
книги из ГПНТБ / Кропивницкий Н.Н. Общий курс слесарного дела учеб. для проф.-техн. училищ
.pdfвинтовой |
канавки, передний и задний |
углы, угол наклона |
попе |
|
речной кромки |
(перемычки). |
|
|
|
У г о л |
п р и |
в е р ш и н е с в е р л а |
2ф расположен |
между |
главными режущими кромками. Он оказывает большое влияние на работу сверла. Величина этого угла выбирается в зависи-
мости |
от твердости обрабатываемого |
материала |
и |
колеблется |
|||||||||||
в пределах от 80 до 140°; для сталей, чугунов и твердых |
бронз |
||||||||||||||
2ф= |
116-т-118°, |
для латуней |
и |
мягких |
бронз |
2ф=130°,для |
лег |
||||||||
ких |
сплавов — дуралюмина, |
|
силумина, |
электрона |
и |
баббита |
|||||||||
2ф = |
140°; |
для |
красной |
меди |
2ф = |
125°; |
для |
эбонита |
и целлу |
||||||
лоида 2 Ф = |
80-=-90°. |
|
|
сверл |
диаметром |
12 |
мм |
и |
выше |
||||||
Для |
повышения стойкости |
||||||||||||||
применяют двойную заточку сверл; при этом главные |
режущие |
||||||||||||||
кромки |
имеют |
форму |
не |
прямой, |
как |
при |
обычной |
заточке |
|
Рис. 152. Геометрические параметры спирального сверла |
|
||||
(рис. |
152, а), |
а ломаной линии |
(рис. 152, б). Основной угол |
|||
2ф = |
116-r-118° |
(для |
сталей и |
чугунов), |
а второй |
угол |
2ф0 -70ч-75°. |
|
в и н т о в о й |
к а н а в к и |
обозначается гре |
||
У г о л н а к л о н а |
||||||
ческой буквой |
омега |
со (рис. 152, |
а). С увеличением этого |
угла |
процесс резания облегчается, улучшается выход стружки. Од нако сверло (особенно малого диаметра) с увеличением угла наклона винтовой канавки ослабляется. Поэтому у сверл малого диаметра этот угол делается меньшим, чем у сверл большого диаметра.
Угол наклона винтовой канавки долженвыбираться в зави
симости от |
свойств обрабатываемого металла. Для обработки, |
|||
например, |
красной меди и алюминия |
этот угол |
нужно брать |
|
равным 35—40°, а для |
обработки стали |
со = 25° и |
меньше. |
|
Если рассечь спиральное сверло плоскостью, перпендикуляр |
||||
ной главной режущей |
кромке, то увидим передний угол (см. се |
|||
чение Б—Б |
на рис. 152, в ) . |
|
|
|
П е р е д н и й у г о л |
у (гамма) в разных точках режущей |
|||
кромки имеет разную |
величину: он больше у периферии сверла |
|||
и заметно |
меньше у его оси. Так, если |
у наружного диаметра |
200
передний угол у = 25-ь30°, то у перемычки он близок к 0°. Не постоянство величины переднего-угла относится к недостаткам спирального сверла и является одной из причин неравномер ного и быстрого его износа.
З а д н и й у г о л с в е р л а а (альфа) предусмотрен для уменьшения трения задней поверхности о поверхность резания.
Этот угол рассматривается в плоскости А—А, |
параллельной |
оси сверла (рис. 152, в). Величина заднего угла |
также изме |
няется по направлению от периферии к центру сверла; у пери ферии он равен 8—12°, а у оси
а = 20-^26°. |
|
|
|
|
|
|
|
а ) |
||
У г о л н а к л о н а |
п о п е |
|
||||||||
р е ч н о й к р о м к и |
а|) |
|
(пси) |
|
||||||
для |
сверл |
диаметром от |
1 до |
|
||||||
12 мм колеблется от 47 до 50° |
|
|||||||||
(рис. 152, в), а для сверл диа |
|
|||||||||
метром |
свыше |
12 |
мм |
гр = 55°. |
|
|||||
С в е р л а , о с н а щ е н н ы е |
|
|||||||||
п л а с т и н к а м и |
|
|
т в е р д ы х |
в) |
||||||
с п л а в о в , |
по |
сравнению |
со |
|
||||||
сверлами, |
изготовленными |
из |
|
|||||||
сталей, |
имеют меньшую |
длину |
|
|||||||
рабочей |
части, |
больший |
диа |
|
||||||
метр |
сердцевины |
и |
меньший |
|
||||||
угол |
наклона |
винтовой |
|
ка |
|
|||||
навки. |
Эти |
сверла |
|
обладают |
Рис. 153. Сверла, оснащенные пластин |
|||||
высокой |
стойкостью |
и |
обеспе |
ками твердых сплавов |
||||||
чивают |
более высокую |
произ |
|
водительность. Особенно эффективно применение сверл с пла стинками твердых сплавов при сверлении и рассверливании чугуна, твердой стали, пластмасс, стекла, мрамора и других твердых материалов.
Сверла, оснащенные пластинками твердых сплавов, выпу скаются четырех типов: спиральные с цилиндрическим хвосто виком (рис. 153, а); спиральные с коническим хвостовиком (рис. 153, б), с прямыми канавками и коническим хвостовиком (рис. 153, в) и с косыми канавками и цилиндрическим хвостови ком (рис. 153, г).
Процесс резания при сверлении. В процессе сверления под влиянием силы резания режущие поверхности сверла сжимают прилегающие к ним частицы металла, и когда давление, созда ваемое сверлом, превышает силы сцепления частиц металла, происходит образование элементов стружки и отделение ее.
При сверлении вязких металлов |
(сталь, медь, алюминий и |
др.) отдельные элементы стружки, плотно сцепляясь между со |
|
бой, образуют непрерывную стружку, |
завивающуюся в спираль |
(см. рис. 149). Такая стружка называется с л и в н о й . Если об рабатываемый металл хрупок, например чугун или бронза, то
201
отдельные элементы стружки |
надламываются |
и |
|
отделяются |
||||||
друг |
от друга. Такая стружка, состоящая из отдельных |
разоб |
||||||||
щенных между собой элементов |
(чешуек) неправильной формы, |
|||||||||
|
|
|
носит |
название |
струж |
|||||
|
|
|
ки н а д л о м а . |
|
|
|||||
|
|
|
В |
процессе |
сверле |
|||||
|
|
|
ния |
различают |
следу |
|||||
|
|
|
ющие |
элементы |
реза |
|||||
|
|
|
ния: скорость |
резания, |
||||||
|
|
|
глубина |
резания, |
по |
|||||
|
|
|
дача, |
|
толщина |
и |
ши |
|||
|
|
|
рина |
|
стружки |
|
(рис. |
|||
|
|
|
154). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Главное |
|
|
рабочее |
||||
|
|
|
движение |
сверла |
(вра |
|||||
|
|
|
щательное) |
характери |
||||||
|
|
|
зуется |
скоростью |
реза |
|||||
|
|
|
ния. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С к о р о с т ь р е з а |
|||||||
Рис. |
154. Элементы резания: а — при |
сверле |
н и я — это |
путь, |
про |
|||||
|
нии; б — при рассверливании |
|
ходимый |
в |
|
направле |
||||
|
|
|
нии главного |
движения |
||||||
наиболее удаленной от оси инструмента точкой режущей |
кромки |
|||||||||
в единицу времени. Принято скорость резания обозначать |
латин |
|||||||||
ской |
буквой v и измерять в метрах в |
минуту. |
Если |
известны |
число оборотов сверла и его диаметр, нетрудно определить ско
рость резания. Она подсчитывается по общеизвестной |
фор |
||||
муле |
|
|
|
|
|
|
|
V = ~YQQQ |
м/мин, |
|
|
где D — диаметр инструмента |
(сверла) в мм; |
|
|||
п — число оборотов сверла |
в минуту; |
|
|||
л — постоянное число, примерно равное 3,14. |
|
||||
Если известны |
диаметр сверла |
и скорость резания, то число |
|||
оборотов п можно вычислить по формуле |
|
||||
|
|
1000 |
-v |
,. |
|
|
|
nD |
об/мин. |
|
|
П о д а ч е й |
при |
сверлении |
называется перемещение |
сверла |
|
вдоль оси за |
один |
его оборот. |
Она |
обозначается через s |
и из |
меряется в мм/об. Сверло имеет две |
главные |
режущие |
кромки. |
|
Следовательно, подача |
на одну |
режущую |
кромку |
выра |
зится так: |
, |
|
|
|
Для характеристики величины перемещения сверла в минуту иногда определяют подачу в минуту
s^ — s^n мм/мин.
202
Правильный выбор подачи имеет большое значение для уве личения стойкости инструмента. Величина подачи при сверле нии и рассверливании зависит от заданной чистоты и точности обработки, твердости обрабатываемого материала, прочности сверла и жесткости системы станок — инструмент — деталь.
Г л у б и н о й |
р е з а н и я f при |
сверлении отверстий является |
|
расстояние |
от |
стенки отверстия |
до оси сверла (т. е. радиус |
сверла), т. |
е. |
|
|
При рассверливании (рис. 154, б) глубина резания t опре деляется как половина разности между диаметром D сверла и диаметром d ранее обработанного отверстия
, |
D-d |
|
|
t = |
—^— |
м |
м - |
Т о л щ и н а с р е з а (стружки) |
а |
измеряется в направлении, |
перпендикулярном режущей кромке сверла. Ширина среза Ъ
измеряется |
вдоль режущей |
кромки и |
равна ее |
длине |
(рис. 154, |
а). |
|
|
|
П л о щ а д ь п о п е р е ч н о г о |
с е ч е н и я |
с т р у ж к и |
(пло |
щадь среза) f, срезаемая обеими режущими кромками сверла,
определяется по |
формуле |
|
f — s0t мм2 , |
где So — подача |
в мм/об; |
/ — глубина резания в мм.
Таким образом, площадь поперечного сечения стружки ста новится больше с увеличением диаметра сверла, а для данного сверла — с увеличением подачи.
Обрабатываемый материал оказывает сопротивление реза нию и удалению стружки. Для осуществления процесса резания к инструменту должны быть приложены сила подачи Ро, пре восходящая силы сопротивления материала осевому перемеще нию сверла, и крутящий момент Л4к р , необходимый для преодо ления мемента сопротивления М и для обеспечения главного вращательного движения шпинделя и сверла.
Выбор величин усилия подачи Р0 и крутящего момента за висит от диаметра сверла D, величины подачи и свойств обра батываемого материала: например, при увеличении диаметра сверла и подачи они также должны быть увеличены.
М о щ н о с т ь , необходимая для резания при сверлении и рассверливании, складывается из мощности, потребляемой на вращение инструмента, и мощности, потребляемой на подачу инструмента. Так как мощность, необходимая для подачи сверла, чрезвычайно мала по сравнению с мощностью,' расхо дуемой на вращение сверла в процессе резания, то для
203
практических целей мощность можно подсчитывать по следую щей формуле:
|
|
N |
= _ Л « р 1 ? |
|
кВт |
|
|
^рез |
716 200- |
1,36 |
' |
где МЕр |
— крутящий |
момент в кг «мм; |
в минуту. |
||
п — число оборотов |
инструмента |
||||
Зная |
мощность, |
затрачиваемую |
на |
резание, легко подсчи |
тать и необходимую (потребную) мощность электродвигателя
станка NM, |
которая |
обеспечит проведение процесса резания при |
|||||
сверлении |
в определенных |
условиях работы |
|
||||
|
N = |
^ |
L |
= |
^ |
кВт, |
|
|
м |
|
ц |
|
TV-716 20Q. 1,36 |
' |
|
где in — коэффициент |
полезного действия |
станка |
(для расчета |
||||
г] = 0,85 н-0,9). |
|
|
|
|
|
|
|
С т о й к о с т ь ю |
с в е р л а |
называется время его |
непрерывной |
||||
(машинной) работы |
до затупления, т. е. между двумя переточ |
||||||
ками. Стойкость сверла обычно измеряется |
в минутах. |
В процессе резания при сверлении выделяется большое ко личество тепла вследствие деформации металла, трения выхо
дящей |
по канавкам сверла |
стружки, трения задней поверхности |
||
сверла |
об обработанную |
поверхность |
и т. п. Основная |
часть |
тепла |
уносится стружкой, |
а остальная |
распределяется |
между |
деталью и инструментом. Для предохранения от затупления и преждевременного износа при нагреве сверла в процессе реза ния применяют смазывающе-охлаждающую жидкость, которая отводит тепло от стружки, детали и инструмента.
К охлаждающим жидкостям, которыми пользуются при сверлении металлов, относятся мыльная и содовая вода, масля
ные эмульсии |
и др. |
|
В ы б о р |
р е ж и м о в р е з а н и я п р и с в е р л е н и и |
за |
ключается в определении такой подачи и скорости резания, при которых процесс сверления детали оказывается наиболее про изводительным и экономичным.
Теоретический расчет элементов режима резания произво дится по нормативам, действующим на заводе, или по справоч никам в следующем порядке: выбирают подачу, затем подсчи тывают скорость резания и по найденной скорости резания устанавливают число оборотов сверла. Затем выбранные эле менты режима резания проверяют по прочности слабого звена механизма главного движения и мощности электродвигателя станка.
Обычно в производственных условиях при выборе элементов режима резания, сверления, зенкерования, развертывания и т. п. пользуются готовыми данными технологических карт.
Износ и заточка сверл. Износ сверл |
из |
быстрорежущей |
стали происходит по задней поверхности, |
ленточкам и углам, |
|
а иногда и по передней поверхности (рис. |
155, |
а). |
204
Задняя поверхность сверла изнашивается в результате тре ния о поверхности резания, передняя — в результате трения об образующуюся стружку. Затупившееся сверло в процессе ра боты издает характерный скрипящий звук, свидетельствующий о необходимости направить сверло в переточку.
Форма заточки оказывает влияние на стойкость сверла и скорость резания, допускаемую сверлом. Различают следующие формы заточки сверл: нормальную одинарную и двойную за точку, заточку с подточкой перемычки, с подточкой ленточки и др. (табл. 9).
П р и д в о й н о й з а т о ч к е на заборном конусе сверла об разуется вторая затылованная часть, имеющая угол при вер
шине |
2ф0 = 70н-75°. Стойкость |
сверла с двойной заточкой при |
|||
обработке стали увеличивается в 2,5—3 |
раза по сравнению со |
||||
сверлом с нормальной заточкой. |
|
|
|||
П о д т о ч к а |
л е н т о ч к и |
производится |
на длине 1,5—4 мм |
||
путем |
снятия затылка под углом 6—8° |
и |
образования узкой |
||
фаски |
шириной |
0,2—0,3 мм, необходимой |
для предотвращения |
защемления и поломки сверла (рис. 155, б). С такой заточкой износостойкость сверла при обработке вязких сталей увеличи вается "в 2—3 раза.
П о д т о ч к а п е р е м ы ч к и состоит в образовании допол нительных выемок у вершины сверла с обеих сторон вдоль его оси на длине 3—15 мм (рис. 155, в), после чего длина пере-
205
Т а б л и ц а 9. Основные формы заточки сверл
Диаметр
сверл в мм
0,25-12
12-80
|
Форма |
заточки |
|
|
|
обозна |
Обрабатываемый материал |
||
наимеяование |
эскиз |
|||
чение |
||||
|
|
Одинарная |
н |
Сталь, стальное литье, |
|
(нормальная) |
чугун |
||
|
Одинарная |
н п |
Стальное литье с о в |
|
с подточкой |
до |
50 кгс/мм2 с несня |
|
перемычки |
|
той |
коркой |
Одинарная |
|
Сталь |
и стальное |
|
с подточкой |
н п л |
|||
литье с 0В |
до 50 кгс/мм2 |
|||
перемычки |
||||
|
со снятой |
коркой |
||
и ленточки |
|
|||
|
ft |
|
||
|
|
|
Двойная с под |
|
Стальное |
литье |
с |
ая |
||
|
более |
50 кгс/мм2 |
с |
не |
|||
точкой пере |
ДП |
||||||
снятой |
коркой, |
чугун |
|||||
мычки |
|
||||||
|
с неснятой |
коркой |
|
||||
|
|
|
Двойная с под |
|
Сталь |
и |
стальное |
||
точкой |
пере |
д п л |
литье с |
сг„ |
более |
|
мычки |
и лен |
50 кгс/мм2 |
со |
снятой |
||
|
||||||
точки |
|
коркой |
|
|
206
мычки сокращается до 0,Ш (табл. 9). При этом значительно уменьшается необходимая сила подачи PQ, а стойкость сверла увеличивается в 1,5 раза.
Многие новаторы производства работают над совершенство ванием конструкции сверл в целях повышения их стойкости.
Заточка сверл выполняется в заточных мастерских специа листами-заточниками на специальных станках.
Рис. 156. Приемы заточки сверл: а — на точиле с приспо соблением; б — на точиле без приспособления; в — проверка углов заточки сверла шаблоном
В ряде случаев заточку сверл производят.на простых заточ ных станках (точилах), оборудованных специальным приспо соблением (рис. 156, а). При заточке вручную сверло держат левой рукой возможно ближе к режущей части (конусу), а пра вой рукой — за хвостовик (рис. 156, б). Прижимая режущую кромку сверла к боковой поверхности заточного круга, плавным движением правой руки покачивают сверло, добиваясь, чтобы его задняя поверхность получила правильный наклон и приняла
надлежащую форму. Снимать |
надо небольшие слои металла |
при слабом нажиме сверлом на |
круг. |
Необходимо следить за тем, чтобы режущие, кромки имели одинаковую длину и были заточены под одинаковыми углами. Сверло с режущими кромками разной длины или с разными
207
углами наклона может сломаться или просверлить отверстие большего диаметра. После заточки задней поверхности сверла его главные режущие кромки должны быть прямолинейными.
Правильность заточки сверл проверяют специальным шаб лоном (рис. 156, в).
§ 41. Сверлильные станки
Согласно единой классификации, принятой в СССР, свер лильные станки по технологическому признаку подразделяются на шесть основных типов: вертикально-сверлильные; одношпиндельные полуавтоматы; многошпиндельные полуавтоматы; ра-,'
|
диально-сверл ильные; |
горизонталь |
|||||||||
|
но-сверлильные (расточные) и раз |
||||||||||
|
ные сверлильные. |
|
|
|
|
||||||
|
|
Наибольшее |
распространение в |
||||||||
|
слесарных |
и сборочных цехах имеют |
|||||||||
|
одношпиндельные вертикально-свер |
||||||||||
|
лильные станки. Они бывают на |
||||||||||
|
стольными, настенными и на колон |
||||||||||
|
не. Настольные станки весьма быст |
||||||||||
|
роходны, |
|
они |
применяются |
для |
||||||
|
сверления |
|
отверстий |
диаметром |
до |
||||||
|
12 |
мм. |
Например, |
у |
настольных |
||||||
|
сверлильных |
станков |
модели |
2А106 |
|||||||
|
шпиндель |
|
|
имеет |
от |
1545 |
до |
||||
|
15 000 об/мин. |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
В е р т и к а л ь н о - с в е р л и л ь |
|||||||||
|
н ы й с т а н о к |
современной |
конст |
||||||||
|
рукции |
состоит |
из |
основания |
1 |
||||||
|
(рис. 157), колонны 6, коробки ско |
||||||||||
|
ростей 5, |
направляющего |
кронштей |
||||||||
|
на 4, в котором смонтированы ме |
||||||||||
|
ханизм |
|
подачи |
и |
шпиндельный |
||||||
|
узел 3, |
и стола 2. Коробка скоростей |
|||||||||
|
с |
приводным |
электродвигателем |
||||||||
|
монтируется на верхней части ко |
||||||||||
|
лонны. Основание выполняется |
пу |
|||||||||
Рис. 157. Вертикально-сверлиль |
стотелым |
|
и |
одновременно |
служит |
||||||
баком |
для |
сбора |
охлаждающей |
||||||||
ный станок модели 2135 |
жидкости. |
Направляющий |
кронш |
||||||||
|
тейн со шпиндельным узлом и стол могут перемещаться по на
правляющим колонны и |
закрепляться |
в |
нужном |
положении |
|
в соответствии с размерами обрабатываемой |
детали. |
|
|||
На рис. 158 приведена кинематическая схема сверлильного |
|||||
станка модели 2А125. Вращение от |
электродвигателя мощ |
||||
ностью 2,8 |
кВт с числом оборотов п = |
1440 |
об/мин |
передается |
|
с помощью |
клиноременн-ой |
передачи |
со сменными |
шкивами |
208
209