Инструмент для обработки отверстий

Кинематика резания

• Главное движение – вращение инструмента или заготовки относительно оси обрабатываемого отверстия

• Движение подачи – поступательное перемещение вдоль оси вращения

• Результирующее движение - винтовое

Методы получения отверстий

Существует три основных метода получения отверстий:

• сверление в сплошном материале – образование отверстия определенного диаметра в сплошном материале за одну операцию. Наиболее распространенный метод.

• кольцевое сверление также выполняется за одну операцию. В заготовке вырезается кольцевая полость, а в середине остается сердечник. При обработке больших диаметров снижается расход мощности и снижается осевая сила.

• рассверливание – увеличение диаметра отверстия с целью повышения его точности и снижения шероховатости.

1. Сверла

Сверло – осевой режущий инструмент для обработки отверстий в сплошном материале и увеличения диаметра имеющегося отверстия (Рис.1).

Рис.1. Спиральное сверло

1. Спиральные сверла

Спиральные сверла используются для обработки отверстий диаметром до 80 мм, обеспечивают точность, соответствующую 11…12 квалитету, и шероховатость R_z =40…160 мкм.

Рис.2. Конструкция спирального сверла

• Рабочая часть состоит из

• режущей части с двумя главными режущими кромками, которая предназначена для срезания всего припуска;

• направляющей части предназначенной для направления сверла в работе, обеспечивающей удаление стружки и служащей запасом на переточку.

• Хвостовик служит для закрепления сверла на станке. Может быть цилиндрическим (для сверл малого диаметра) или коническим. Конические хвостовики обеспечивают передачу большего крутящего момента, лучше центрируют и позволяют быструю установку.

• Шейка облегчает шлифование хвостовика.

• Лапка для облегчения выбивания сверла из патрона станка

1. Конструктивные параметры сверла

(Рис.2.)

• Диаметр сверла D выбирается с учетом неизбежной разбивки обрабатываемого отверстия.

• Для уменьшения трения на направляющей части выполняют обратную конусность, т.е. диаметр сверла уменьшается от вершины к хвостовику. Угол обратного конуса φ΄ 1΄… 4΄, больший угол недопустим из-за значительного изменения диаметра при переточках.

• Длина рабочей части l₀ сверла зависит от глубины сверления и запаса на переточку l₀ ≥ l + 3D (l – глубина отверстия). С увеличением длины рабочей части количество переточек сверла возрастает, но снижается жесткость сверла и стойкость между переточками. Для обработки прочных материалов желательно выбирать короткие сверла.

• Выемка по затылку зуба t выполняется для уменьшения трения сверла об обработанную поверхность, t =0,1…1,2 мм.

• Винтовые ленточки предназначены для направления сверла в процессе резания. Ширина ленточки f должна быть минимальной и выбирается в зависимости от диаметра сверла. f = 0,3…2,6 мм.

• Поперечная кромка – линия пересечения задних поверхностей двух зубьев сверла. Она характеризуется длиной и углом ψ между осью симметрии сверла и направлением проекции поперечной кромки на плоскость, перпендикулярную оси сверла. Ψ = 55⁰

Поперечная кромка – неблагоприятный элемент конструкции сверла. Из-за наличия большого угла резания поперечная кромка не режет, а скоблит и выдавливает материал.

• Диаметр сердцевины d_с влияет на прочность и жесткость сверла и на величину поперечной кромки. Увеличение d_с с одной стороны повышает стойкость за счет увеличения жесткости, с другой стороны при этом увеличивается длина поперечной кромки – увеличивается работа резания, тепловыделение и стойкость снижается. Оптимальный d _сопт обеспечивает максимальную стойкость сверла d _сопт = (0,12…0,2)D. Для увеличения жесткости d_с увеличивается от вершины к хвостовику, т.е. сердцевина выполняется конической.

• Стружечная канавка. Ее размеры и профиль выбираются из условия обеспечения прочности сверла и достаточного пространства для стружки. Профиль канавки создается профилем фасонной фрезы, накатных роликов или других инструментов, определяется графически или рассчитывается.