§ 2.3. Инструменты для станков фрезерно-сверлильно-расточнои группы

2.3.1. Сверла

Спиральные быстрорежущие сверла являются основным типом сверл для сверления отверстия на станках с ЧПУ. Сверла с цилиндрическим хвостовиком предпочтительно применять для сверления отверстий диаметром до 20 мм. Длина сверла выбира­ется в зависимости от требований детали и вида обработки. Более жесткие сверла изготовляют с наименьшей длиной. Применяют следующие сверла с коническим хвостовиком нормальные (диаметрой 6...50 мм), удлиненные (диаметром 6...30 мм) и сверх­короткие с длиной рабочей части 3—5 диаметров (диаметром 6...30 мм). Последние предназначены для применения при обра­ботке материалов повышенной твердости, при высоких требова­ниях к точности координат центров отверстий, и т. д. Сверла для станков с ЧПУ должны удовлетворять повышенным техническим требованиям: радиальное биение по ленточкам на всей рабочей части сверла относительно оси хвостовика не должно превышать 0,04... 0,06 мм для сверл короткой серии и 0,06... 0,08 мм для , сверл средней и длинной серии. Осевое биение режущих кромок не должно превышать 0,04... 0,06 мм. Отклонение от центричности сердцевины для сверл 0,04...0,1 мм. В связи с бескондукторным методом обработки на станках с ЧПУ рекомендуется применять сверла со специальными формами заточки задней поверхности и подточки поперечной кромки.

На станках с ЧПУ применяют стандартные спиральные быстро­режущие сверла диаметрами 6... 10 мм с цилиндрическим хвосто­виком и вышлифованным профилем, предназначенным для сверле­ния отверстий в заготовках из конструкционных сталей, чугуна, цветных металлов. К ним предъявляются повышенные требования, в частности: радиальное биение по ленточкам по всей длине ра­бочей части сверла относительно оси хвостовика не должно пре­вышать 0,04 мм, осевое биение, проверяемое по середине режущих кромок, не должно превышать 0,05 мм. Стойкость сверл с вышли­фованным профилем выше стойкости сверл с фрезерованной канавкой в 1,5 раза. Для обработки отверстий диаметрами 2... 12 мм применяют спиральные шлифованные сверла точного исполнения из быстрорежущей стали с цилиндрическим хвостовиком. Сверла изготовляются из стали Р6М5 или Р18. Сердцевина рабочей части сверла равномерно утолщается по направлению к хвостовику на 1,4... 1,8 мм на каждые 100 мм длины. Все сверла точного испол­нения изготовляются по технологии, в основу которой положена вышлифовка канавок и спинок сверл, что позволяет гарантировать высокую точность и стойкость между повторными заточками. Кон­струкция сверл отличается от конструкции сверл обычного испол­нения увеличенной шириной пера и диаметром спинки. Такие высокоточные сверла по сравнению со сверлами с фрезерованными канавками увеличивают стойкость в 2—3 раза. Сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком точного исполнения (диаметры 0,55...9,0 мм) и длинные точного исполнения (диаметром 3,0... 1,2 мм) применяют для сверления отверстий повышенной точности. Применяют также сверла спиральные с коническим хвостовиком (диаметром 6...45 мм), а также сверла спиральные цельные твер­досплавные нормальной серии (диаметром 0,4...2,0 мм).

Для увеличения стойкости сверл применяют электроискровое упрочнение и смазочные материалы с поверхностно-активными ве­ществами. Для электроискрового упрочнения применяют электро­ды из графита ЭГ2 или МЦ2. Электроискровое упрочнение произ­водят на окончательно обработанном инструменте. После упрочне­ния инструмента точечные дефекты зачищают алмазными или абразивными брусками. Стойкость сверл, подвергнутых электро­искровому упрочнению, возрастает в 2—2,5 раза. Для улучшения режущих свойств сверл применяют смазочный материал, состоя­щий из следующих компонентов: парафина, олеиновой кислоты, хлористого аммония, графита мелкодисперсного. Смазочный мате­риал наносится на инструмент кисточкой или поливом. Использо­вание смазки НЯ при сверлении сталей позволяет увеличить стой­кость сверл в 2 раза.

Сверла из быстрорежущей стали спиральные четырехленточные диаметром 6... 20 мм, обеспечивающие высокую точность на­правления сверла в отверстии, применяют для обработки точных отверстий. Радиальное биение по ленточкам по всей длине рабочей части сверла относительно хвостовика не должно превышать 0,04... 0,06 мм. Осевое биение режущих кромок не должно пре­вышать 0,06... 0,08 мм.

При обработке в заготовке большого числа однотипных кре­пежных отверстий или при групповой обработке заготовок с иден­тичными отверстиями целесообразно применять комбинированные ступенчатые сверла двух типов: для сверления крепежных отвер­стий под резьбу со снятием фаски и для зенкерования отверстий под головки винтов. Применение комбинированных сверл позво­ляет использовать один инструмент вместо трех при обработке по обычным технологическим схемам, включающим переходы: сверление, рассверливание, зенкование и т. д., а также получить точность

Рис. 2.3. Комбинирован­ные сверла

положения оси в пределах ±0,1 мм. Режущие кромки сверл на большей ступени развернуты относительно кромок на меньшей сту­пени на 30°. Центрирующая заточка сверл исключает предвари­тельное центрирование отверстий и обеспечивает повышенную точность сверления. Применение комбинированных сверл позволяет сократить число инструмента, а следовательно, время простоя станков с ЧПУ, затрачиваемое на смену инструмента, а также сократить число требуемых гнезд под инструмент в магазинах многоцелевых станков.

Конструкция ступенчатого комбинированного сверла (рис.2.3,а) с четырьмя ленточками на цилиндрической поверхности большого диаметра с центрирующей заточкой обеспечивает обработку от­верстий с точностью расположения оси ±0,05 мм и шерохова­тостью поверхности Rа = 25 мкм, исключая операции центрирова­ния и зенкования. Переналаживаемый комбинированный инстру­мент сверло-зенковка предназначен для сверления отверстий под резьбу М12 и М16 и снятия фаски 1,5x45 с зачисткой заусенцев. Насадная зенковка и кольцо надеваются на сверло и закрепляют­ся винтами на' требуемом расстоянии от вершины сверла. Стан­дартное сверло 2 (рис. 2.3, б) устанавливается в специальной по­лой зенковке 1 цангового типа. Хвостовик цанги устанавливается в трехкулачковом сверлильном патроне, в котором закрепляется сверло посредством зенковки.

Конструкция переналаживаемого сверла-зенковки показана на рис. 2.3, в. Зенковка 2 выполнена в виде резцовой головки со вставными впаянными резцами. Резцы 3 расположены таким образом, что входят в стружечную канавку и перекрывают ленточки сверла. При переналадке инструмента резцовую головку устанавливают на сверле 4 на требуемое расстояние и закрепляют винтами 1.

Перед сверлением точных по форме и расположению отверстий рекомендуется производить зацентровку укороченным сверлом с углом при вершине 90° с диаметром, большим или равным обра­батываемому отверстию. При больших диаметрах сверл остается фаска, облегчающая врезание метчика. Сверла центровочные ре­комендуются двух конструкций: комбинированные двусторонние и перовые с коническим хвостовиком с углом при вершине 100° для зацентровки особо точных отверстий перед сверлением.

Радиальное биение цилиндрических участков рабочей части не должно превышать 0,02 мм на всей длине. Осевое биение режущих кромок не должно превышать 0,02 мм. Сборные перовые (пластин­чатые) сверла позволяют использовать один инструмент взамен трех-четырех при обработке по обычным технологическим схемам, включающим переходы: центрирование, сверление, рассверливание и т. д. Инструмент состоит из прочного жесткого корпуса, смен­ного режущего инструмента и фиксатора. Корпус имеет точно изготовленное посадочное место под сменные режущие элементы, выполненные в виде специально заточенных пластин из быстро­режущей стали. Конструкция пластин и корпуса обеспечивает бы­струю смену затупившейся пластины новой непосредственно на рабочем месте. Затупившиеся пластины затачивают централизо­ванно. Применение таких сверл дает существенную экономию быстрорежущей стали. Для сверления отверстий диаметром свыше 25 мм применяют сборные перовые сверла с цилиндрическим хво­стовиком, оснащенные пластинами из быстрорежущей стали. Ре­гулировочная гайка обеспечивает настройку вылета инструмента.

Для сверления отверстий по литейной корке и отверстий глу­биной до 2—3 диаметров применяют сверла с твердосплавными пластинами, повышающими производительность обработки и стой­кость сверл. По сравнению с обычными сверлами они имеют мень­шую длину и повышенную точность геометрических и конструк­ционных параметров.