Основные части сверла

Рис. 1 Части сверла

Основные части сверла.Режущая часть (рис.1). Калибрующая (направляющая, транспортирующая) часть. Эти две части образуют рабочую часть сверла. Соединительная часть (шейка). Хвостовая часть.

Рабочая частьсовместно с режущей и калибрующей частями образует две винтовые канавки и два зуба (пера), обеспечивающих процесс резания.

Калибрующая частьсверла, предназначенная для удаления стружки из зоны резания. Калибрующая часть по всей своей длине имеет ленточку и совместно с ней служит для направления сверла в отверстии.

Шейкау сверл служит для выхода шлифовального круга, а также для маркировки сверл.

Хвостовая частьбывает цилиндрической или конической с конусом Морзе. На конце хвостовой части имеется поводок или лапка.

Конструктивные элементы сверла

Сверло имеет сложную конструкцию и характеризуется диаметром и длиной сверла, шириной и высотой ленточки, диаметром спинки, центральным углом канавки, шириной зуба (пера) и диаметром (толщиной) сердцевины.

Диаметр сверла (d).Выбор диаметра сверла зависит от технологического процесса получения данного отверстия.

Ленточка сверла.Обеспечивает направление сверла в процессе резания, уменьшает трение об поверхность отверстия и уменьшает теплообразование.

Ширина ленточки бывает от0,2–2мм в зависимости от диаметра сверла. Ширину ленточки выбирают:

при обработке легких сплавов равной

f=1,2+0,2682ln{d-18+[(d-18)²+1]^1/2};

при обработке других материалов

f=(0,1…0,5)d^1/3.

Высота ленточки обычно составляет 0,025dмм.

Для уменьшения трения при работе на ленточках делают утонение по направлению к хвостовику, т.е. обратную конусность по диаметру на каждые 100 мм длины. Для быстрорежущих сверл обратная конусность по диаметру составляет 0,03-0,12 мм. Для твердосплавных сверл – 0,1-0,12 мм.

Сердцевина сверлавлияет на прочность и жесткость, характеризуется диаметром сердцевины –d_о. Величина диаметра сердцевины выбирается в зависимости от диаметра сверла. Для повышения жесткости и прочности сверла его сердцевина утолщается к хвостовику на 1,4-1,8 мм на каждые 100 мм длины.

Перемычка сверла оказывает влияние на процесс резания.

Режущие элементы сверла. Рабочая часть сверла (см. рис.) имеет шесть лезвий (режущих кромок). Двеглавные режущие кромки(1-2, 1’-2’). Двевспомогательных кромки(1-3, 1’-3’) расположенных на калибрующей части и служащие для направления сверла в процессе работы. Двепоперечные кромки(0-2, 0-2’) образующие перемычку. Все эти лезвия расположены на двух зубьях и имеют непрерывную пространственную режущую кромку, состоящую из пяти разнонаправленных отрезков (3-1, 1-2, 2-2’, 2’-1’, 1’-3’).

Геометрические параметры сверла

Угол при вершине сверла - 2.Для быстрорежущих сверл 118-120^о, для твердосплавных 130-140^о. Угол влияет на производительность и стойкость сверла, на силы резания, длину режущей кромки и элементы сечения стружки.

Угол наклона поперечного лезвия(перемычки)-(=50-55^о).

Угол наклона винтовых канавок сверла оказывает влияние на прочность, жесткость сверла и стружкоотвод.

Рекомендуется для хрупких материалов =10-16^о, для обработки материалов средней прочности и вязкости -=25-35^о, для обработки вязких материалов -=35-45^о.

Угол наклона винтовой канавки в данном сечении _х определяется по формуле

где r– радиус сверла;

r_х– радиус сверла в рассматриваемой точке.

Шаг винтовых канавок р.

где D– диаметр сверла.

Диаметр сердцевины сверла – d_o или К принимают равнымК=(0,125…0,145)D.

Для упрочнения инструмента диаметр Кувеличивается к хвостовику сверла на 1,4 – 1,8 мм на 100 мм длины.

Диаметр спинки зуба сверлаqвыбирают по зависимостиq= (0,99…0,98)D.

Профиль стружечных канавок.

Угол стружечной канавкиθпри обработке легких сплавов равен 116^о, других материалов 90…93^о.

Радиусы дуг, образующих профиль винтовой канавки сверла принимаются равнымиR_к=(0,75…0,9)D, r_к=(0,22…0,28)D, а центры дуг лежат на прямой, проходящей через центр поперечного сечения сверла.

Ширина пера.Различают ширину пера в нормальном к оси сечениюВ_ои в сечении, нормальном направлению стружечной канавкиВ, которую указывают на чертеже инструмента. Ширину пераВ_оопределяют в нормальном к оси сверла сечении по формуле:

Передний угол главных режущих кромок .Угол является величиной переменной, наибольшее его значении на периферии сверла, а наименьшее – в центре. Угол может быть определен в нормальномN-N(_N)сечении. Максимальное значение находится по формуле

Передние углы на поперечной режущей кромкеимеют большие отрицательные значения (могут достигать -60^о). Меняются по длине кромки. Наибольшее значение в центре сверла.

Это приводит к следующему: режущая кромка не режет, а вдавливается в металл. На это тратится 65% осевой силы резания и 15% крутящего момента. Для уменьшения осевой силы уменьшают угол при вершине сверла, при этом крутящий момент возрастает и улучшаются его режущие свойства.

Задний угол главных режущих кромок -образуется на режущей части сверла на главных и поперечных режущих кромках. Является переменным и измеряется в нормальном и цилиндрическом сечениях.

Минимальное значение принимает на периферии сверла, максимальное – в центре. Эпюра углов показана на рисунке. Для сверл из быстрорежущих сталей принимается =8-15^о. Для твердосплавных=4-6^о.

Изменение передних и задних углов в процессе резания. В процессе резания передние и задние углы меняются и отличаются от углов заточки. Их называют кинематическими или действительными углами резания. Наибольшее значение при сверлении имеет кинематический задний угол.

Кинематический задний угол _кизменяется вдоль главной режущей кромки сверла. Зависит от подачи и радиуса рассматриваемой точки режущего лезвия. Для обеспечения достаточного значения заднего угла в процессе резания его делают переменным вдоль режущей кромки. На периферии 8-14^о, а у сердцевины 20-25^ов зависимости от диаметра сверла.

Формы задней поверхности сверл.Различают одноплоскостные и двухплоскостные формы задней поверхности.

Оформление зад­ней поверхности по плоскости. Это наи­более простой одноплоскостной способ заточки сверл, при нем необходи­мо иметь задние углы не менее 20 - 25°. При этом способе заточки значения зад­него углаи угла наклона поперечной кромки зависят от угла при вершине сверла2 и заднего угла на периферии.

Недостатком таких сверл является прямолинейная поперечная кромка, кото­рая при работе без кондуктора не обеспе­чивает правильного центрирования сверла.

Кдвухплоскостной форме задней поверх­ности сверл относится коническая, цилиндрическая и винтовая форма задней поверхности.

Такая форма задней поверх­ности позволяет получить независимые значения заднего угла на периферии , угла при вершине2 и угла наклона поперечной кромки.

Коническая форма задней поверхности сверлаявляется участком конической по­верхности.

Для образования задних углов вершина конуса смещается относительно оси сверла на вели­чину Н, равную или больше радиуса пере­мычки, и ось конуса наклонена к продоль­ной оси сверла под углом.

Ци­линдрическая форма задней поверхности сверла является участком цилиндрической поверхности. Этот метод применяют редко.

Винтовая форма задней поверхности сверлаявляется развертывающейся винто­вой поверхностью. Она позволяет полу­чить рациональное распределение значений задних углови более выпуклую поперечную кромку сверла, что улучшает самоцентрирование сверла при работе.

У таких сверл увеличиваются значения задних углов на поперечной режущей кромке, что приво­дит к уменьшению осевых нагрузок. Большим преимуществом винтовой заточки является возможность автоматизации процесса заточки.