линии резьбы подразделяются на правые и левые.

П р о ф и л е м р е з ь б ы называется сечение её витка плоскостью, проходящей через ось цилиндра или конуса, на котором выполнена резьба. По форме профиля резьбы подразделяют на треугольные, прямоугольные, трапецеидальные, упорные (профиль в виде неравнобедренной трапеции) и круглые.

Для нарезания резьбы важно также знать основные её элементы: шаг, наружный, средний и внутренний диаметры и форму профиля резьбы.

Ш а г р е з ь б ы S - расстояние между двумя одноименными точками соседних профилей резьбы, измеренное параллельно оси резьбы.

Н а р у ж н ы й д и а м е т р d – расстояние между крайними наружными точками профиля в направлении, перпендикулярном оси резьбы.

В н у т р е н н и й д и а м е т р d₁ - расстояние между крайними внутренними точками резьбы в направлении, перпендикулярном оси.

С р е д н и й д и а м е т р d₂ - расстояние между двумя линиями, параллельными оси винта, из которых каждая находится на равных расстояниях от вершины нитки и от дна впадины.

В зависимости от назначения резьбы делятся на крепежные и специальные; крепежные применяются для соединения деталей, специальные – для передаточных механизмов. К крепежным относятся треугольные резьбы, а к специальным – прямоугольные, трапецеидальные, упорные и круглые.

Крепежная резьба подразделяется на метрическую, дюймовую и трубную.

Метрическая резьба является основной крепежной резьбой, принятой в Советском Союзе. В метрической резьбе угол треугольного профиля  равен 60⁰ , наружный, средний и внутренний диаметры и шаг резьбы выражаются в миллиметрах. Метрические резьбы с крупным шагом обозначают буквой М и числом, выражающим наружный диаметр в миллиметрах: М6,М12 и т.д. Для обозначения резьб с мелким шагом к этим данным добавляют число, выражающее шаг резьбы в миллиметрах : М6х0,6; М20х1,5 и т.д.

В д ю й м о в о й р е з ь б е угол треугольного профиля равен 55⁰, диаметр резьбы выражают в дюймах, а шаг – числом ниток на один дюйм. Пример обозначения: 1 ( наружный диаметр резьбы в дюймах, 1^” = 25,4 мм).

Т р у б н а я р е з ь б а отличается от дюймовой тем, что её исходным размером является не наружный диаметр, а диаметр отверстия трубы, на наружной поверхности которой нарезана резьба. Пример обозначения: ¾^” труб (цифрами обозначен внутренний диаметр трубы в дюймах).

Инструмент для нарезания резьбы. Нарезание резьбы осуществляется на сверлильных, токарных и специальных резьбонарезных станках, а также вручную. При ручной обработке металлов внутреннюю резьбу нарезают метчиками, а наружную – плашками.

Метчики по назначению делятся на ручные, машинно-ручные и машинные, а в зависимости от профиля нарезаемой резьбы – на три типа: для метрической, дюймовой и трубной резьб.

М е т ч и к представляет собой винт с несколькими продольными или винтовыми канавками, которые образуют режущие кромки. Метчики применяют для нарезания внутренней резьбы в отверстиях. Метчик состоит из основных частей: рабочей части и хвостовика. Первая представляет собой винт с продольными канавками и служит для непосредственного нарезания резьбы, включает заборную (режущую) и направляющую (калибрующую) части. Заборная часть выполняет основную работу при нарезании резьбы и изготовляется обычно в виде конуса. Калибрующая часть направляет метчик и калибрует отверстие. Продольные канавки служат для образования режущих кромок и размещения стружки в процессе нарезания резьбы. Хвостовик служит для крепления инструмента в патроне или воротке

Ручные (слесарные) метчики выпускают в комплектах из двух или трех штук. Метчики изготовляют из углеродистой и легированной сталей марок У8, У12, Р18 и др. Клеймо на хвостовике метчика обозначает его тип и размер, а круговые черточки, расположенные на нем, указывают очередность применения метчика из комплекта. Черновой – первый метчик (одна черточка), средний – второй метчик (две черточки), чистовой – третий (три черточки).

Диаметр чернового метчика несколько меньше чистового, он только намечает резьбовые канавки, а чистовой доводит их до необходимого размера. Первым и вторым метчиком резьбу нарезают предварительно, а третьим придают ей окончательный размер и форму.

П л а ш к и представляют собой стальные закаленные гайки с внутренней винтовой нарезкой, которой нарезают наружную резьбу как вручную, так и на станках. Резьба плашки прорезана сквозными продольными канавками, которые служат, как и у метчиков, для образования режущих кромок на резьбе и для удаления стружки. Плашки имеют заборную и калибрующую части.

Заборная – конусная часть делается зенковкой на 2-3 нитки с обеих сторон плашки, что позволяет нарезать резьбу любой из сторон плашек. По форме плашки бывают круглыми, квадратными и шестигранными.

П л а ш к и к р у г л ы е - лерки предназначены для нарезания наружной резьбы. Они делятся на цельные и разрезные. Цельными плашками можно нарезать резьбу только одного диаметра, а разрезными плашками можно регулировать диаметр резьбы, нарезаемой в небольших пределах.

Круглая плашка представляет собой цельное или разрезанное кольцо с резьбой на внутренней поверхности и круглыми канавками, которые служат для образования режущих кромок и выхода стружки. Круглые плашки при нарезании резьбы закрепляют в специальный вороток – плашкодержатель. Изготавливают плашки из тех же материалов, что и метчики.