Особенности сверления, зенкерования и развертывания

После изучения материала данной главы студент должен:

знать

• • отличительные черты сверления, зенкерования и развертывания;
• • возможности достижения точности расположения оси при обработке отверстий различными способами;
• • конструкции современных инструментов для обработки отверстий;

уметь

• • добиваться повышения производительности при сверлении;
• • обрабатывать цилиндрические, конические и ступенчатые внутренние поверхности;
• • рассчитывать трудозатраты при различных способах обработки отверстий;

владеть

• • способами достижения высокой производительности и требуемой точности при сверлении;
• • способами использования многофункциональных инструментов при обработке отверстий;
• • способами достижения требуемой точности и шероховатости при развертывании.

Сверление

Сверлением называется первичная осевая лезвийная обработка отверстий при вращении режущего инструмента или заготовки.

В режиме сверления могут работать сверла (рис. 7.1) и концевые фрезы.

Рис. 7.1. Фотографии цилиндрических сверл.

Режущая часть сверла (рис. 7.2) имеет три характерные поверхности: две режущие кромки и одну перемычку, которая возникает на его торцовой части как расстояние между двумя стружечными канавками на геле сверла. Уменьшение этого расстояния приведет к потере прочности сверла.

Рис. 7.2. Сверло.

Перемычка 2 (рис. 7.3) затрудняет врезание, создает предпосылки к тому, что в момент касания поверхности заготовки происходит смещение вершины сверла в сторону. На рис. 7.3 показана доработка сверла путем подточки перемычки, целью которой является уменьшение ее протяженности (1 — режущие кромки).

Рис. 73. Подточка перемычки.

Чтобы избежать увода сверла, применяют предшествующее сверлению центрование.

Используют центровочные сверла по ГОСТ 14 952–75 (рис. 7.4). Стандарт предусматривает четыре исполнения сверл: тип А — с конусом 60°, тип В — с конусом 60° и предохранительной фаской, тип С — с углом 75°, тип R — с радиусными кромками.

Рис. 7.4. Сверла центровочные типов Л, В и R.

Угол 60° у сверл типов А и В равен углу центров для установки валов на токарных и кругло-шлифовальных станках. Сверла типа С с углом 75° специально созданы для центрирования заготовок перед сверлением.

Сверла типа R с радиусной формой режущих кромок созданы для образования на валах центровых гнезд особой формы. На таких отверстиях можно выполнять особо точное шлифование. Однако широкого применения такие гнезда не нашли. Центры станков, на которые при шлифовании устанавливали заготовки с радиусными центровыми отверстиями, интенсивно изнашивались только в одном месте, и точность шлифования через некоторое время снижалась.

Увод сверла с оси продолжается после врезания при дальнейшем сверлении, чему способствуют разные по протяженности режущие кромки 1 сверла. Этот недостаток встречается достаточно часто при изготовлении сверл, но еще чаще при их переточке после затупления.

Следует учесть, что при вращении заготовки создаются более благоприятные условия для меньшей величины увода инструмента с начальной оси сверления, чем при вращении сверла. Но вращаются заготовки не на сверлильных, а на токарных и специальных сверлильно-расточных станках.

Имеются сверла, которые сверлят без смещения с оси.

Рис. 75. Сверло по ГОСТ 27 724–88.

На рис. 7.5 приведено сверло с многогранными пластинами по ГОСТ 27 724–88. Размеры таких сверл составляют D = 18,5-г60 мм, / = 108^-245 мм, сI = 20-г40 мм.

Фирма Sandvik Coromant изготавливает аналогичные сверла Coro Drill 880 с диаметрами сверления 12—63,5 мм (рис. 7.6). Через тело сверла на торец и цилиндрическую поверхность подается СОЖ.

Особенностью этих сверл является использование различных марок твердых сплавов для центральной и периферийной пластины. Такое разделение пластин учитывает их различные условия работы. Периферийная пластина работает как расточной инструмент.

Отличительной чертой сверл Сот Drill 880 является работа с высокими скоростями резания. Некоторые данные по режимам резания приведены в табл. 7.1.

Таблица 7.1

Режимы работы сверлами Coro Drill 880.

Рис. 7.6. Сверла Coro Drill 880.

С учетом того, что отпадает необходимость предварительного центрования, получается значительный выигрыш в производительности. Кроме того, сверла с многогранными пластинами, подобные описанным по ГОСТ 27 724–88 и Coro Drill 880, являются многофункциональными инструментами.

На токарных обрабатывающих центрах ими можно не только сверлить, но и, сместившись с оси, растачивать отверстия, протачивать наружный диаметр, подрезать торцы.

При сверлении на ТОЦ вращающейся концевой фрезой инструменту придают кроме осевой подачи движение круговой интерполяции, за счет которого происходит срезание материала по всей окружности фрезерования (см. рис. 5.18). Диаметр перемещения центра фрезы должен быть таким, чтобы поверхность вокруг оси была полностью обработана. Диаметр отверстия получается на несколько миллиметров больше диаметра фрезы.

Глубиной резания при сверлении считается половина диаметра инструмента.

Подача определяется прочностью режущей части инструмента. Наибольшие значения подачи (до нескольких десятых долей миллиметра) допускает быстрорежущая сталь. Но быстрорежущая сталь многократно проигрывает твердому сплаву в допустимой скорости резания. При твердости более НВ 300 инструментами из быстрорежущей стали работать не следует, за исключением сверл из порошковой быстрорежущей стали со сверхтвердыми покрытиями, которые по режущим возможностям приближены к твердосплавным.

Основное время t₀ при сверлении может быть подсчитано по формуле.

где L — путь вершины сверла, мм; п — частота вращения, об/мин; л" — подача сверла, мм/об.

Путь L при сквозном сверлении суммируется из толщины стенки детали /_дет, врезания /_вр и перебега /_прб. Величины врезания и перебега можно принимать 0,3D для сверл с конусом при вершине 120°, где D — диаметр сверла. Отсюда, при сквозном сверлении стандартными цилиндрическим сверлами.

Сверла с многогранными пластинами имеют плоский горец при вершине, поэтому /_вр = /_пр5 = 0. Отсутствие пути врезания и перебега, отсутствие необходимости предварительного центрования, высокие скорости резания, многофункциональность инструмента, позволяющая выполнять этим инструментом также другие виды работ, включая фрезерование, позволяют при использовании сверл с многогранными пластинами получать значительный экономический эффект.

Частоту вращения п определяют по формуле.

где v — скорость резания, м/мин.

При сверлении конструкционной стали с твердостью НВ 180 сверлами из быстрорежущей стали марок Р9К5, Р9М4 не следует превышать скорость 25 м/мин, для сверл с многогранными пластинами твердого сплава значения скорости резания приведены в табл. 7.1.