книги из ГПНТБ / Вульф А.М. Резание металлов

станках уменьшают углы 2ц> и увеличивают задние углы вблизи поперечной кромки, хотя это может быть и невыгодным с точки зрения стойкости сверла при нормальных условиях его работы.

щим кромкам мелкую стружку, что резко ухудшало работу ин­ струмента. Можно полагать, что в этом случае положительную роль имели бы обильное охлаждение инструмента при частых вы­ водах его из отверстия, электроизоляция зоны резания (инстру­ мента) или направленные противотоки. Отдельные опыты пока­

ляют таким периодом стойкости сверла, при котором сверло успе­ вает просверлить до затупления число отверстий с общей глубиной L = 2000 мм. Эту скорость обозначают У/,=2оооЕсте­ ственно ожидать, что стойкость сверла, а значит, и скорость реза­ ния должны увеличиваться с уменьшением длины просверливае­ мого отверстия I, так как сверло работает в более легких условиях и часто отдыхает, хотя при этом происходят и более частые вре­ зания. Сказанное иллюстрируется графиком (рис. 180). Особенно резко уменьшается стойкость с увеличением / для сверл малого диаметра.

Учитывая положительную роль размера инструмента в отно­ шении теплоотвода и жесткости, рекомендуется повышать скорость резания с возрастанием диаметра сверла при s = const. Например, на основании экспериментальных исследований для расчета ско­ рости резания при сверлении рекомендуется формула

310

Так как крупные сверла работают с большей подачей, практи­ чески скорость резания не увеличивается с возрастанием диаметра сверла, особенно при сверлении труднообрабатываемых сталей и сплавов. Для примера в табл. 28 приводятся экспериментальные данные по режимам резания при сверлении жаропрочных сталей и сплавов различных марок.

Таблица 28

Значения Cv, xv, yv, — в формуле (221)

Пример. Обрабатывается сталь (о в = 75 кгс/мм2 ) быстрорежущим свер­

Для крупных сверл при соответствующем увеличении подачи скорости резания, как правило, не возрастают и даже умень­ шаются. Это вызвано тем, что при сверлении труднообрабатывае­ мых сталей и сдлавов имеет место значительное сопротивление резанию, особенно при работе крупных сверл. В результате при недостаточной устойчивости системы возникают вибрации, сни­ жающие стойкость инструмента или даже разрушающие его. Последнее нередко наблюдается в момент выхода сверла из отвер­ стия, когда в силу упругости системы происходит удар. При­ ходится прибегать к специальным заточкам сверла, чтобы сни­ зить нагрузку инструмента и тем обеспечить его нормальную эксплуатацию.

72. В Л И Я Н И Е М А Т Е Р И А Л А И ГЕОМЕТРИИ СВЕРЛА НА ЕГО СТОЙКОСТЬ

При сверлении, как и при точении, геометрия инструмента существенно влияет на его стойкость. Кривые на рис. 181 наглядно показывают влияние заднего угла на стойкость инструмента для случая сверления стали 1Х18Н9Т и титанового сплава ВТ2.

3U

Правильная подточка поперечной кромки заметно повышает производительность сверла (табл. 29).

Для повышения производительности необходимо увеличивать жесткость сверла, укорачивая рабочую часть или утолщая сердце­

получиться отрицательный эффект. Это убедительно иллюстри­ руется экспериментальными графиками (рис. 182), показываю­ щими понижение производительности сверла с укорочением его при одновременном увеличении длины поперечной кромки Ь, так как перемычка сверла утолщается по направлению к хвосто­ вику (рис. 182, а). Совершенно другая картина получается при подточке поперечной кромки (рис. 182, б).

Надо добавить, что при сверлении труднообрабатываемых материалов, независимо от метода изготовления сверл, стойкость последних значительно колеблется вследствие нестабильности физико-механических свойств заготовок. Это наглядно представ­ лено экспериментальными графиками изменения стойкости сверл (Р18) при обработке сплава ЭИ787 в зависимости от заднего угла (рис. 183, а), угла при вершине (рис. 183, б) и отношения длинц рабочей части сверла к его диаметру (рис. 183, б).

312

При работе длинным и тонким сверлом полезно применять втулки жесткости (рис. 182, в).

Опыт показал, что двойная заточка рабочего конуса сверла, например с углами 2ср = 120° и 2ср0 = 75°, повышает стойкость

5).

r!

сверла в шесть—восемь раз и, следовательно, скорость резания при Т = const может быть увеличена на 25—35%. Причина по­ вышенной стойкости подобных сверл в удлинении режущих кромок, увеличении угла между главной и фасочной кромками и вследствие этого в лучшем отводе тепла.

314

Уменьшение ширины направляющих ленточек, как указыва­ лось выше, способствует повышению стойкости сверл при обра­ ботке сталей и сплавов, склонных к упругому последействию, например титановых сплавов (рис. 184). Такой же эффект полу­ чается и при небольшом нарушении симметричности заточки сверла. В обоих случаях уменьшается трение между ленточками сверла и стенками отверстия. С уменьшением ширины ленточек сверла ослабляется его направляющая способность, что может способствовать уводу инструмента.

Надо полагать, что указанные здесь специальные приемы улучшения работы сверла не всегда экономически оправды­ ваются. К ним целесообразно прибегать при значительном повы-

шении производительности, как это бывает при сверлении трудно­ обрабатываемых сталей и сплавов. В последнем случае очень важно правильно выбрать инструментальный материал. Здесь чаще всего применяют быстрорежущие стали Р18 и Р9. Для при­ мера в табл. 30 приведены режимы резания при сверлении трудно обрабатываемых сталей и сплавов. Опыт показал целесообраз­ ность использования высоколегированных быстрорежущих ста­ лей, например марки Р9КЮ, обеспечивающих в ряде случаев двух-трехкратную стойкость. Правда, вследствие некоторой при­ сущей им хрупкости наблюдалось преждевременное выкраши­ вание в случаях недостаточной жесткости системы. В связи с этим надо заметить, что вальцованные быстрорежущие сверла (с пра­ вильной геометрией) показывают более высокую стойкость и проч­ ность в сравнении с фрезерованными.

При сверлении весьма твердых материалов или материалов с сильным абразивным воздействием прибегают к твердоеплавньш инструментам, показавшим хорошие результаты при сверлении чугунов, пластмасс, изоляционных материалов, цветных метал­ лов и др. Полезность твердосплавных инструментов при сверле­ нии материалов средней твердости и тем более мягких, а также

315

труднообрабатываемых жаропрочных сталей и сплавов (аустенит­ ных) сомнительна.

Успешно применяются при сверлении отверстий малого диа­ метра до 0 8 мм цельные сверла из пластифицированных твер­ дых сплавов. При обработке весьма прочных и твердых материа­ лов они показали лучшие результаты сравнительно с составными твердосплавными сверлами. Рекомендуются также короткие сверла как более жесткие, так как при работе их резко снижаются кру­

На рис. 185 приводятся современные формы высокопроизво­ дительного инструмента для сверления отверстий. Во избежание

316

пакетирования стружки и для дробления ее при глубоком сверле­ нии применяют сверла со стружколомательным уступом, полу­ чаемым дополнительным фрезерованием паза по всей длине стру­ жечных канавок сверла (рис. 185, а). Для уменьшения трения

6 7 8

Рис. 185. Современные конструкции сверл

направляющих ленточек сверла о стенки отверстия увеличи­ вается обратная конусность лишь на небольшом участке (рис. 185, б), после чего диаметр сверла увеличивается до значе­

317

станка 2, а в пазу завальцована трубка 3 для подвода к режущей кромке СОЖ, выходящей со стружкой по канавке V-образной формы. Для облегчения внедрения в металл вершина сверла сме­ щена относительно оси отверстия на расстояние т = 0,2d, что ведет к образованию внутреннего сердечника 4 и улучшает на­

На рис. 185, г показан резец-сверло, состоящий из корпуса /, режущих поворотных твердосплавных пластин 2, 3,'4, закреп­ ляемых с помощью штифтов 5, 6, клина 7 и винта 8. Пластины закреплены так, чтобы деление стружки производилось по ширине.

73. ВЛИЯНИЕ СОС НА СТОЙКОСТЬ СВЕРЛ

Уравнение показывает, что смазка (охлаждение) должна быть тем обильнее, чем больше скорость, подача, глубина сверления и чем меньше диаметр отверстия. При этом большое значение имеет правильный выбор вида смазки. Например, при сверлении конструкционной стали различные смазки дали следующие ре­ зультаты:

Особенно эффективно охлаждение при сверлении жаропроч­ ных и титановых сплавов, отличающихся низкой теплопровод­ ностью. Применение 5-процентной сверлильной эмульсии с 5-про­ центным раствором хлористого бария и антикоррозионной до­ бавкой 1 % нитрида натрия позволило почти удвоить производи­ тельность сравнительно с^ резанием всухую.

318

Заметим, что сверление пластичных металлов немыслимо без смазочно-охлаждающей среды, особенно глубокое сверление. В этом случае успешно применяют охлаждение жидкостью, рас­ пыленной под большим давлением. Этот метод охлаждения имеет большие преимущества в отношении производительности, эконо­ мичности, выброса стружки из просверливаемого отверстия (что улучшает чистоту поверхности).

74. РАСЧЕТ РЕЖИМ А Р Е З А Н И Я ПРИ СВЕРЛЕНИ И

Метод определения экономического режима резания при свер­ лении тот же, что и при точении. Для получения наибольшей про­ изводительности рекомендуется работать с наибольшей допускае­ мой подачей, которая зависит от прочности сверла, прочности станка (механизма подачи), стойкости сверла, мощности станка (или крутящего момента -станка), жесткости системы СПИД.

Наибольшая подача, допускаемая прочностью сверла, рассчи­ тывается следующим образом.

const

или в общем виде

Значения С$ и xs пришлось прокорректировать с учетом жест­ кости сверла, так как формула (224) давала завышенные значения подач для крупных сверл. Так, для быстрорежущих сверл раз­ мером d— Ю-г-60 мм, по данным [117], рекомендуется

Значения постоянной С3 приводятся в табл. 31.

Для сверл, оснащенных твердым сплавом (ВК8), рекомен­

319