9.2. Геометрические параметры спирального сверла

Спиральное сверло имеет следующие геометрические и конструктивные элементы (рис. 9.2).

Рис. 9.2. Конструктивные элементы сверла

Рис. 9.3. Поверхности лезвий сверла и его режущие кромки

Две главные режущие кромки (см. рис. 9.3), расположенные на режущей части (заборном конусе), образуют двойной угол в плане при вершине 2φ, который у сверл из инструментальных сталей при обработке конструкционных материалов обычно равен 116…118°; для разных материалов он должен быть различным: для более твердых – больше, для более мягких – меньше. Например, при обработке жаропрочных и нержавеющих материалов максимальной стойкостью обладают сверла с углом 2φ = 125…135° (для глухого отверстия) и 2φ = 140° (для сквозных отверстий); при обработке эбонита, мрамора и других хрупких материалов угол 2φ = 80…90°; при сверлении титановых сплавов 2φ = 90…120°; при сверлении алюминия и алюминиевых сплавов 2φ = 130…140°.

Угол наклона поперечной кромки ψ измеряется между проекциями поперечной и главных режущих кромок на плоскость, перпендикулярную к оси сверла. При правильной заточке сверла угол ψ = 50…55°.

Наклон винтовой канавки, по которой сходит стружка, определяется углом ω, заключенным между осью сверла и касательной к винтовой линии по наружному диаметру сверла. Этот угол ω, называемый углом наклона винтовой канавкисверла, определяет величину переднего угла: с увеличением угла ω увеличивается передний угол и тем самым облегчается процесс стружкообразования. Наклон винтовой канавки у сверл берется от 18 до 30°. С увеличением угла ω уменьшается прочность сверла, вследствие чего у сверл малого диаметра он делается меньше, чем у сверл большого диаметра.

Геометрические параметры режущей части сверла. Углы режущих кромок сверла рассматривают в статическом состоянии и в процессе резания. Рассмотрим сверло как геометрическое тело в статической системе координат.

Статическая система координат– прямоугольная система координат с началом в рассматриваемой точке режущей кромки, ориентированная относительно направления скорости главного движения резания (рис. 9.4,а).

Основная плоскость P_V –координатная плоскость, проведенная через рассматриваемую точку режущей кромки перпендикулярно направлению скорости главного движения резания в этой точке.

Плоскость резания P_n–координатная плоскость, касательная к режущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярная основной плоскостиР_V.

Главная секущая плоскостьP_τ–координатная плоскость, перпендикулярная линии пересечения основной плоскости и плоскости резания.

Рабочая плоскость Р_s – плоскость, в которой расположены направления скоростей V и Vs главного движения резания Dr и движения подачи D_s.

На рис. 9.5, адля периферийной точки режущей кромки показаны углы лезвиясверлав главнойP_τ–P_τи нормальнойP_н–P_нсекущих плоскостях, а на рис. 9.6 – углы лезвия для периферийной и произвольной точек режущей кромки в главных секущих (P_τ–P_τиP_τx–P_τx) и рабочих (Р_s–Р_sиР_sx–Р_sx) плоскостях.

	а) б) Рис. 9.4. Координатные плоскости при сверлении: а) статическая система координат; б) кинематическая система координат; PV – основная плоскость; Pn – плоскость резания; Pτ – главная секущая плоскость; Pн – нормальная секущая плоскость; Ps – рабочая плоскость
	а) б) Рис. 9.5. Углы сверла: а) в статической системе координат; б) в кинематической системе координат

Рис. 9.6. Статические углы сверла в главной секущей и рабочей плоскостях для различных точек режущей кромки

Главный передний угол γ – угол в главной секущей плоскостиP_τ–P_τмежду передней поверхностьюA_γлезвия и основной плоскостьюР_V–Р_V.

Для произвольной точки режущей кромки, лежащей на диаметре D_x,будем иметь (рис 9.6):

, (9.1)

где H– шаг винтовой канавки сверла, мм.

Так как в любой точке Xрежущей кромки шаг винтовой линии сверлаНостается постоянным, то можно написать

. (9.2)

З

D₂

D₁

D

D

D₁

адний уголα – угол в главной секущей плоскостиP_τ–P_τмежду задней поверхностьюА_αлезвия сверла и плоскостью резанияР_n–Р_n. В отличие от резца при существующих средствах измерения заднего угла его удобнее задавать не в главной секущей плоскостиP_τ–P_τ, а в рабочей плоскостиР_s –Р_s. Задним углом α_sв этом случае будет угол между задней поверхностьюА_αлезвия и плоскостью, перпендикулярной к оси сверла (в чертежах и нормалях на сверла обычно задается именно этот угол). Пересчет величины заднего угла из одной плоскости в другую производится по формуле

. (9.4)

Вдоль режущей кромки углы лезвия сверла являются переменными.

Задний угол в точках лезвия от периферии к перемычке увеличивается от 6…8° на периферии до 25…35° у перемычки.

Передний угол γ при резании стали изменяется от 18…30° у периферии сверла до нуля и даже до отрицательных значений у перемычки сверла. Угол наклона лезвия λ изменяется от 5…10° у периферии сверла до 30…45° у перемычки.