Основные части сверла. Сверло спиральное: описание, применение Сверло состоит из следующих частей

Или станке, предназначенный для сверления отверстий в различных материалах. Сверла изготовляются из качественных твердых сталей, что позволяет их использовать для работы с и другими металлами, бетоном или камнем.

Виды

В зависимости от предназначения сверла делятся на категории по:

Металлу.
Дереву.
Камню и кирпичу.
Стеклу и плитке.

Они отличаются между собой по форме, а также углу заточки и режущей кромке. Большинство из них являются узкоспециализированными и не могут использоваться для других целей.

По металлу

Эти сверла подходят не только для сверления металлов, но также могут использоваться для работы с пластиком и древесиной. В зависимости от формы изготовления они бывают следующих разновидностей:

Спиральные.
Конические.
Корончатые.
Ступенчатые.

Спиральные

Спиральный тип представляет собой классическую конструкцию, которая знакома практически каждому. Инструмент состоит из трех частей – режущая кромка, рабочая поверхность и хвостовик. Режущая часть имеет острую заточку, именно она врезается в металл, образовывая отверстие. Рабочая поверхность представляет собой спираль, цель которой состоит в выведении стружки из отверстия. Хвостовая часть используется для фиксации инструмента в патроне дрели или станка.

Такой тип обычно изготавливают из быстрорежущей стали марки HSS, Р18 или Р6М5. Что касается стали Р18, то она встречается довольно редко и на данный момент производством инструментов из нее занимаются только некоторые предприятия, находящиеся на территории Белоруссии. Из нее получаются очень надежные сверла, которые отлично удерживают заточку.

Конические

Такое сверло обычно можно встретить зажатым в специализированный станок. Его рабочая часть представляет собой конус, вершина которого врезается в поверхность металла, образовывая тонкое отверстие. По мере углубления в материал происходит контакт с более широкой частью конуса, что обеспечивает расширение отверстия. Благодаря использованию данной конструкции, можно обеспечить сверление за один проход. К примеру, если использовать обычное спиральное сверло, то сначала нужно сделать отверстие тонким инструментом, а потом более толстым, постепенно доводя диаметр под требуемые параметры. Конусная форма позволяет избежать подобных неудобств, но к сожалению, она не подходит для слабых дрелей.

Корончатые

Корончатая конструкция представляет собой пустотелый цилиндр, на нижнем торце которого имеются острые зазубрины, напоминающие корону. Такой инструмент позволяет делать отверстия большого диаметра, начиная от 30 мм и более. Недостаток данной конструкции заключается в невозможности установки в патрон обычной дрели. Инструмент может быть использован для сверления листового металла толщиной до 10 мм. Обычно для изготовления корончатого инструмента используется сталь HSS. Также на рынке можно встретить сверла с твердосплавными напайками или алмазным напылением. Они позволяют работать не только с металлами и сплавами, но даже с бетоном.

Ступенчатые

Ступенчатая конструкция является одним из последних изобретений в мире режущего инструмента. Она имеет универсальное применение, поскольку позволяет делать отверстия различного диаметра. Название типа связано с тем, что он представляет собой конус со ступеньками. Такое сверло может быть использовано только для работы с листовым металлом толщиной до 2 мм. Принцип действия заключается в том, что кончик инструмента врезается в материал, и когда он пробивается, то происходит контакт с более широкой частью конуса, которая просверливает углубление еще больше. Таким образом, чтобы получить требуемый диаметр нужно углубиться до нужной ступени.

По дереву

Часто для работы с деревом применяется стандартное спиральное сверло по металлу. Оно позволяет делать отверстие диаметром от 2 до 18 мм. Тем не менее, данный тип сильно ограничивает возможности деревообработки, поэтому было разработано и внедрено несколько особых типов сверл:

Спиральные по дереву.
Перовые.
Винтовые.
Кольцевые пилы.
Балеринки.
Форстнера.

Спиральные по дереву

Спиральные по дереву очень похожи на обычное сверло по металлу. Единственное отличие заключается в форме режущей кромки. Она напоминает трезубец. Острый зуб по центру позволяет провести точную фиксацию в месте сверления. Инструментальная сталь легко врезается в древесину. Особая конструкция позволяет получать очень качественное отверстие, без вырывания волокон, как это бывает при использовании инструмента по металлу.

Перовые

Перовое имеет плоскую конструкцию, на конце которой тоже имеется трезубец, как и в предыдущем типе. Оно обеспечивает большой диаметр сверления, при этом позволяет проводить установку в обычную дрель. Данный тип режет чистые края, без разорванных волокон древесины. Нужно отметить, что в случае сверление небольшого углубления в его центре останется бороздка от основного зуба. Такое сверло работает только на малых оборотах. Его часто используют с ручным коловоротом.

Винтовые

Винтовые сверла напоминают спиральные, но имеют более совершенную рабочую часть для отвода стружки. Они довольно длинные, поэтому позволяют делать глубокие отверстия. Их часто используют для сверления бруса и бревен. Зачастую такое сверло имеет специальную ручку, что позволяет работать даже без использования дрели, станка или коловорота. Заостренная часть инструмента напоминает шуруп, она врезается в древесину, поджимая режущую кромку к волокнам. Срез получается чистым и аккуратным, даже при работе с сырым деревом.

Кольцевые пилы

Этот инструмент представляет собой пустотелый цилиндр с пильными зубьями на торце и обычным выпирающим вперед спиральным сверлом. Он позволяет делать отверстия в досках, фанере и вагонке. Его обычно применяют для получения широких отверстий, необходимых для установки светильников. Инструмент подходит не только для древесины, но и для пенополистирола, ПВХ вагонки и сотового поликарбоната. Такие пилы для дрели могут быть использованы для врезания посадочного места при установке розетки в стене, конечно при условии, что она деревянная или из мягких блоков – пенобетон, глина и пр. Выборка центральной части может быть доделана с помощью стамески.

Балеринки

Балеринка – это регулируемое сверло по дереву. Оно позволяет делать широкие отверстия в фанере, ДСП, МДФ и OSB плитах. Его конструкция представляет собой крестовину, центр которой выполнен в виде спирального сверла. На плечах крестовины крепятся острые резцы, прорезающие листовой материал. Специальный ключ позволяет менять расстояние между резцами, тем самым регулируя диаметр получаемого отверстия.

Сверло Форстнера

Инструмент имеет цилиндрический хвостовик с двумя режущими кромками. Он применяется преимущественно в мебельном производстве. С его помощью можно сделать углубление большого диаметра для установки петлей на дверцы шкафчиков. В результате его применения получается аккуратное отверстие с плоским дном.

По бетону

Сверла по бетону также подходят для работы с камнем и кирпичом. Они бывают трех видов:

Спиральные.
Винтовые.
Корончатые.

Все они имеют специальные напайки, которые вгрызаются в камень, бетон и кирпич. Напайки могут изготовляться из победитовых пластин или представлять собой кристаллы искусственного алмаза.

Спиральные

Спиральные устанавливаются в . Они имеют практически идентичную конструкцию со сверлами для металла, за исключением напаек. Лучше всего они работают с бетоном и кирпичом. Глубина отверстия обычно не превышает 80-100 мм.

Винтовые

Винтовые тоже имеют напайки. Они являются более длинными, чем спиральными. Их используют в тех случаях, когда требуется пробить глубокое отверстие. Винты обеспечивают эффективное отведение пыли, что снижает вероятность застревания. Тем не менее, стоит все же периодически вытягивать перфоратор, чтобы проверить – нет ли пыли.

Корончатые

По своей конструкции напоминают стандартную коронку для древесины. В центре имеется спиральное сверло, которое врезается в бетон, камень или кирпич, при этом основную работу по сверлению отверстия требуемой глубины выполняет коронка с напайками. Такие сверла тоже требуют ударного бурения, поэтому не подходят для обычной дрели.

По стеклу

Для сверления керамики и стекла используется всего два вида сверл – коронки и перовые. Коронки имеют алмазное напыления. Их диаметр от 13 до 80 мм. Алмазное напыление представляет собой приклеенные песчинки из искусственного минерала. Для использования коронки необходимо иметь качественную дрель или сверлильный станок. Важно, чтобы инструмент касался плавно, не создавая биения или неравномерного распределения давления.

Перовое сверло представляет собой классический стержень из металла, на конце которого установлено острое копье. Инструмент предлагается в небольшом диапазоне размеров 3-13 мм. Режущее перо выполняется из победита, в более редких случаях с других сплавов.

Для работы со стеклом нужно подойти ответственно к выбору сверлильных инструментов. В отличие от других материалов, ошибка с ним недопустима. Недостаточно ровная или неострая режущая часть может привести к трещине на стекле, керамике или кафеле, что будет непоправимым.

Сверление – один из распространенных способов изготовления отверстий. Исходя из того, каких размеров они должны получаться и в каком материале их делают, выбирают инструмент. Спиральное сверло – самое универсальное и востребованное.

1

Спиральное сверло (или, по-другому, винтовое) конструктивно представляет собой стержень цилиндрической формы, состоящий из элементов:

Рабочей части – снабжена двумя спиральными винтовыми канавками, которые образуют режущие элементы и предназначены для эффективного отвода стружки, а также подачи смазки в зону сверления.
Хвостовика – предназначен для надежного закрепления сверла в ручном инструменте или на станке. Может иметь лапку для извлечения сверла из гнезда конусной формы или поводок, обеспечивающий передачу крутящего момента от патрона оборудования.
Шейки – обеспечивает выход абразивного круга в процессе шлифовки рабочей части.

Рабочая часть состоит из:

Калибровочной (направляющей) части – это узкая полоска, продолжающая поверхность канавки на окружности сечения сверла. Еще ее называют ленточкой.
Режущей части – включает две главные и две вспомогательные, расположенные вдоль сверла по спирали, а также одну поперечную (конусообразную на конце сверла) режущие кромки. Все они образованы пересечением поверхностей канавок: главные – передних с задними, вспомогательные – передних с поверхностью ленточки, поперечная – обеих задних.

Из всех сверл известных на сегодняшний день конструкций спиральные нашли наиболее широкое применение за счет следующих достоинств:

большому запасу под переточку;
хорошему направлению в отверстии;
отличному отводу стружки.

Основные геометрические параметры спирального сверла:

угол на кончике при вершине – обозначается 2φ;
угол наклона канавки ω;
передний угол γ;
задний угол α;
угол наклона концевой поперечной кромки ψ.

Значения этих параметров зависят от типа, вида и назначения сверла.

Спиральные сверла по металлу также отличаются от прочих винтовых (по бетону, дереву, универсальных и других) размерами, формами и протяженностью своих конструктивных элементов. По форме хвостовика они бывают:

с цилиндрическим хвостовиком;
с коническим.

Для установки последних на станок используют универсальные специальные переходные втулки – конусы Морзе. Для наиболее распространенных видов инструмента по металлу ниже даны короткие описания.

2

Сверло спиральное с цилиндрическим хвостовиком выпускается короткой, средней и длинной серий по соответствующим стандартам. Такое разнообразие обеспечивает оптимальный подбор нужного инструмента для выполнения каждой конкретной задачи.

Для всех сверл центровые отверстия выполняются согласно ГОСТ 14034. Допустимо выпускать инструмент без центровочных отверстий. Изделия средней и длинной серии согласно своим стандартам могут изготавливаться с шейкой или без нее. Ее размеры не регламентируются.

ГОСТ 4010-77 распространяется на левые и правые сверла короткой серии диаметром 0,5–40 мм. Согласно этому стандарту, в зависимости от диаметра выпускаемого сверла длина составляет (мм):

общая всего инструмента – 20–200;
рабочей части – 3–100.

ГОСТ 10902-77 распространяется на левые и правые сверла средней серии диаметром 0,25–20 мм. Длина составляет (мм):

общая всего инструмента – 19–205;
рабочей части – 3–140.

ГОСТ 886-77 распространяется на сверла длинной серии диаметром 1–31,5 мм. Длина составляет (мм):

общая всего инструмента – 56–316;
рабочей части – 33–207.

У данных изделий направление спирали – правое. С левым изготовляются по согласованию с заказчиком.

Для всего этого инструмента технические требования к изготовлению регламентируются ГОСТ 2034-80. Согласно этого документа данные сверла производятся из быстрорежущей стали и предназначены для просверливания отверстий в ковких и серых чугунах, легированных и углеродистых конструкционных и , конструкционных сталях высокой и повышенной обрабатываемости. Этот инструмент изготовляется 3 классов точности:

повышенной точности – А1;
нормальной – В1;
нормальной – В.

Помимо инструмента из быстрорежущей стали допускается по заказу потребителя изготовление сверл также из легированной стали 9ХС. Инструмент может производиться не только цельным, но и сварным. Хвостовики сварных изделий должны быть выполнены из стали 45 или 40Х. Не допускаются в зоне сварки: непровар, поверхностные раковины и кольцевые трещины.

3

Сверло спиральное с коническим хвостовиком выпускается разных типов и, соответственно, по различным стандартам. Это позволяет оптимально подобрать именно тот инструмент, который лучше всего подойдет для того или иного вида работ. Существуют следующие ГОСТы:

10903-77 – для сверл нормальной длины;
12121-77 – длинных;
2092-77 – удлиненных;
22736-77 – с твердосплавными пластинами.

Весь этот инструмент согласно своим стандартам может изготавливаться с шейкой или без нее. Ее размеры не регламентируются.

ГОСТ 10903 распространяется на сверла нормальной длины диаметром 5–80 мм, которые выпускаются в двух исполнениях: с нормальным и усиленным хвостовиком. Согласно ГОСТ 10903, в зависимости от диаметра выпускаемого сверла с нормальным хвостовиком длина составляет (мм):

общая всего инструмента – 133–514;
рабочей части – 52–260.

С усиленным хвостовиком сверла ГОСТ 10903 выпускаются диаметрами 12–76 мм. Длина их рабочей части такая же, как и у с нормальным хвостовиком. Длины следующие (мм):

общая – 199–514;
рабочей части – 101–260.

Размеры используемых для крепления в патроне станка конусов Морзе от 1 до 6.

ГОСТ 12121 распространяется на длинные сверла диаметром 5–50 мм, которые предназначены для выполнения сверления через специальные кондукторные втулки. Длина составляет (мм):

общая всего инструмента – 155–470;
рабочей части – 74–321.

Размеры используемых для крепления в патроне станка конусов Морзе от 1 до 4. У инструмента этих двух стандартов направление спирали – правое. С левым изготовляются по согласованию с заказчиком.

ГОСТ 2092 распространяется на удлиненные сверла диаметром 6–30 мм. Длина составляет (мм):

Для этого инструмента технические требования к изготовлению регламентируются ГОСТ 5756-81. В соответствии с ним данные сверла предназначены для сверления различных деталей из чугуна. Должны изготавливаться классов:

повышенной точности – А;
нормальной – В.

В качестве режущей оснастки должны применяться твердосплавные пластины типа ВК. Корпуса изделий выполняются из или сплава 9ХС. Допускается производство корпусов из иных марок с содержанием вольфрама в пределах до 6 %. Недопустимо использовать стальные сплавы, содержащие кобальт.

Инструмент с рабочей частью диаметром от 6 мм и больше, корпус которого выполнен из быстрорежущего сплава, должен изготавливаться сварным. Хвостовики сварных изделий должны быть выполнены из стали 45 или 40Х. Не допускаются в зоне сварки: непровар, поверхностные раковины и кольцевые трещины.

Для образования отверстий в подгруппе 23 (МН 77-59) предусмотрены следующие дырообрабатывающие инструменты: сверла, зенкеры и развертки.

Сверла. По конструкции сверла классифицируют на спиральные, кольцевые, для глубокого сверления и центровочные. Наибольшее распространение получили спиральные сверла с коническими и цилиндрическими хвостовиками. Части и элементы спирального сверла приведены на рис. 15. Спиральные сверла изготовляют диаметром от 0,25 до 80 мм (табл. 41).

Рис. 15. Части и элементы спирального сверла:

1-передняя поверхность: 2-задняя поверхность;

3- ленточка: 4-поперечная кромка; 5 - канавка; 6 - режущие кромки; 2φ - угол при вершине; ώ-угол наклона винтовой канавкн; ψ- угол наклона поперечной кромки

Для изготовления быстрорежущих сверл применяют стали Р18 или Р9. Сверла с коническим хвостовиком диаметром от 6 мм и с цилиндрическим хвостовиком диаметром от 8 мм изготовляются сварными. Хвостовики сварных сверл изготовляются из стали 45 или 40Х. Твердость рабочей части быстрорежущих сверл должна быть HRC 62-64, а твердость лапок у сверл с коническим хвостовиком - HRC 30-45.

Допускаемые отклонения диаметров сверл приведены в табл. 42.

Геометрическими параметрами режущей части сверла являются: задний угол а, передний угол у, углы при вершине 2φ и 2φ0 и угол наклона поперечной кромки ψ (рис. 16). Величина заднего угла изменяется вдоль режущей кромки. Наименьшее значение (7-15°) задний угол имеет у наружной поверхности сверла, а наибольшее (20-26°) - около поперечной режущей кромки. Величина переднего угла в разных точках режущей кромки неодинакова: наибольшее значение (25-30°) угол имеет у наружной поверхности сверла, а наименьшее - около поперечной кромки, где он может быть и отрицательным.

Конусность режущей части сверла определяется углом 2φ при его вершине, образуемым главными режущими кромками. От величины угла φ зависят форма режущей кромки, передний и задний углы, прочность сверла у перемычки и сила резания.

При правильной заточке сверла угол наклона поперечной режущей кромки ψ равен 55° (рис. 15).

Таблица 41

Градация диаметров сверл (по ГОСТу 885-64)

Примечание. Сверла, диаметры которых поставлены в скобки, изготовляются по соглашению c потребителем.

Для повышения стойкости сверла и скорости резания рекомендуется двойная заточка под углом 2φ и 2φ0 (рис. 16). Основные формы заточки спиральных сверл в зависимости от их диаметра и обрабатываемого материала приведены в табл. 43.

Рис. 16. Геометрические параметры спирального сверла

Спиральные сверла могут быть и твердосплавные. Сверла диаметром от 1,8 до 5,2 мм через 0,05 мм изготовляются монолитными из твердых сплавов марок ВК6, ВК8М, а свыше 6 мм - оснащаются пластинками твердого сплава.

Таблица 42

Отклонения диаметров сверл (по ГОСТу 885 - 64)

Таблица 43

Основные формы заточки сверл

Для изготовления корпусов твердосплавных сверл рекомендуют стали марок 40Х и 45Х. Твердость рабочей части корпусов после термообработки должна быть HRC 40-50.

Сверла, корпуса которых изготовлены из стали Р9 с коническим хвостовиком диаметром от 8 мм и с цилиндрическим хвостовиком диаметром от 8 мм, должны быть сварными.

Рекомендуемые значения угла 2φ при вершине в зависимости от обрабатываемого материала приведены в табл. 44, угла ώ наклона винтовых канавок для быстрорежущих сверл - в табл. 45 и передних углов у твердосплавных сверл - в табл. 46.

Спиральные сверла поставляют, как правило, инструментальные заводы, которые в настоящее время выпускают 1061 типоразмер, в том числе 180 типоразмеров сверл новых конструкций: с прокатанными отверстиями для охлаждения, с пластмассовыми хвостовиками, монолитные твердосплавные.

Таблица 44

Значения угла 2φ при вершине

Таблица 45

Значения угла ώ наклона винтовых канавок для спиральных быстрорежущих сверл (град)

Таблица 46

Значения передних углов для сверл, оснащенных твердым сплавом

Таблица 47

Специализация инструментальных заводов по производству сверл

Для улучшения качества выпускаемых сверл диаметром свыше 30 мм предусмотрено их изготовление с двойным углом при вершине (с двойной заточной) и подточкой перемычки. В табл. 47 указаны инструментальные заводы, которые специализируются по изготовлению сверл.

Сверло-зенкер. Инструмент предназначен для одновременного сверления и зенкерования отверстий в сплошном материале глубиной не более двух диаметров. Он состоит из короткого сверла 1 (табл. 48), имеющего цилиндрический хвостовик с лапкой и пазом для стопорного винта 4, двузубого зенкера 2 с канавками для дробления стружки, насаженного на сверло, и своим замком зенкер входит в замок оправки 3. Сверло- зенкер изготовляется московским заводом «Фрезер» из сталей Р18 и Р9; основные размеры его приведены в табл. 48.

Таблица 43

Основные размеры сверла-зенкера

Для образования центровых отверстий применяют инструмент центровочный (ГОСТ 6694-53) семи типов (табл. 49).

Таблица 49

Типы и основные размеры центровочного инструмента (по ГОСТу 6694-53)

Продолжение табл. 49

Для сверл и зенковок применяют сталь марки Р9 или Р18. Зенковки типа VII делают сварными, а их хвостовики - из стали 45. Твердость лапки зенковок типа VII должна быть HRC 30-45, твердость сверл и зенковок HRC 62-64. Типовые наборы центровочного инструмента приведены в табл. 50.

Зенкеры изготовляются двух видов: для обработки цилиндрических отверстий и для обработки ступенчатых, фасонных и комбинированных отверстий. Части и элементы цилиндрического зенкера показаны на рис. 17.

Рис. 17. Части и элементы цилиндрического зенкера:

1 - передняя поверхность; 2 - режущая кромка; 3 - сердцевина; 4 - задняя поверхность; 5 - ленточка

Главные лезвия у зенкеров расположены на заборном конусе под углом φ (угол в плане). При обработке стали угол в плане φ = 60°, при обработке чугуна φ = 45÷60°. У зенкеров с пластинками из твердых сплавов φ = 60÷75°. Задний угол α главного лезвия принимается равным 8-10°.

Передние углы выбираются в зависимости от обрабатываемого материала:

Угол наклона винтовой канавки (ώ) у зенкеров универсального назначения равен 10-30°. С увеличением твердости обрабатываемого материала величина угла возрастает. Для чугуна ώ = 0°.

Величина заднего угла у зенкеров с пластинками из твердого сплава имеет два значения: α = 10÷12° по пластинке и α = 15° по корпусу.

При обработке чугуна передний угол V принимают равным +5°; при обработке стали с σв = 90 кГ/мм2 γ = 0, при обработке с σв = 90 кГ/мм2 угол γ = - 5°.

Типы и основные размеры зенкеров приведены в табл. 51. Технические условия (ГОСТ 1677-67) распространяются на зенкеры с коническим хвостовиком (ГОСТ 1676-53), насадные цельные (ОСТ ГОСТ 12489-67) и насадные со вставными ножами из быстрорежущей стали (ГОСТ 2255-67).

Таблица 50

Типовые наборы центровочного инструмента

Таблица 51

Типы и основные размеры зенкеров

Режущая часть сборных зенкеров и зенкеры цельные изготовляются из быстрорежущей стали Р18 и Р9, а зенкеры с коническим хвостовиком - сварными (хвостовики из стали марки 45). Для изготовления корпусов зенкеров применяют сталь 40Х или 45.

Твердость зенкеров с коническим хвостовиком на 3/4 длины рабочей части и на всей длине рабочей части насадных зенкеров должна быть HRC 62-64. Твердость лапок хвостовых зенкеров и корпусов насадных зенкеров должна быть HRC 30-45.

Допускаемые отклонения по диаметру для зенкеров, предназначенных под развертывание, должны иметь верхнее отклонение от -210 до -420 мкм и нижнее от -245 до +490 мкм для номинальных диаметров от 10 до 120 мм. Для зенкеров, предназначенных для окончательной

Рис. 18. Зенковки

обработки отверстий по А4, верхнее отклонение составляет от +70 до +140 мкм и нижнее от +25 до +70 мкм. Предельные отклонения общей длины и длины рабочей части устанавливаются по 9-му классу точности.

Технические условия (ГОСТ 12509-67) распространяются на зенкеры с коническим хвостовиком и насадные (оба типа с напаянными пластинками из твердого сплава).

Зенковки. Получение конических, цилиндрических и плоских поверхностей, прилегающих к основному отверстию и расположенных концентрично с ним, осуществляется инструментами, называемыми зенковками.

Для обработки отверстий под конические головки винтов и заклепок, а также для центрования деталей применяют конические зенковки. Наибольшее распространение получили конические зенковки с углом конуса при вершине 30, 60, 90 и 120° (рис, 18, а). Для обработки отверстий под цилиндрические головки и шейки, а также для подрезания торцов, плоскостей бобышек, выборки уступов и углов применяют цилиндрические зенковки с торцовыми зубьями (рис. 18, б). Иногда зенковки с торцовыми зубьями называют цековками (рис. 18, б).

Развертки изготовляются цилиндрические, ступенчатые и конические. Ручная цилиндрическая развертка (рис. 19) состоит из рабочей части, шейки и хвостовика; рабочая часть, в свою очередь, состоит из заборной (режущей) части, калибрующей части и заднего конуса. Канавки между зубьями развертки образуют режущие кромки; канавки предназначены для размещения стружки.

Для повышения качества поверхности при ручной обработке зубья разверток располагаются по окружности с неравномерным шагом.

Машинные развертки изготовляются с равномерным шагом, причем число зубьев у них должно быть четным. Рабочая часть этих разверток в отличие от ручных более короткая. Машинные развертки чаще всего делаются насадными и регулируемыми.

Геометрические параметры разверток: задний угол а, передний угол у, главный угол в плане φ и угол наклона главной режущей кромки ώ.

Задний угол а выбирается в зависимости от обрабатываемого материала и принимается в пределах 6-10°. Передний угол γ у чистовых разверток равен 0°, а у черновых 5-10°. Главный угол в плане φ у ручных разверток равен 1 , у машинных при обработке стали 12-15°, чугуна 3-5° и при обработке глухих отверстий 45°. Угол наклона главной режущей кромки оз при обработке твердых металлов равен 7-8° и мягких металлов 14-16°.

По техническим условиям (ГОСТ 1523-65) развертки должны изготовляться: ручные-из стали 9ХС; машинные цельные и ножи сборных разверток- из быстрорежущей стали Р18 или Р9; быстрорежущие развертки-сварными (хвостовики делаются из стали 45). Основные детали сборных разверток (за исключением ножей) должны быть изготовлены: корпуса - из сталей 40, 45 или 40Х; установочные кольца и контргайки - из сталей 35 или 45; клинья - из стали 40Х.

Твердость рабочей части разверток (в зависимости от марки стали) должна быть HRC 62-66, корпуса насадных разверток HRC 30-40, клиньев HRC 45-50, лапок и квадратов хвостовиков HRC 30-45.

В централизованном порядке развертки должны выпускаться: в доведенном виде для обработки отверстий с допусками по А, А2а, А3 и Н и с припуском под доводку в соответствии с ГОСТом 11174-65. ГОСТ 11174-65 распространяется на развертки, изготовляемые из быстрорежущей и легированной стали с припуском под доводку, и предусматривает шесть номеров разверток (табл. 52). Зная отклонения и допуски на изготовление разверток, можно легко выбрать развертку нужного размера.

Рис. 19. Части и элементы развертки:

1 - главная режущая кромка; 2 - ленточка; 3 - передняя поверхность; 4 - атыловочня поверхность; 5 - задняя поверхность

В случае отсутствия развертки необходимого размера берется развертка, размер которой близок к заданному, и определяется необходимость шлифования или доводки развертки до требуемого размера.

Таблица 52

Предельные отклонения (мкм) диаметров разверток под доводку

Таблица 53

Типы и основные размеры разверток, мм

Продолжение табл. 63

Продолжение табл. 53

Развертки после доводки должны обеспечить обработку отверстий со следующими посадками:

По техническим требованиям (ГОСТ 5735-65) в качестве режущей части разверток должны применяться пластинки из твердого сплава марок ВК6, ВК6М, Т15К6, Т14К8 и Т5КШ. Корпуса разверток изготовляются из стали 40Х, а корпуса ножей - из стали 40Х или У7 и У8.

В централизованном порядке твердосплавные развертки должны выпускаться: в доведенном виде для обработки отверстий с допусками по А, А2а, А3 и Н и с припуском под доводку - по ГОСТу 11173-65.

Развертки конические с цилиндрическим хвостовиком по техническим требованиям (ГОСТ 11178-65) изготовляются из стали 9ХС и по соглашению с потребителем допускается изготовление разверток из стали Р18. Развертки диаметром больше 13 мм должны быть сварными. Развертки конические с коническим хвостовиком по техническим требованиям (ГОСТ 10083-62) изготовляются из стали Р18 или Р9. Развертки диаметром больше 10 мм должны быть изготовлены сварными. Типы и основные размеры разверток приведены в табл. 53.

spravochnik-tehnologa.ru

Сверло - устройство и правила работы с ним:: АвтоМотоГараж

В этой статье мы рассмотрим тот минимум важной информации, который необходимо знать о свёрлах при заточке сверла и при работе с ним.

Что есть что, а главное - где. Внешний вид сверла и его устройство.

рабочая часть - её элементы осуществляют резание и обеспечивают правильное положение сверла в образуемом им отверстии. Рабочая часть сверла представляет собой цилиндр, прорезанный двумя диаметрально противоположными винтовыми канавками;
канавка - нужна для отвода стружки из отверстия;
ленточка - элемент для точного направления сверла и является дополнительным режущим сегментом. На типовом сверле их две;
хвостовик - бывает цилиндрический или конический, и служит для установки сверла в шпиндель станка или в патрон дрели;
спинка - является вторым несущим элементом сверла после перемычки (о ней ниже);
ω - угол наклона винтовой канавки. От значения этого угла зависит форма срезаемой стружки и её отвод. Для сверл диаметром 10 - 22 мм предусмотрен угол наклона винтовой канавки ω=30°, для сверл меньших размеров этот угол тем меньше, чем меньше диаметр сверла, и для диаметра меньше 0,25 мм достигает 19°.

рабочие режущие кромки - основные элементы сверла, при сверлении они образуют конусную поверхность резания;
перемычка - является продолжением основных режущих кромок, она определяет прочность и жесткость сверла;

Ниже на рисунке представлены пять режущих сегментом сверла. Две рабочие режущие кромки, одна поперечная кромка и две ленточки.

Ширина ленточек должна быть достаточной для точного направления сверла в отверстии, но не слишком большой, чтобы не вызывать чрезмерного трения сверла о стенки отверстия. Чем больше диаметр сверла, тем шире ленточка. Поперечную кромку на свёрлах более 3 мм желательно стачивать, а при диаметре сверла более 18 мм настоятельно рекомендуется. Широкая перемычка не режет, а скоблит и выдавливает металл, вызывая при этом выделение дополнительного тепла, в следствии излишнего давление на сверло. При правильной заточке сверла угол наклона поперечной режущей кромки ψ должен быть равен 55°.

Непосредственно перед хвостовиком для повышения прочности сверла толщина перемычки постепенно возрастет за счет соответственного уменьшения глубины винтовых канавок. Поверхности винтовых канавок, примыкающие к главным режущим кромкам, являются передними поверхностями спирального сверла, по ним сходит срезаемая стружка,

Поверхности, примыкающие к главным кромкам, представляют собой задние поверхности сверла.

Задний угол сверла образуется при помощи касательной к задней поверхности сверла. Если бы задние углы этих режущих кромок были равны нулю, то задние поверхности на всем своем протяжении соприкасались бы с поверхностью резания, и между ними возникло бы большое трение. Трение тем меньше, чем больше величина заднего угла.

Указанные выше значения угла достигаются соответствующей заточкой задних поверхностей. Конусность режущей части сверла определяется углом 2 φ при его вершине, образуемым главными режущими кромками. От величины угла φ зависят форма режущей кромки, передний и задний углы, прочность сверла у перемычки и силы резания.

С уменьшением угла φ удлиняется главная режущая кромка, улучшается теплоотдача, однако прочность сверла резко понижается. Рекомендуемые значения угла 2 φ в зависимости от обрабатываемого материала приведены в таблице ниже.

Основные моменты при работе со сверлом, от которых, как ни старайся, никуда не деться:

вне зависимости от сверла, новое оно или нет, при начале сверления не только образуется отверстие, но и запускается процесс затупления самого сверла. С каждым оборотом сверло будет погружаться медленнее и медленнее. С новым сверлом это будет не так заметно, но факт, остаётся фактом;
скорость затупления сверла зависит от скорости его оборотов, количества оборотов по режущей поверхности, скорости подачи (давления на сверло), охлаждения, от материала сверла и от самого обрабатываемого материала;
максимальный нагрев начинается с периферии сверла, так как там скорость резания выше;
при сильном затуплении сверло во время резания издаёт резкий скрипящий звук, далее лавинообразно выделяется тепло, возрастает скорость износа и в результате инструмент приходит в негодность. Как реанимировать такие свёрла я расскажу в следующей статье или видеоролике на своём канале. Следите за комментариями.

Правила при сверлении металла:

- отверстие должно быть накернено, при начале сверления не стоит оказывать сильного давления на сверло, так как можно повредить режущие кромки или попросту сломать сверло. Режущие кромки должны войти в металл плавно. Если сверлить дрелью, то возможен увод сверла даже в случае если оно накернено;
при завершении сверления в момент выхода сверла из заготовки необходимо снизить давление на сверло. Это будет способствовать уменьшению торчащих заусенцев при выходе сверла, а также не позволит сверлу заклинить в заготовке и провернуться в патроне;
обрабатываемую деталь необходимо надёжно закрепить, это техника безопасности и не стоит этим пренебрегать;
работать в перчатках запрещено;
если требуемое отверстие более 5 мм, то необходимо начинать сверлить деталь с малого сверла, постепенно увеличивая диаметр;
при сверлении металла важно не перегреть сверло. Для этого применяют специальные охлаждающие жидкости, если их нет, то можно использовать масло. Если нет возможности использовать СОЖ, то процесс сверления проводят с перерывами, давая сверлу и заготовке остыть. Можно использовать банку с водой или маслом для окунания сверла. Чугун и цветные металлы можно сверлить без охлаждающей жидкости.
при сверлении глубоких отверстий длина режущей части инструмента и винтовых канавок должна быть больше глубины отверстия. В противоположном случае выход стружки будет заблокирован и сверло заклинит. Основное внимание нужно обращать на активность отвода стружки из получаемого отверстия;
в случае заклинивания сверла в заготовке для его извлечения используют реверс (включают вращение в обратную сторону).

Продолжение по работе со станком и свёрлами:

Заточной станок JBG-200 и его доработка

Приспособление для заточки сверл от RISS industrie

Приспособление для заточки сверл - инструкция (RISS / CRAFTSMAN 9-6677)

automotogarage.ru

Сверла

Для обработки отверстий на токарный станках применяют сверла, зенкеры и развертки, которые выбирают в зависимости от вида заготовки, требуемой точности размеров и шероховатости обработанной поверхности.

Сверла предназначены для сверления сквозных или глухих отверстий в сплошном материале, а также для увеличения диаметра ранее просверленных отверстий (рассверливание), а также для надсверливания.

По конструкции режущей части сверла разделяются на: спиральные, или точнее сверла с винтовыми канавками; сверла с прямыми канавками; сверла для глубоких отверстий (ружейные и пушечные); центровочные и др.

Спиральные сверла применяют для сверления сравнительно неглубоких отверстий, глубина которых не превышает пяти диаметров сверла. На рис. 89 показано такое сверло. В нем различают следующие части (рис. 89, а): рабочую, режущую, шейку, хвостовик, лапку, поводок.

Рабочая часть - часть сверла, снабженная винтовыми канавками, состоит из режущей и направляющей частей.

Режущая (заборная) часть состоит из двух главных режущих кромок, расположенных на конической поверхности и выполняющих основную работу резания, поперечной кромки и двух ленточных кромок.

Шейка - промежуточная часть между хвостовиком и телом сверла, содержащим рабочую часть.

Хвостовик - часть сверла, предназначенная для его закрепления в коническом отверстии пиноли или в патроне. Хвостовик у сверл небольшого диаметра (до 10 мм) имеет обычно цилиндрическую форму и закрепляется в патроне; сверла большого диаметра (более 10 мм) имеют конический хвостовик, которым сверло устанавливается в коническом отверстии пиноли или в переходной конической втулке.

Лапка (у сверл с коническим хвостовиком) служит упором при выбивании сверла из гнезда.

Поводок (у сверл с цилиндрическим хвостовиком) предназначен для дополнительной передачи крутящего момента сверлу от шпинделя.

Основные элементы режущей части сверла оказаны на рис. 89, в.

Главные режущие кромки образованы пересечением передних и задних поверхностей резания.

Поперечная кромка образуется пересечением задних поверхностей.

Винтовые ленточки - две узкие винтовые фаски, идущие вдоль винтовых канавок сверла, служат для направления и центрирования сверла.

Кромка ленточки - линия, образованная пересечением передней поверхности с поверхностью винтовой ленточки.

Угол при вершине сверла (2 φ) - угол, образуемый главными режущими кромками, обычно равен 116 - 118° у сверл из быстрорежущей стали для сверления стали, чугуна и бронзы. Для сверления алюминия, дюралюминия и баббита этот угол увеличивают до 140°, для сверления пластмасс и эбонита его уменьшают до 60-100°.

Угол наклона винтовых канавок ω (рис. 89, в) - угол между осью сверла и касательной к винтовой линии по наружному диаметру сверла. Угол наклона винтовой канавки у сверл зависит от диаметра сверла и берется от 18 до 30° при обработке стали и чугуна (у сверл малого диаметра угол ω делается меньше). Мягкие материалы и легкие сплавы обрабатывают сверлами с углом ω=40-45°.

угол наклона поперечной кромки φ - угол между поперечной и режущей кромками (рис. 89, в). У правильно заточенных сверл этот угол обычно равен 50-55°.

Спиральные сверла из углеродистой стали У10А и У12А, легированной стали 9ХС, быстрорежущей стали Р9, и Р18, а также оснащают пластинками из твердого сплава. Сверлами из быстрорежущей стали можно получить отверстие не выше 5-го класса точности, чистота, чистота обработанной поверхности обычно не превышает 3-4 - го класса чистоты.

Сверла, оснащенные твердым сплавом, показаны на рис. 90. Сверла с прямыми канавками (рис. 90, а) проще в изготовлении, но выход стружки из отверстия у них затруднен. Поэтому их обычно применяют при сверлении чугуна и других хрупких металлов, когда глубина отверстия не превышает двух-трех диаметров. Сверла с пластинками из твердого сплава, имеющие винтовые канавки (рис. 90, б) легче выводят стружку из отверстия. Поэтому их обычно применяют при сверлении вязких материалов. Сверлами, оснащенными пластинками из твердого сплава ВК8, обрабатывают чугун, а Т15К6 - сталь. Такие сверла обеспечивают обработку отверстий по 4-3-му классу точности и до 4-5-го класса чистоты.

machinetools.aggress.ru

Металлорежущий инструмент

Зенкер - металлорежущий инструмент для обработки уже готовых отверстий. Зенкером можно обработать отверстие чище, чем сверлом, поскольку у зенкера больше режущих кромок. Обычно у зенкера три или четыре винтовых канавок, и, следовательно, столько же режущих кромок. Конусный зенкер, называемый зенковкой, служит для углубления входных частей отверстий для потайных головок винтов. Для подготовки отверстия под цилиндрическую или полукруглую головку винта пользуются цилиндрическим зенкером с направляющей. Так же как и сверла, зенкеры изготавливают с цилиндрическими или конусными хвостовиками.

Метчик - инструмент, с помощью которого нарезают резьбу в отверстиях. Метчик по сути является винтом, в котором проделаны продольные канавки. Эти канавки формируют режущие кромки. Обычно, чтобы облегчить нарезание резьбы вручную, используют комплект метчиков. Комплект состоит из чернового, среднего и чистового метчиков.

Первым используют черновой метчик, которым снимают черновую стружку и нарезают грубую резьбу. Используют затем средний и чистовой метчики. Именно чистовой метчик окончательно калибрует резьбу. Каждый метчик промаркирован размером резьбы. Кроме того, на хвостовике каждого метчика присутствует одна, две или три круговых отметки, по которым определяют какой: черновой, средний или чистовой метчик используется.

При нарезании резьбы вручную метчик вращают воротком. Начиная работу, нужно установить метчик соосно нарезаемому отверстию. В противном случае резьба пойдет косо или метчик сломается. Обычно нарезая резьбу вручную, метчик поворачивают на один оборот вперед, затем делают ¼ оборота обратно и т.д. В результате снимаемая стружка дробится. Для того, чтобы получить более чистую резьбу и облегчить работу, метчик необходимо смачивать: эмульсионным раствором – при нарезании отверстий в мягкой стали или латуни, олифой – при резке твердой стали, керосином – при резке алюминия.

Ножовочное полотно - режущий инструмент для разрезания вручную металла. Ножовочное полотно это стальная полоса с прорезанными на ее кромке треугольными зубьями, с шагом (расстоянием между зубьями) 0,8мм - 1,6мм. При изготовлении ножовочного полотна зубья разводят так, чтобы толщина полотна была меньше на 0,25мм - 0,5мм, чем ширина пропила. Для увеличения твердости и уменьшения износа зубьев ножовочное полотно подвергается термической обработке.

Для работы по резке металла ножовочным полотном используют ножовочный станок. Затупившиеся в процессе работы полотна заменяют. Иногда, для увеличения срока службы ножовочного полотна зубья наносят на него с двух сторон.

Плашка резьбовая - инструмент, с помощью которого нарезают резьбу на болтах, винтах, шпильках и других цилиндрических деталях. Раздвижная (призматическая) плашка служит для нарезания резьбы клуппом. Она состоит из двух пластин, имеющих полукруглые резьбовые вырезы.

Режущие кромки в круглой плашке (лерке) образованы в отверстиях с вырезами. На плоской поверхности плашки обозначен размер нарезаемой резьбы. Прорезь, сделанная в плашке позволяет в небольших пределах менять диаметр резьбы. В новой плашке вырез отсутствует, а есть только надрез. Для того, чтобы плашку сделать регулируемой, необходимо ее прорезать тонким шлифовальным кругом. Для вращения плашки используется вороток. Одним из винтов, входящим в прорезь плашки можно несколько расширить диаметр резьбы, а двумя другими сжать ее с боков, тем самым уменьшить диаметр.

Развёртка - инструмент, который применяют для точной окончательной обработки отверстий. В состав развертки входят режущая (заборная) часть, калибрующая часть, шейка и хвостовик. У развертки хвостовик может быть цилиндрическим с квадратом на конце для работы вручную, или коническим, для зажима в шпиндель станка. Для вращения развертки вручную используют вороток. Для хранения разверток, предохраняя от забоин режущие кромки, используют деревянный ящик, разделенный картонками на отсеки.

Сверло - режущий инструмент, с помощью которого получают отверстия в металле и других материалах. Спиральные сверла имеют две винтовые канавки, прорезанные на рабочей части сверла. Стружка, которая образуется при сверлении, выходит по винтовым канавкам. На кромках винтовых канавок расположены узкие направляющие ленточки. Центральная осевая сплошная часть сверла носит название сердцевины и служит для повышения прочности сверла. Толщина сердцевины увеличивается в направлении хвостовика. Хвостовик не имеет винтовых канавок и служит для закрепления сверла на сверлильном станке. Хвостовики у сверел бывают конусными или цилиндрическими. Сверло с конусным хвостовиком вставляют в шпиндель станка. Когда выбивают сверло из шпинделя, в лапку конусного хвостовика упираются клином. Сверла, у которых цилиндрический хвостовик устанавливают в патронах.

Обычные сверла изготовляют из литой стали, о чем можно судить в момент заточки по виду искр, возникающих при заточке: искры литой стали имеют светло-желтый цвет. Сверла из быстрорежущей стали имеют более высокую стойкость и обладают хорошим сопротивлением нагреву в процессе сверления. Искры быстрорежущей стали имеют оранжевый цвет. Концевые части двух спиральных перьев, закрученных вокруг сердцевины, подвергаются заточке так, чтобы режущие кромки образовали угол, равный 120°. В данном случае образуется пара режущих кромок, с перемычкой между ними. Длина режущих кромок должна быть одинакова, в противном случае диаметр просверленного отверстия будет больше диаметра сверла. Задний угол сверла, предотвращающий трение задней поверхности сверла, принимают равным 12-15°.

В больших мастерских имеются станки для заточки сверл. Однако чаще всего - в небольших мастерских сверла затачивают вручную. Требуется определенный навык, чтобы правильно затачивать сверло. Точность заточки может быть определена лишь с помощью контрольного калибра. При заточке необходимо установить сверло под углом к плоскости круга и его периферии и поворачивать его относительно оси, одновременно перемещая налево хвостовик сверла.

Начинающие рабочие производят заточку без выполнения этих движений, в результате задняя поверхность получается плоской, но угол при вершине, образованный режущими кромками будет правильным. Далее по мере накопления опыта они могут выполнять заточку с вращением и перемещением сверла, что позволит получить коническую заднюю поверхность. Пересечение этих двух задних конических поверхностей образует центральную кромку, наклоненную к каждой режущей кромке под углом 130°.

У сверла заточенного правильно, работают две режущие кромки и стружка выходит по обеим спиральным канавкам. У сверла заточенного неправильно, работает только одна режущая кромка, и стружка выходит лишь по одной спиральной канавке.

Сверло представляет собой режущий инструмент для обработки отверстий в сплошном материале, либо для рассверливания отверстий при двух одновременно происходящих движениях: вращении сверла вокруг его оси и поступательном движении подачи вдоль оси инструмента.

В промышленности применяются следующие основные типы сверл: спиральные, перовые, пушечные, ружейные, для кольцевого сверления, центровочные, специальные. Сверла изготовляются из быстрорежущей стали марок Р18, Р12, Р9, Р6МЗ, Р9К5 и др.

Режущая часть спирального сверла состоит из двух зубьев, которые в процессе сверления своими режущими кромками врезаются в материал заготовки и срезают его в виде стружки. Это основная часть сверла. Условия работы сверла определяются главным образом конструкцией режущей части сверла.

Направляющая часть сверла необходима для создания направления при работе инструмента. Поэтому она имеет две направляющие винтовые ленточки, которые при сверлении соприкасаются с рабочей поверхностью направляющей втулки и со стенками обработанного отверстия. Направляющая часть имеет вспомогательные режущие кромки - кромки ленточки, которые участвуют в оформлении (калибровании) поверхности обработанного отверстия. Кроме этого направляющая часть сверла служит запасом для переточек инструмента. Она обеспечивает также удаление стружки из зоны резания.

Хвостовик служит для закрепления сверла на станке. Он с помощью цилиндрической шейки соединяется с рабочей частью сверла. Наиболее часто рабочая часть сверла изготовляется из быстрорежущей стали, а хвостовик из стали 45. Рабочая часть и хвостовик соединяются сваркой. В промышленности используются также твердосплавные сверла. Режущая часть этих сверл оснащается пластинками твердого сплава либо твердосплавными коронками. У твердосплавных сверл малого диаметра полностью вся рабочая часть может изготовляться из твердого сплава.

Назначение и основные типы сверл | | Конструктивные особенности твердосплавных сверл

ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ

Конструктивные элементы спиральных сверл

Сверло - двухзубый режущий инструмент. Зуб сверла представляет собой тело клиновидной формы, ограниченное передней и задней поверхностью.

У спиральных сверл передняя поверхность, по которой сходит стружка при обработке, является винтовой поверхностью канавки (рис. 45).

Углом наклона винтовой канавки ОМЕГА называется угол, образуемый осью сверла и касательной к винтовой линии пересечения передней поверхности сверла с цилиндрической поверхностью, ось которой совпадает с осью сверла и диаметр которой равен диаметру сверла.

Поверхность зуба сверла, обращенная к поверхности резания (поверхности, по которой происходит отделение стружки от заготовки), называется задней поверхностью. Задние поверхности воспроизводятся при заточке сверла и их формы определяются принятым методом заточки. Задние поверхности на спиральных сверлах наиболее часто затачиваются по коническим, винтовым и плоским поверхностям. Линии пересечения передних и задних поверхностей сверла образуют режущую кромку. У обычных спиральных сверл прямолинейные режущие кромки и ось сверла являются скрещивающимися прямыми. Расстояние от оси сверла до режущей кромки равно половине диаметра сердцевины сверла. Угол 2ФИ между режущими кромками, которые располагаются симметрично относительно оси сверла, называют углом при вершине.

Линия пересечения задних поверхностей обоих зубьев сверла образует поперечную режущую кромку, расположенную в центральной зоне сверла.

Угол наклона поперечной кромки находится между проекциями поперечной кромки и режущей кромки на плоскость, перпендикулярную к оси сверла.

Задний угол АЛЬФА между задней поверхностью и поверхностью резания измеряется у сверл обычно в цилиндрическом сечении, концентричном оси сверла.

Угол при вершине сверла 2ФИ играет роль главного угла в плане. С увеличением угла при вершине сверла уменьшается активная длина режущей кромки и увеличивается толщина среза, что приводит к увеличению усилий, действующих на единицу длины режущих кромок, и способствует повышению интенсивности износа сверла.

Однако при увеличении угла 2ФИ сечение среза сохраняется неизменным и уменьшается степень деформации срезаемого слоя. При этом падает величина суммарной составляющей главного усилия резания, действующего по направлению скорости резания, и определяющего, величину крутящего моменту, что благоприятно воздействует на работу такого нежесткого инструмента, как спиральные сверла. Суммарное же осевое усилие подачи сверла при увеличении угла 2ФИ возрастает. Это объясняется изменением положения относительно оси сверла плоскости, нормальной к режущей кромке, в результате чего меньшая часть усилий, действующих на режущие кромки сверла, взаимно уравновешивается. Кроме того, передние углы на поперечной кромке с увеличением угла при вершине уменьшаются, это ухудшает внедрение этой кромки в материал заготовки и приводит к возрастанию осевых усилий при сверлении. В результате возрастает опасность появления продольного изгиба сверла и значительных его деформаций. Опыты показывают, что при уменьшении угла 2ФИ от 140 до 90° осевое усилие подачи снижается на 40-50%, а крутящий момент увеличивается на 25-30%.

С увеличением угла при вершине уменьшается угол между режущей кромкой и кромкой ленточки, что приводит к ухудшению теплоотвода от наиболее интенсивно изнашивающейся периферийной зоны сверла.

При сравнительно небольших подачах, используемых в процессе сверления, уменьшение угла при вершине 2ФИ может привести к чрезвычайно малым значениям толщин среза, соизмеримым с радиусом округления режущей кромки. Это приводит к неустойчивым результатам и чаще всего к понижению стойкости инструмента.

Угол при вершине 2ФИ спирального сверла влияет на величины передних углов и на изменение их на режущей части, а также на направление и условия отвода стружки по винтовым канавкам. Известно, что нормальная работа сверла может иметь место тогда, когда надежно обеспечивается вывод стружки по канавкам и не наблюдается ее защемление и пакетирование. Как показывают исследования, увеличение угла при вершине 2ФИ приводит к более плавному изменению передних углов вдоль режущей кромки, что благоприятно отражается на режущей способности сверл.

Таким образом, угол при вершине сверла 2ФИ весьма противоречиво воздействует на процесс сверления и его оптимальное значение, зависит от многих факторов, предопределяющих характер работы сверла. Поэтому в литературе можно встретить различные данные и рекомендации по выбору угла при вершине сверла.

Следует учитывать, что подобно резцам с различными углами в плане, можно применять для заданных условий работки сверла с различными углами при вершине 2ФИ и достигать при атом удовлетворительных результатов.

Базируясь на экспериментальные данные и производственный опыт, угол 2ФИ при вершине сверла ориентировочно можно выбирать в зависимости от обрабатываемого материала.

Угол ОМЕГА наклона винтовой канавки измеряется на наружном диаметре сверла. При известном шаге h винтовой канавки и диаметре сверла Д угол наклона ОМЕГА определяется по формуле:

Винтовые линии пересечения винтовой канавки сверла с цилиндрическими поверхностями, концентричными оси сверла, имеют переменный угол наклона (ОМЕГА х) определяемый по соотношению:

Где R - радиус сверла;

Rx-радиус рассматриваемого цилиндрического сечения, концентричного оси сверла или, иными словами, расстояние от рассматриваемой точки режущей кромки до оси сверла. Как видно, угол наклона винтовых линий, расположённых на передней поверхности канавки сверла, уменьшается при приближении к оси сверла. Величины углов ОМЕГА для различных точек режущих кромок сверла при изменении угла наклона винтовой канавки от 15 до 60° приведены в табл. 5.

Из таблицы видно, что изменение угла наклона винтовой канавки ОМЕГА сильно влияет на величины углов ОМЕГА х на периферии.

Таблица 5. Изменение угла ОМЕГА х, град, на режущей части сверла
У сердцевины же сверла изменение угла ОМЕГА вызывает небольшие изменения углов ОМЕГА х, т. е. за счет изменения угла ОМЕГА нельзя в большой степени влиять на изменения геометрии центральной зоны сверла. Угол наклона винтовой канавки предопределяет величины передних углов на режущей части, особенно на периферии сверла. С увеличением угла ОМЕГА передний угол в исследуемой точке кромки также возрастает. Это приводит к уменьшению усилий резания, способствует лучшему отводу стружки.

При построении известны шаг винтовой канавки, диаметр сердцевины, ширина канавки, форма и расположение режущей кромки сверла. На рис. 53 рассмотрено сверло с прямолинейной режущей кромкой, составляющей с осью угол ФИ. Построение выполняется в системе плоскостей проекций V/H. Плоскость H перпендикулярна оси сверла, а плоскость V параллельна режущей кромке АВ (ее проекции а"b" и ab). Через периферийную точку А режущей кромки проведено сечение I, перпендикулярное оси сверла, линия пересечения которого с винтовой поверхностью канавки будет искомым торцовым сечением канавки сверла. Чтобы отыскать произвольную точку торцового сечения канавки сверла, на его режущей кромке выберем произвольную точку С. Эта точка при винтовом движении режущей кромки АВ опишет в пространстве винтовую линию СС1, расположенную на поверхности канавки. Винтовая линия СС1 пересекает сечение / в точке С1, которая будет точкой торцового сечения сверла. Винтовое движение кромки АВ, а, следовательно, и рассматриваемой точки С, разложим на поступательное движение вдоль оси сверла и кинематически связанное с ним вращательное движение вокруг оси сверла. Если обозначить величину поступательного перемещения вдоль оси через х, то соответствующий этому перемещению угол поворота будет равен:

Где H - шаг винтовой канавки сверла.

Точка С за время перемещения на величину h вдоль оси сверла до сечения I повернется вокруг оси сверла на угол

Этот угол между радиусами, соединяющими горизонтальные проекции точек С1 и С с центром сверла в истинную величину изображается в проекции на плоскости H. Поэтому, повернув вокруг оси сверла точку С на угол ЭПСЕЛОН найдем искомую горизонтальную проекцию C1 точки торцового сечения канавки сверла.

Аналогично точке С, рассматривая последующие точки режущей кромки, определяются соответствующие им точки торцового сечения канавки, совокупность которых и будет профилем рабочего участка винтовой канавки сверла в сечении, перпендикулярном его оси.

Для облегчения построения на режущей кромке целесообразно выбирать ряд равноудаленных точек С, Е, К, отстоящих от сечения / на расстоянии h, 2h, 3h. Тогда углы поворота горизонтальных проекций этих точек вокруг оси сверла будут соответственно равны ЭПСЕЛОН h, 2ЭПСЕЛОН h, З ЭПСЕЛОН h. Повернув горизонтальные проекции точек с, е, к вокруг оси сверла на углы ЭПСЕЛОН h, 2ЭПСЕЛОН h, З ЭПСЕЛОН h получим искомые точки c1, e1, k1 торцового сечения канавки сверла. Полученную кривую можно заменить дугой окружности радиуса R1 с центром в точке О1.

Вспомогательная часть профиля канавки сверла выбирается таким образом, чтобы обеспечить получение заданной ширины канавки, т. е. угла ТАУ, плавного сопряжения кривых профиля. Это способствует предотвращению трещин при термообработке сверла. Построив угол ТАУ, найдем вторую крайнюю точку m расположенную на вспомогательной части профиля. Примем, что вспомогательная часть профиля очерчивается по дуге окружности радиуса R2. Чтобы эта окружность касалась сердцевины сверла и окружности R1 в точке их соприкосновения t ее центр O2 должен лежать на прямой ОО2. С другой стороны, чтобы окружность R2 проходила через точки t, т ее центр O2 должен лежать на перпендикуляре к отрезку mt, проведенному через его середину. Поэтому точка пересечения рассматриваемого перпендикуляра и прямой O1О будет центром O2 второй окружности профиля канавки, радиус которой R3 = О2t = О2m.

Рассмотрение найденного профиля торцового сечения сверла показывает, что вспомогательный участок профиля сверла заканчивается в точке т острым углом.

Некоторые исследователи, изучая прочность сверл, пришли к выводу, что материал сверла в рассматриваемых углах практически не включается в работу и их необходимо округлять, что способствует лучшему использованию материала сверла, снижает концентрацию напряжений и повышает сопротивление кручению.

Для уменьшения трения сверла о поверхность отверстия на его зубьях по всей длине срезается спинка с оставлением небольшой шлифованной ленточки. Ленточка служит для направления сверла в процессе работы. На величине приблизительно равной половине подачи кромка ленточки, примыкающая к главным режущим кромкам, выполняет роль вспомогательной кромки и формирует поверхность отверстия. На этом участке направляющая ленточка служит вспомогательной задней поверхностью с задними углами, равными нулю.

Ширина направляющей ленточки оказывает значительное влияние на работу сверла. С увеличением ширины ленточки улучшается направление сверла, что благоприятно сказывается на его работе. Однако в этом случае возрастает трение их о стенки отверстия, что увеличивает интенсивность износа сверл и понижает их стойкость.

Опыты показывают, что с повышением жесткости сверл, например за счет роста диаметра сердцевины, увеличение ширины ленточки существенно не влияет на виброустойчивость и направление сверла в отверстии. В этом случае можно выбирать небольшие значения ширины направляющей ленточки. Однако при чрезмерно малых величинах ширины ленточки, особенно при обработке труднообрабатываемых материалов, прочность направляющих ленточек в зоне резания настолько снижается, что происходит их быстрое разрушение, увеличивается зона трения и стойкость инструмента снижается.

Стандартные сверла универсального назначения диаметром 0,25-0,5 мм имеют полностью шлифованную спинку, т. е. у них ширина ленточки равна ширине зуба. У сверл диаметром от 1 до 50 мм ширина ленточек колеблется от 0,2 /ш до 2 мм.

С целью увеличения точности обработки отверстий применяют сверла с четырьмя ленточками по две на каждом зубе. У таких сверл ширина дополнительной ленточки берется на 30-40% меньше ширины основной ленточки.

Для уменьшения трения ленточек о стенки отверстия диаметр сверла уменьшают по направлению к хвостовику, т. е. выполняют сверла с обратной конусностью. Опыты показывают, что с увеличением обратной конусности стойкость сверл первоначально возрастает, а затем, достигнув максимального значения, снижается. Это происходит в результате уменьшения трения сверла о стенки отверстия. Дальнейшее увеличение об¬ратной конусности не влияет на трепне сверла о стенки отверстия, а ослабляет режущие кромки на периферии сверла, что способствует возрастанию интенсивности износа. Обратная конусность вли¬яет на направление сверла, т. е. на жест¬кость и виброустойчивость системы, что особо важно для сверл малого диаметра. У них, как показывают опыты, целесообразно выбирать уменьшенные значения обратной конусности. Степень влияния обратной конусности зависит от величины других параметров, влияющих на жесткость сверла. Поэтому у сверл с утолщенной сердцевиной можно выбирать увеличенные величины обратной конусности.

Для стандартных сверл универсального назначения на 100 мм длины:

Указанные величины обратной конусности можно принимать и при проектировании специальных сверл.

Для сверления отверстий под штифты конусностью 1:50 применяют конические сверла (рис. 54).

Кромка ленточки таких сверл имеет прямую конусность, соответствующую конусности просверленного отверстия, выполняет роль режущей кромки и формирует коническую поверхность отверстия. Поэтому у конических сверл, на ленточках по всей их длине затачивается задний угол величиной 8-18°, подтачивается поверхность винтовой канавки и создается передний угол. На ленточках в шахматном порядке выбираются стружкоразделительные канавки с шагом 8-12 мм.

Длина рабочей части сверла существенно влияет на его устойчивость в процессе сверления и стойкость. Исследования показывают, что с увеличением в определенных пределах длины сверла стойкость его уменьшается примерно по закону прямой, после чего наблюдается резкое падение стойкости. Влияние длины сверла на его стойкость особенно заметно на сверлах малого диаметра, у которых соотношение длины рабочей части к диаметру достигает величины 15- 20, а также при сверлении труднообрабатываемых материалов. При сверлении конструкционных сталей и чугунов стойкость при увеличении длины вылета сверла снижается в меньшей мере. Очевидно резкое уменьшение стойкости соответствует критическому значению допустимой нагрузки, возникающей в результате действия осевого усилия и крутящего момента на устойчивость сверла.

Известно, что величины усилий резания, действующих на сверло , зависят от принятых режимов резания. Поэтому необходимо при выборе режимов сверления учитывать длину вылета сверла и соответственно уменьшать скорость и подачу при возрастании длины вылета сверла. При сверлении труднообрабатываемых материалов усилия резания имеют увеличенные значения и соответственно этому уменьшаются возможные допустимые величины вылета сверла.

С точки зрения стойкости во всех случаях целесообразно применять сверла с минимально возможной длиной вылета. Следует учитывать, что при большом выходе из строя сверл за счет их поломок уменьшение длины вылета сверла повышает стойкость и работоспособность инструмента.

Для установки и закрепления в шпинделе станка спиральные сверла наиболее часто имеют цилиндрический или конический хвостовик. Цилиндрический хвостовик наиболее прост в изготовлении, сверла с цилиндрическим хвостовиком могут устанавливаться в шпиндель сверильного станка с помощью разрезной конической переходной втулки с цилиндрическим центральным отверстием. При установке такой втулки в шпиндель станка она сжимается и плотно охватывает хвостовик инструмента. Используются также специальные цанговые или кулачковые патроны.

Закрепление сверла и передача крутящего момента осуществляется в этом случае за счет трения цилиндрической поверхности хвостовика и соприкасающихся с ней элементов патрона. При повышенных скоростях резания, во избежание проворачивания сверла в патроне во время сверления, применяют сверла с поводком, выполненным в виде двух плоскостей (лысок). Из-за недостаточной силы зажима цилиндрический хвостовик применяется только для сверл диаметром до 20-25 мм.

Наибольшее распространение получили сверла с коническим хвостовиком, устанавливаемые в коническое отверстие шпинделя станка. Если размеры конического хвостовика меньше чем у отверстия шпинделя, используются переходные втулки. Конический хвостовик сверла заканчивается лапкой, которая предназначается только для облегчения выталкивания инструмента из шпинделя клином и не должна воспринимать усилия резания, возникающего при сверлении.