Назначение и основные движения

Тема 4.1. Обработка металлов сверлением

Сверление является одним из наиболее распространённых способов получения сквозных и глухих отверстий в сплошном материале, когда требуемая точность не выходит за пределы 4-5 класса (11-12кв). Процесс сверления совершается при двух совместных движениях:

1. вращение сверла или детали вокруг оси отверстия (главное движение)

2. поступательного движения сверла вдоль своей оси (движение подачи).

Сверление может осуществляться на сверлильных станках, где сверло совершает оба движения, на расточных и токарных станках, где вращение получает заготовка, а сверло - поступательное движение. Режущая часть сверла изготавливается из таких материалов как Р18, Р12, Р6М5, а также твёрдых сплавов группы ВК

3. Части и элементы спирального сверла (рис.45) Наибольшее распространение получили спиральные свёрла, которые имеют следующие части и элементы: l₁ – режущая часть; l₂ – рабочая часть; l₃ – направляющая часть; l₄ – шейка; l₅ – хвостовик; l₆– лапка.

Режущая часть выполняет процесс резания, направляющая – обеспечивает направление сверла, хвостовик (конический или цилиндрический) для крепления сверла в шпинделе станка ил патроне, лапка служит упором при выбивании сверла из шпинделя станка.

Элементами режущей части являются: 1 - передняя поверхность; 2 - задняя поверхность; 3 - главная режущая кромка; 4 - поперечная режущая кромка (перемычка); 5 и 8 – зуб (перо); 6 – ленточка, служащая для направления сверла и зачистки отверстия; 7 – сердцевина сверла; 9 – канавка, служащая для отвода стружки и подачи СОТС

3. Геометрия сверла (рис.46)

а) угол при вершине 2φ = 60 - 140° - образован главными режущими кромками;

б) угол наклона винтовой канавки ω (омега) – расположен между осью сверла и касательной к винтовой линии ленточки.

Для различных точек режущей кромки величина ωуменьшается от периферии к центру. Это подтверждается зависимостью , где D – диаметр сверла; H –длина режущей части.

Чем меньше D, тем меньше ω, т.е. чем ближе к оси сверла, тем меньше угол наклона винтовой канавки (в центре ω = 0). Обычно на периферии ω = 18-30°

в) передний угол γ

Передней поверхностью является поверхность винтовой канавки. Так как угол наклона ω – величина переменная, также переменно и значение переднего угла. Поэтому определение переднего угла даётся для каждой конкретной точки режущей кромки. Угол γрассматривается в главной секущей плоскости N-N в конкретной точке режущей кромки К. Он образован касательной к передней поверхности и линией, перпендикулярной к плоскости резания в этой же точке. γ = 25-30° у периферии;

г) задний угол α

Рассматривается в плоскости О-О параллельной оси сверла. Он расположен между касательной к задней поверхности в рассматриваемой точке режущей кромки и касательной к поверхности резания в этой же точке. Так как передний угол сверла переменный с целью обеспечения равнопрочности главной режущей кромки сверла задний угол путём заточки так же выполняют переменным, на периферииα= 8-14°, у сердцевины α = 25-30°.

д) угол наклона поперечной кромки ψ (пси) расположен между проекциями главных режущих кромок на плоскость перпендикулярную оси сверла ψ = 50-55°.

4. Формы заточки свёрл

С целью облегчения процесса стружкообразования и повышения режущих свойств свёрл в зависимости от диаметра сверла и обрабатываемого материала режущей части придают следующие формы заточки (рис.47)

Н – нормальная D = 0,25 – 12 мм для стали, чугуна;

НП - нормальная с подточкой перемычки, сталь σ_вр > 50 кг/мм²;

ДП – двойная с подточкой перемычки, сталь σ_вр > 50 кг/мм²;

ДПЛ - двойная с подточкой перемычки и ленточки, сталь σ_вр > 50 кг/мм², чугун со снятой коркой;

ДП-2- двойная с подточкой и срезанной перемычкой по методу В.И.Жирова, чугун со снятой коркой.

Геометрия заточки – самостоятельно по учебнику[1] стр. 188-191 или стр. 209- 219

5. Элементы режимов резания и среза при сверлении (рис.48)

а) глубина резания t

при сверлении в сплошном материале

при рассверливании , где d – диаметр ранее полученного отверстия;

б) подача S – величина перемещения сверла вдоль своей оси за один оборот S_о (мм/об) или за одну минуту S_м ( мм/мин).

У сверла две режущие кромки, поэтому подача на одну режущую кромку S_z = ( мм/зуб);

в) скорость резания V_рез – окружная скорость наиболее удалённой от оси сверла точки режущей кромки. Определяется аналитически по формуле определения скорости, допускаемой режущими свойствами сверла (аналогично точению). По известной V (м/мин) определяют число оборотов сверла (частоту вращения) n, соответствующее данной окружной скорости по формуле

n = (об/мин)

Скорость резания переменна по величине для различных точек режущей кромки. В центе V_рез= 0.

г) толщина и ширина среза (рис.49)

Толщина среза a – минимальное расстояние между двумя последовательными положениями режущей кромки сверла

a = S_z sinφмм;

Ширина срезаb равна длине режущей кромки b =sinφмм;

д) машинное время

L= l +y +Δ– величина перемещения сверла в направлении подачи;

l – глубина сверления; y == t ctg φ – величина врезания;

Δ=1-2 мм – величина перебега.

6. Силы, действующие на сверло и мощность, потребная на резание (рис.50)

В процессе резания сверло испытывает сопротивление со стороны обрабатываемого материала. Равнодействующая сил сопротивления, действующая вдоль его оси называется осевой силой подачи Р_о. Её величина определяется по эмпирической формуле

Р_о = C_pD^zp S^ypK_p кг;

Она преодолевается силой механизма подачи станка

Р_о' > Р_о

Силы P_y,возникающие на обеих режущих кромках взаимоуравновешивают друг друга.

Силы P_z, действующие на главные режущие кромки создают момент сопротивления резанию М_р, величина которого

определяется по формуле M = C_mD^zm S^ym K_m кгм.

Момент сопротивления резанию преодолевается крутящим моментом на шпинделе станка М_шп М_шп > М_р

М_р = 975000 ; ;

N_р < N_шп; N_шп = N_дв η_ст

η_ст – КПД станка (по паспорту)

7. Износ свёрл. Стойкость

Свёрла изнашиваются в результате трения задних поверхностей о поверхность резания, стружки о переднюю поверхность, направляющих ленточек об обработанную поверхность и смятия поперечной кромки. Наиболее интенсивно изнашиваются задние поверхности, особенно у периферии, где скорость резания наибольшая. Так же как и для резцов для свёрл установлена норма допустимого износа, определяемая высотой площадки h_зпо задней поверхности сверла. Время до затупления (достижения допустимого износа) называется стойкостью. Стойкость неразрывно связана с износом. Чем больше допустимая величина износа, тем выше стойкость. Величина стойкости Т зависит также от скорости резания, диаметра сверла и обрабатываемого материала. Для свёрл из Р18 средние значения стойкости можно брать по следующей таблице:

обрабатываемый материал	диаметры свёрл
2-5	6-14	15-19	20-24	25-29	30-34	35-39	40-44	45-49
сталь	6	10	12	18	25	30	35	45	55
чугун	12	18	24	30	36	42	55	60	70

Дата добавления: 2014-10-17