2.6.2. Расчет и конструирование сверл

По форме и конструкции сверла разделяют на спиральные, с прямыми канавками, перовые, для глубин­ного сверления, кольцевые, центровочные, с канавками для подвода смазочно-охлаждающей жидкости, с многогран­ными пластинами. Сверла выполняют с цилиндрическим, коническим и четырехгранным хвостовиками. Основные раз­меры сверл стандартизованы. Геометрические параметры режущей части сверл (ω, γ и 2φ) в зависимости от материа­лов заготовки и сверла можно выбрать для сверл диамет­ром свыше 10 мм из инструментальной стали по табл. 3, для сверл, оснащенных пластинами из твердого сплава, — по табл. 4.

Угол наклона поперечной режущей кромки ψ для сверл диаметром до 12 мм принимают 50°, для сверл диаметром свыше 12 мм — 55°. Задний угол α различен в различных точках кромки. У стандартных спиральных сверл в наиболее удаленной от оси сверла точке α = 8…15°, в ближайшей к оси точке α = 20…26°. У сверл, оснащенных пластинами из твердого сплава, задний угол α соответственно равен 4…6° и 16…20°. Меньшие из приве­денных значений углов относятся к большим диаметрам сверл, большие значения — к малым диаметрам сверл. Формы и размеры заточки режущих кромок, перемычек и ленточек сверл приведены в нормативах.

Технические требования к изготовлению спиральных сверл приведены в ГОСТ 2034 — 80Е и СТ СЭВ 566 — 77.

Таблица 3

Рекомендуемые углы наклона винтовой канавки ω

и углы при вершине 2φ спиральных сверл диаметром

свыше 10 мм из инструментальной стали

Материал заготовки	ω	2φ
	градусы
Сталь с σв, МПа (кгс/мм2) до 500 (до 50) 500…700 (~ 50…70) 700…1000 (~ 70…100) 1000…1400 (~ 100…140) коррозионно-стойкая	35 30 25 20 25	116 116…118 120 125 120
Чугун серый	25…30	116…120
Медь красная Медные отливки и латунь Бронза с НВ: 100 и выше < 100	35…45 25…30 15…20 8…12	125 130 135 125
Алюминиевые сплавы литейные Алюминиевые сплавы деформируемые	35…45 45	130…140 140
Пластмассы, эбонит, бакелит	8…12	60…100

Хвостовики сверл с коническим хвостовиком имеют конус Морзе, выполняемый по СТ СЭВ 147 — 75.

Таблица 4

Рекомендуемые передние углы γ и углы при вершине 2φ

сверл, оснащенных пластинами из твердых сплавов

Материал заготовки	γ	2φ
	градусы
Сталь: конструкционная, углеродистая и легированная инструментальная марганцовистая твердая литая термически обработанная	0…4 — 3 0 — 3 — 3	116…118 116…118 116…118 116…118 130…135
Чугун с НВ: ≤ 200 > 200	6 0	116…118 116…118
Бронза, латунь, алюминий	4…6	116…118
Баббит	4…6	140
Пластмассы	0…2	60…100

Порядок расчета и конструирования спирального сверла из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком для обработки сквозного отверстия.

1. Определяем диаметр сверла. По ГОСТ 19257—73.

2. Определяем режим резания по нормативам.

3. Определяем осевую силу.

4. Момент сил сопротивления резанию (крутящий мо­мент).

5. Определяем номер конуса Морзе хвостовика. С расчетом момента трения между хвостовиком и втулкой.

6. Определяем длину сверла. Общая длина сверла, длины рабочей части, хвостовика и шейки могут быть приняты по ГОСТ 10903—77 или ГОСТ 4010—77.

7. Определяем геометрические и конструктивные пара­метры режущей части сверла. По нормативам находим форму заточки, угол наклона вин­товой канавки, углы между режущими кромками, задний угол, угол наклона поперечной кромки, размеры подточки, шаг винтовой канавки.

8. Определяем толщину d_c сердцевины сверла в зависимости от диа­метра сверла и утолщение сердцевины по направлению к хво­стовику.

9. Обратная конусность сверла (уменьшение диаметра по направлению к хвостовику) на 100 мм длины рабочей части должна находиться в пределах:

D, мм ......... До 6 Св.6 Св. 18

Обратная конусность, мм ....0,03—0,08 0,04—0,10 0,05—0,12

10. Определяем ширину ленточки f₀ и высоту затылка по спинке К.

11. Определяем ширину пера.

12. Геометрические элементы профиля фрезы для фре­зерования канавки сверла определяют графическим или аналитическим способом.

13. По найденным размерам строим профиль канавочной фрезы.

14. Устанавливаем основные технические тре­бования и допуски на размеры сверла (по СТ СЭВ 566—77 и ГОСТ 885—77).

Предельные отклонения диаметров сверла (ГОСТ 885—77). Допуск на общую длину и длину рабо­чей части сверла равен удвоенному допуску по квалитету 14 с симметричным расположением предельных отклоне­ний по ГОСТ 25347—82. Предельные отклонения размеров конуса хвостовика устанавливаются по ГОСТ 2848—75 (степень точности АТ8). Радиальное биение рабочей части сверла относительно оси хвостовика не должно пре­вышать 0,15 мм. Предельные отклонения на углы 2φ; 2φ₀, угол наклона винтовой канавки. Предельные отклоне­ния размеров подточки режущей части сверла. У рабочей части сверла HRС 62…65, у лапки хвостовика сверла HRC 30…45.

15. Выполняем рабочий чер­теж. Рабочий чертеж должен иметь три проекции (вин­товые линии при черчении за­меняют прямыми линиями). Фор­ма заточки сверла с геометри­ческими параметрами режущей части, центровое отверстие, а также профиль канавочной фре­зы вычерчивают отдельно в большом масштабе. На чертеже также указывают основные технические требования к сверлу.

2.6.3. Зенкеры

Зенкерование — технологический спо­соб обработки предварительно просвер­ленных отверстий диаметром d_c или от­верстий, изготовленных литьем и штамповкой с целью получения более точ­ных по форме и размеру, чем при сверлении, цилиндрических отверстий (10...11-го квалитета точности) с шероховатостью R_а = 1,25…3,2, диамет­ром d_з > d_c. Зенкеруют сквозные и глухие отверстия (рис. 21).

Элементы конструкции хвостового зенкера для обработки цилиндрических отверстий показаны на рис. 22.

Стандартные зенкеры имеют от трех до восьми зубьев. Наиболее часто на практике встречаются зенкеры с тремя винтовыми зубьями, смещенными на 120° друг относительно друга. Через точки главных режущих кромок трех зубьев, лежащих в плоскости вращения, перпендикулярной геометрической оси зенкера, можно провести концентрические окруж­ности. Это геометрическое свойство трехзубых зенкеров обеспечивает их само­центрирование и получение после зенкерования отверстий более правиль­ной цилиндрической формы и с более точным размером диаметра, чем это достигается двухзубыми сверлами.

Рис. 21. Зенкеры различного назначения:

а - для растачивания цилиндрических отверстий;

б - для обра­ботки цилиндрических углублений под

головки винтов; в - для зенкерования конических

углублений (зенковка); г - для обработки торцо­вых

поверхностей (цековка)

Рис. 22. Элементы конструкции цилиндрического зен­кера: 1 — сердцевина; 2 — задняя поверхность;

3 — ленточка; 4 — передняя поверхность;

5—вспомогательная режущая кромка;

6 — главная режущая кромка

Рабочая часть зенкера включает режущие и калибрующие эле­менты. Режущие элементы ограничены главным углом в плане φ, изме­ряемым между направлением подачи и главной режущей кромкой (рис. 23). В пределах вспомогательного угла в плане φ₁ находится калибрующая часть, близкая по форме к цилиндру, поскольку зенкер, подобно свер­лу, шлифуется при изготовлении с небольшой обратной конусностью. Геометрия рабочей части зенкера для цилиндрических отверстий определяется углами γ и α в точке х главной режущей кромки, а также углами α₁ и ω.

Рис. 23. Геометрические пара­метры хвостового зенкера

Передний угол γ_х в точке главной режущей кромки определяется в пло­скости, перпендикулярной проекции главной режущей кромки на диаметральную плоскость, проходящую через вершину зуба зенкера.

Главный задний угол α_х, как и у сверла, определяется между касательными в точке х к задней поверхности и к винтовой траектории движе­ния точки х при вращении зенкера и его осевом перемещении по подаче. Вспомогательный задний угол на калибрующей части обычно близок ну­лю. Угол наклона винтовой канавки ω не требует особых пояснений.