Угол при вершине сверла

Сверление является одним из самых распространённых методов получе­ния отверстия. Режущим инструментом служит сверло, с помощью которого получают отверстие в сплошном материале или увеличивают диаметр ранее просверленного отверстия (рассверливание). Движение резания при свер­лении – вращательное, движение подачи – поступательное. Режущая часть сверла изготовляется из инструментальных сталей (Р18, P12, P6M5 и др.) и из твердых сплавов. По конструкции различают свёрла: спиральные, с прямыми канавками, перовые, для глубоких отверстий, для кольцевого сверления, центровочные и специальные комбинированные. К конструктив­ным элементам относятся: диаметр сверла D, угол режущей части (угол при вершине), угол наклона винтовой канавки w, геометрические пара­метры режущей части сверла, т.е. соответственно передний g и задний a углы и угол резания d, толщина сердцевины d (или диаметр сердцевины), толщина пера (зуба) b, ширина ленточки f, обратная конусность j₁, форма режущей кромки и профиль канавки сверла, длина рабочей части l_o, общая длина сверла L.

Рис. 5.9. Части и элементы спирального сверла

Диаметр сверла следует всегда брать немного меньше, чем диаметр просверливаемого отверстия, так как диаметр отверстия при сверлении увеличивается.

Как и резец, сверло имеет передний и задний углы. Передний угол – угол между касательной к передней поверхности в рассматриваемой точке режущей кромки и нормалью в той же точке к поверхности вращения режу­щей кромки вокруг оси сверла. Передний угол рассматривается в плоскос­ти, перпендикулярной к режущей кромке.

Рис. 5.10. Передний и задний углы сверла

Наибольшее значение угол g имеет на периферии сверла, где в плос­кости, параллельной оси сверла, он равен углу наклона винтовой канавки w. Наименьшее значение угол g имеет у вершины сверла. На поперечной кромке угол g имеет отрицательное значение, что создаёт угол резания больше 90°, а, следовательно, и тяжелые условия работы. Такое резкое из­менение переднего угла вдоль всей длины режущей кромки является боль­шим недостатком сверла, так как это вызывает более сложные условия об­разования стружки. На периферии сверла, где небольшая скорость резания и наибольшее тепловыделение, необходимо было бы иметь и наибольшее те­ло зуба сверла. Большой же передний угол уменьшает угол заострения, что приводит к более быстрому нагреву этой части сверла, а, следова­тельно, и к наибольшему износу.

Задний угол a – угол между касательной к задней поверхности в рассматриваемой точке режущей кромки и касательной в той же точке к окружности ее вращения вокруг оси сверла. Этот угол принято рассматри­вать в плоскости, касательной к цилиндрической поверхности, на которой лежит рассматриваемая точка режущей кромки.

Для точки, находящейся на периферии сверла, задний угол в нормаль­ной плоскости Б-Б может быть определён по формуле

Действительное значение заднего угла во время работы иное по срав­нению с тем углом, который мы получили при заточке и измерили в стати­ческом состоянии. Это объясняется тем, что сверло во время работы не только вращается, но и перемещается вдоль оси. Траекторией движения точки будет не окружность (как это принимают при измерении угла), а некоторая винтовая линия, шаг которой равен подаче свёрла в миллимет­рах за один его оборот. Таким образом, поверхность резания, образуе­мая всей режущей кромкой, представляет собой винтовую поверхность, касательная к которой и будет действительной плоскостью резания.

Рис. 5.11. Поверхности заготовки при сверлении

Действительный задний угол в процессе резания a’ заключен между этой плоскостью и плоскостью, касательной к задней поверхности сверла.

Рис. 5.12. Углы режущих кромок сверла в процессе резания

Он меньше угла, измеренного в статическом состоянии, на некоторую величину m:

Чем меньше диаметр окружности, на которой находится рассматривае­мая точка режущей кромки, и чем больше подача s тем больше угол m и меньше действительный задний угол a’.

Действительный же передний угол в процессе резания g’ соответс­твенно будет больше угла g измеренного после заточки в статическом состоянии:

Чтобы обеспечить достаточную величину заднего угла в процессе ре­зания в точках режущей кромки, близко расположенных к оси сверла, а также для получения более или менее одинакового угла заострения зуба вдоль всей длины режущей кромки, задний угол заточки делается: на пе­риферии 8 -14°, у сердцевины 20 – 27°, задний угол на ленточках сверла 0°.

Кроме переднего и заднего углов, сверло характеризуется углом наклона винтовой канавки w, углом наклона поперечной кромки y, углом при вершине 2j, углом обратной конусности j₁. Угол w = 18-30°, y=55°, j₁ = 2-3°, у свёрл из инструментальных сталей 2j = 60-140°.

Спиральное сверло имеет ряд особенностей, отрицательно влияющих на протекание процесса стружкообразования при сверлении:

а) уменьшение переднего утла, в различных точках режущих кромок по мере приближения рассматриваемой точки к оси сверла,

б) неблагоприятные условия резания у поперечной кромки (так как
угол резания здесь больше 90°),

в) отсутствие заднего угла у ленточек сверла, что создает большое
трение об обработанную поверхность.

Для облегчения процесса стружкообразования и повышения режущих свойств сверла производят двойную заточку сверла и подточку перемычки и ленточки.

При двойной заточке сверла вторая заточка производится под углом 2j_о=70° на ширине В=2,5-15 мм.

Рис. 5.13. Элементы заточки и подточки спиральных свёрл

Такая заточка повышает стойкость сверла, а при одной и той же стойкости позволяет увеличить и скорость резания.

Подточка перемычки (сердцевины) производится на длине l=3-15мм.

От такой подточки уменьшается длина поперечной кромки (размер А=1,5-7,5 мм) и величина угла резания в точках режущих кромок, распо­ложенных вблизи перемычки сверла. Для уменьшения трения ленточек об обратную поверхность (о стенки отверстия) производится подточка ленто­чек под углом a₁=6-8° на длине l₁= 1,5-4 мм, что приводит к повышению стойкости сверла.

|	следующая лекция ==>
Фрезерование против подачи и по подаче	|	Смещение вершины резца в вертикальном направлении

Дата добавления: 2017-12-05 ; просмотров: 3124 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Служат для образования отверстия в различных материалах и делятся на спиральные, с прямыми канавками, перовые, для глубокого, кольцевого сверления и центровочные (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Разновидности сверл:

а, б — спиральное, в —с прямыми канавками, г — перовое, д — ружейное, е — однокромочное с внутренним отводом стружки для глубокого сверления, ж-двухкромочное для глубокого сверления, з – для кольцевого сверления, и — центровочное, к — с твердосплавными пластинками

Сверла изготовляют из быстрорежущих, легированных и углеродистых сталей, а также их оснащают пластинками из твердых сплавов.

Наибольшее распространение в промышленности получили спиральные сверла. Спиральные сверла (рис. 5.2) изготовляют диаметром от 0,1 до 80 мм. Они состоят из рабочей части, хвостовика (конусного или цилиндрического), служащего для крепления сверла в шпинделе станка или в патроне, и лапки, являющейся упором при удалении сверла из шпинделя.

Рис. 5.2. Части и элементы спиральных сверл

Рабочая часть сверла представляет собой цилиндрический стержень с двумя спиральными канавками, по которым стружка из просверливаемого отверстия выходит наружу.

Режущая часть сверла заточена по двум коническим поверхностям, имеет переднюю и заднюю поверхности и две режущие кромки, соединенные перемычкой под углом 55°С.

На цилиндрической части по винтовой линии проходят две узкие ленточки, которые центрируют и направляют сверло в отверстие. Ленточки значительно снижают трение сверла о стенки отверстия. Кроме того, для уменьшения трения на рабочей части сверла по направлению к хвостовику сделан обратный конус (диаметр сверла уменьшается от 0,03 до 0,1 мм на каждые 100 мм длины).

Эксплуатационные качества любого режущего инструмента, в том числе и сверла, зависят от материала инструмента, его термообработки, а также от углов заточки режущей части.

Рис. 5.3. Геометрические параметры режущей части сверла

Геометрические параметры режущей части сверла (рис. 5.3) состоят из переднего угла γ (гамма), заднего угла α (альфа), угла при вершине 2 φ (фи), угла наклона поперечной кромки сверл ψ (пси) и угла наклона винтовой канавки ω (омега), указанного на рис. 5.2.

Передний угол заточки γ определяется в плоскости N — N, перпендикулярной режущей кромке. В различных точках режущей кромки передний угол имеет равные значения. Наибольшее значение он имеет у наружной поверхности сверла, наименьшее — у поперечной кромки. У вершины сверла передний угол заточки будет равен 1—4°. Изменение значения переднего угла является недостатком спирального сверла и вызывает неравномерный и быстрый износ его.

Задний угол заточки а измеряется в плоскости О — О, параллельной оси сверла. Его значения так же, как и переднего угла, изменяются. У наружной окружности сверла задний угол равен 8—12°, а у оси — 20—25°. Задний угол сверла уменьшает трение его задней поверхности о поверхность резания.

Угол при вершине сверла 2φ измеряется между главными режущими кромками и имеет различные значения в зависимости от обрабатываемого материала.

Значения угла 2φ (град) спиральных сверл из различных материалов указаны ниже:

Сталь, чугун 116—118

Красная медь 125

Мягкая бронза 130

Целлулоид, эбонит 85—90

Мрамор и другие хрупкие материалы 80

Гетинакс, винипласт 90—100

Органическое стекло 70

Угол наклона поперечной кромки ψ стандартных сверл равен 50—55°.

Угол наклона винтовой канавки ω определяет значение переднего угла: чем больше угол ω, тем больше передний угол γ. Это облегчает процесс резания и улучшает выход стружки.

Угол наклона канавки выбирается в зависимости от диаметра сверла и свойств обрабатываемого материала. Для цветных металлов (медь, алюминий и др.) его принимают равным 35—45°, а для обработки стали — 25—30°. Среднее значение угла ω независимо от обрабатываемого материала принимают равным 25—30°.

Сверла перовые представляют собой круглый стержень, на конце которого оттянута плоская лопатка, имеющая две режущие кромки, наклоненные друг к другу под углом 120°, и применяются сравнительно редко.

Сверла глубокого сверления используют в основном при сверлении сквозных и глухих отверстий в валах, шпинделях и других деталях большой длины. Обладая довольно низкой производительностью, они обеспечивают, однако, прямолинейные, точные и чистые отверстия.

К сверлам этого типа относятся: ружейные, однокромочные и двухкромочные с внутренним отводом стружки.

а — ружейное: 1 — режущий зуб, 2 — коническая резьба, 3 — направляющая планка, 4 — паз для зуба; б — для кольцевого сверления

На рис. 5.4. показано сверло для обработки глубоких отверстий с двумя режущими кромками (K1 и K2), расположенными с левой стороны от оси сверла. Такой тип сверла относится к группе ружейных сверл. Эти сверла применяются для сверления точных отверстий диаметром от 3 мм и более с прямолинейной осью.

Вершина сверла смещена влево относительно оси инструмента на величину b, равную 0,201 мм, и поэтому при вращении сверла в процессе резания на дне отверстия образуется кольцевая поверхность. Сверло имеет полость для подвода под давлением СОЖ и канавку для отвода стружки. На рис. 5.4, б показано сверло для кольцевого сверления, которое предназначено для высверливания отверстий в сплошном материале диаметром от 60 до 200 мм и глубиной отверстий до 500 мм. Данная конструкция кольцевого сверла дает возможность осуществить экономию металла при обработке отверстий.

Режущие пластинки 1 закрепляются в корпусе сверла 3. В стенках корпуса между винтовыми канавками под винтами 2 смонтированы шарики. Они обеспечивают сверлу постоянное направление в работе до тех пор, пока высверливаемый сердечник может направлять сверло в обрабатываемой заготовке. Корпус 3 соединен с оправкой 4 резьбой. При сверлении стальных заготовок предусмотрено устройство для подачи СОЖ в зону резания, состоящее из кольца 5 со штуцером 6 и резиновым шлангом 7. Кольцевые сверла могут оснащаться ножами из быстрорежущей стали и твердых сплавов. Применение кольцевых сверл данной конструкции наряду с экономией металла дает повышение производительности труда в 4 раза.

а — центровочное для сверления отверстий в платах печатного монтажа; б — твердосплавное, в — алмазное трубчатое

Центровочными сверлами (рис. 5.5, а) обрабатывают центровые отверстия в различных заготовках. Они изготовляются комбинированными — без предохранительного конуса и с предохранительным конусом.

Для сверления отверстий диаметром 0,4—2 мм в многослойных платах из стеклопластика и гетинакса применяются цельнотвердосплавные спиральные сверла с цилиндрическим хвостовиком (рис. 5.5, б).

Для тех же целей применяются алмазные трубчатые перфорированные сверла (рис. 5.5, в), которые изготовляют образованием мелких отверстий на рабочей части сверла с помощью лазерной установки и последующим нанесением гальваническим способом слоя алмазного синтетического шлифпорошка. Алмазные сверла имеют диаметр 0,5—6,0 мм. Стойкость таких сверл и чистота обработки ими во много раз выше, чем у твердосплавных сверл.

Рис. 5.6. Сверла, оснащенные пластинками из твердого сплава с прямыми канавками (а) и с винтовыми канавками (б)

Сверла, оснащенные пластинками из твердых сплавов (рис. 5.6), обладают стойкостью и вследствие повышенных скоростей резания обеспечивают высокую производительность труда. Ими можно обрабатывать отверстия в закаленных сталях, чугунах, пластмассе, стекле и других материалах. Их изготовляют с прямыми и винтовыми канавками. Корпус сверла выполняют из инструментальной легированной или углеродистой стали. Пластинки твердого сплава припаивают к режущей части сверла медным или латунным припоем.

Изготовляют также для обработки отверстий малых диаметров цельные твердосплавные сверла и сверла с припаянным хвостовиком к твердосплавной спирали. Жесткость и стойкость таких сверл выше сверл с напаянными пластинками.

Сверла с пластинками из твердых сплавов ВК6, ВК8 используют при сверлении чугуна, а с пластинками из твердых сплавов Т15К6, Т5К10 — при сверлении сталей.

Сверла с прямыми канавками обычно применяют для сверления чугуна и других хрупких материалов, а сверла с винтовыми канавками — для сверления вязких материалов.

Рис. 5.7. Сверло для обработки закаленных сталей

Сверла для обработки закаленных сталей (рис. 5.7) изготовляют цельными из твердых сплавов ВК6М, ВК8 или с твердосплавной рабочей частью, припаянной к стальному хвостовику. Профиль канавок выполняется методом вышлифовывания цельных твердосплавных заготовок. Сверла отличаются повышенной жесткостью, что позволяет обработать отверстия в закаленных сталях с твердостью HRC 50.

Для обработки высокомарганцевых сталей, которые особо трудно обрабатываются, так как во время обработки они имеют склонность к наклепу, обладают низкой теплопроводностью, значительным абразивным воздействием на режущий инструмент, используют сверла, показанные на рис. 5.8.

Рис. 5.8. Сверла для обработки высокомарганцевых сталей:

а — конструкция сверла ЛПИ, б — форма заточки рабочей части сверла, разработанного А. А. Виноградовым и Ю. А. Аносовым

На рис. 5.8, а представлено сверло, разработанное в Ленинградском политехническом институте. Сверло отличается укороченной рабочей частью, оснащенной твердосплавной пластинкой и имеющей упрочняющие фаски f=1 -:-2 мм, с большим отрицательным углом (γ до —15°). В корпусе сверла имеются отверстия для подвода смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) в зону резания. Отверстия размещены на минимально возможном расстоянии от пластинки твердого сплава. Через отверстия в сверле к зоне резания подводится сжатый воздух. Обработку отверстия в высокомарганцевых сталях можно производить таким инструментом при скорости резания 40— 45 м/мин и с подачей S = 0,22 мм/об.

На рис. 5.8,б показана форма заточки режущей части сверла, разработанная кандидатами технических наук Ю. А. Аносовым и А. А. Виноградовым. Сверло оснащено твердым сплавом, как и обычные сверла, но форма заточки режущих кромок отличается тем, что поперечная кромка смещена относительно оси сверла для создания постоянного радиального усилия при работе инструмента. Смещение, так же как и другие параметры, зависит от обрабатываемого материала и условий обработки. Сверла рекомендуются для обработки различных труднообрабатываемых материалов, в том числе высокомарганцевых сталей.

Рис. 5.9. Сверло, оснащенное твердосплавными сменными пластинками

Сверла, оснащенные многогранными неперетачиваемыми пластинками (рис. 5.9), предназначены для обработки отверстий до двух диаметров в деталях из конструкционных сталей и чугунов. В точных базовых гнездах корпуса сверла 1 расположены две специальные сменные многогранные твердосплавные пластины 2, закрепляемые через центральное отверстие специальным винтом 3 с конической головкой. В корпусе сверла выполнены два отверстия для подвода СОЖ в зону резания.

Применение сверл с многогранными неперетачиваемыми пластинами по сравнению с быстрорежущими спиральными сверлами обеспечивает повышение производительности в 2— 4 раза. Изношенная режущая кромка восстанавливается поворотом пластины или ее заменой.

Сверла с неперетачиваемыми пластинами (от 20 до 60 мм) разработаны ВНИИ инструментальной промышленности.

Вы здесь

Оглавление

Чем чаще используется сверло, тем быстрее оно тупится. Многие мастера, едва инструмент затупился, выбрасывают его. А практичные обрабатывают изделие под конкретный угол заточки сверла по металлу и продолжают пользоваться без всяких ограничений.

Сверло по металлу предназначено для создания, как глухих, так и сквозных отверстий и перфорации в деталях. Как правило, оно имеет форму спирали и состоит из нескольких элементов: режущей плоскости, хвостовика, рабочей части и лапки. Орудие резки производится из крепких сортов быстрорежущей стали (Р18,Р6М5).

фото:конструкция сверла по металлу

Важнейшими элементами спирального сверла являются хвостовик и рабочая поверхность. Хвостовик как цилиндрической, так и конической формы обеспечивает надежное крепление к патрону. А по краю рабочей части делаются винтовые канавки, обеспечивающие выход стружки.

Передняя сторона канавок поднимается вверх и слегка отходят назад, образует угол, величина которого меняется по направлению от оси до боковых частей.

При изготовлении спирального сверла часть материала с наружной рабочей части снимается, образуя своеобразные ленточки. Вместе с увеличенным диаметром и повышенным углом при вершине сверла они способствуют снижению трения инструмента о стенки будущего отверстия.

Виды заточек сверл по металлу

Заточка сверл осуществляется с целью реанимации инструментов после интенсивной эксплуатации. Существует несколько форм заточки. Выбор в пользу конкретного варианта зависит от диаметра спирального сверла, обрабатываемого материала и других факторов.

Универсальной считается нормальная форма заточки под углом 118-120 градусов. Она позволяет подобрать угол сверла, оптимальный для любых материалов. Единственный минус – ограничение диаметра сверла 12 миллиметрами. Нижеизложенные варианты применяются для инструментов с диаметром до 80 мм.

фото:углы заточки сверла по металлу

К примеру, форма обработки НП включает подточку поперечной кромки. Уменьшение длины способствует снижению усилия и, как следствие, предотвращает излишнее повреждение обтачиваемой детали. Сфера применения – подготовка бура к созданию отверстий в стали.

Разновидность этого способа – НЛП. Помимо описанной подточки кромки, аналогичное действие проводят с ленточками. В результате образуется дополнительный задний угол сверла, который значительно облегчает процесс резки и уменьшает трение функциональной части при проходе сквозь обрабатываемый материал.

В некоторых случаях применяется и двойное затачивание. Методы ДП, ДЛП и аналоги рассчитаны на улучшение характеристик периферийных узлов сверла. Изменение угловой точки между кромками до 75 градусов снижает теплоотвод от сверла и повышает его стойкость.

Рекомендуемые углы заточки сверла по металлу

Ниже представлена таблица углов заточки сверла по металлу для разных видов материала.

Обрабатываемый материал	Угол сверла
Сталь, чугун, твердая бронза	116-118°
Латунь, мягкая бронза	120-130°
Бетон	118-130°
Медь	125°
Пластмасса	90-100°
Алюминий, древесина, деликатные материалы	140°

Неправильно подобранный угол заточки сверла приводит к быстрому нагреву, плохому сверлению и возможной последующей поломке сверла.

Процесс заточки и проверки угла сверла по металлу

Процедуру выполняют на точильном круге. Первый этап – заточка задней поверхности спирали. Для этого инструмент уверенно прижимают к поверхности круга. Обращайте внимание на стабильность – угол заточки сверла по металлу должен быть одинаковым. В итоге, если смотреть на перку сбоку, должен получиться правильный конус.

Далее производится обработка режущей поверхности. Здесь следует обратить внимание не только на постоянство угла, но и на величину перемычки. Для крупных буравчиков ее размер не должен превышать полутора миллиметров.

Правильность заточки бура проверяется по шаблону, который изготавливается мастером вручную или приобретается фабричный. В основе проверки сверла – треугольник Рело, на основе которого создают режущие инструменты для создания квадратных отверстий.

фото:шаблон для проверки угла заточки сверла

Он состоит из трех частей. Первая сторона используется для контроля поперечной кромки, вторая представляет собой эталон угла винтовой линии, третья измеряет длину режущей части и проверяет угол при вершине. Качественная работа не вызывает отклонений – все параметры соответствуют линиям шаблона по мере прилегания.

Угол заточки сверла по металлу:Видео