ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ. СВЕРЛА

Сверлением называется образование снятием стружки отверстий в сплошном материале с помощью режущего инструмента - сверла, совершающего вращательное и поступательное движения относительно своей оси.

Сверление применяется:

для получения неответственных отверстий невысокой степени точности и значительной шероховатости, например под крепежные болты, заклепки, шпильки и т. д.;

для получения отверстий под нарезание резьбы, развертывание и зенкерование.

Р а с с в е р л и в а н и е м называется увеличение размера отверстия в сплошном материале, полученного литьем, ковкой, штамповкой или другими способами.

Сверлением и рассверливанием можно получить отверстие с точностью по 10-му, в отдельных случаях - по 11-му квалитету и шероховатостью поверхности Rz 320...80. Когда требуется более высокое качество поверхности отверстия, его (после сверления) дополнительно зенкеруют и развертывают.

Точность сверления в отдельных случаях может быть повышена

благодаря тщательному регулированию станка, правильно заточенному

сверлу или сверлением через специальное приспособление, называемое
кондуктором.

Сверла бывают различных видов (рис. 63, а-и)и изготовляются из быстрорежущих, легированных и углеродистых сталей, а также оснащаются пластинками из твердых сплавов.

Рис. 1.63. Сверла:

а, б -спиральные, в - с прямыми канавками, г - перовое, д - специальное,

е - однокромочное с внутренним отводом стружки для глубокого сверления,

ж -двухкромочное для глубокого сверления, з - для кольцевого сверления,

и - центровочное

Для сверления отверстий чаще применяют спиральные сверла.

С п и р а л ь н о е с в е р л о (рис. 1.63, а,б )-двузубый (двухлезвийный) режущий инструмент, состоящий из двух основных частей - рабочей и хвостовика. Рабочая часть сверла, в свою очередь, состоит из цилиндрической (калибрующей) и режущей частей. На цилиндрической части имеются две винтовые канавки, расположенные одна против другой. Их назначение - отводить стружку из просверливаемого отверстия во время работы сверла. Канавки на сверлах имеют специальный профиль, обеспечивающий правильное образование режущих кромок сверла и необходимое пространство для выхода стружки (рис. 1.64).

Форма канавки и угол наклона ωмежду направлением оси сверла и касательной к ленточке должны быть такими, чтобы, не ослабляя сечения зуба, обеспечивалось достаточное стружечное пространство и легкий отвод стружки. Однако сверла (особенно малого диаметра) с увеличением угла наклона винтовой канавки ослабляются. Поэтому у сверл малого диаметра этот угол делается меньшего, а для сверл больших диаметров - большего значения. Угол наклона винтовой канавки сверла составляет 18...45°. Для сверления стали пользуются сверлами с углом наклона канавки 18...30°, для сверления хрупких металлов (латунь, бронза) - 22...25 °, для сверления легких и вязких металлов - 40...45⁰, при обработке алюминия, дюралюминия и электрона - 45 °.

Рис. 1.64. Спиральные сверла (а, б) и элементы сверла

В зависимости от направления винтовых канавок спиральные сверла подразделяются на п р а в ы е (канавка направлена по винтовой линии с подъемом слева направо, сверло во время работы вращается против часовой стрелки) и л е в ы е (канавка направлена по винтовой линии с подъемом справа налево, вращение происходит по часовой стрелке). Левые сверла применяют редко.

Расположенные вдоль винтовых канавок две узкие полоски на цилиндрической поверхности сверла называют ленточками. Они служат для
уменьшения трения сверла о стенки отверстия, направляют сверло в отверстие и способствуют тому, чтобы сверло не уводило в сторону. Сверла Ø0,25...0,5 мм выполняют без ленточек.

Уменьшение трения сверла о стенки просверливаемого отверстия достигается также тем, что рабочая часть сверла имеет обратный конус, т.е. диаметр сверла у режущей части больше, чем на другом конце, у хвостовика. Разность этих диаметров составляет 0,03...0,12 мм на каждые 100мм длины сверла. У сверл, оснащенных пластинками из твердых сплавов, обратная конусность составляет 0,03...0,15 мм на длине пластинки.

З у б - это выступающая с нижнего конца часть сверла, имеющая режущие кромки.

Зуб сверла имеет спинку, представляющую собой углубленную часть его наружной поверхности, и заднюю поверхность, представляющую собой торцовую поверхность зуба на режущей части.

Поверхность канавки, воспринимающая давление стружки, называется

п е р е д н е й п о в е р х н о с т ь ю. Линия пересечения передней и задней поверхностей образует р е ж у щ у ю к р о м к у, а линия пересечения задних поверхностей - п о п е р е ч н у ю к р о м к у (ее размер составляет в среднем 0,13 диаметра сверла).

Режущие кромки соединяются между собой на сердцевине (с е р д ц е в и -н а - тело рабочей части между канавками) короткой поперечной кромкой. Для большей прочности сверла сердцевина постепенно утолщается от поперечной кромки к концу канавок (к хвостовику).

Угол между режущими кромками - у г о л 2φ п р и в е р ш и н е сверла - оказывает существенное влияние на процесс резания. При его увеличении повышается прочность сверла, но одновременно резко возрастает усилие подачи. С уменьшением угла при вершине резание облегчается, но ослабляется режущая часть сверла.

Значение этого угла (град) выбирается в зависимости от твердости обрабатываемого материала (см. ниже).

Чугун и сталь 116...118

Стальные поковки и закаленная сталь 125

Латунь и мягкая бронза130...140

Мягкая медь 125

Алюминий, баббит, электрон 130...140

Силумин 90...100

Магниевые сплавы 110...120

Эбонит, целлулоид 80...90

Мрамор и другие хрупкие материалы 90...10

Органическое стекло70

Пластмассы 50...60

Х в о с т о в и к и у спиральных сверл могут быть коническими и цилиндрическими. Конические хвостовики имеют сверла Ø6...80 мм. Эти хвостовики образуются конусом Морзе. Сверла с цилиндрическими хвостовиками изготовляют диаметром до 20 мм (хвостовик является продолжением рабочей части сверла).

Сверла с коническим хвостовиком устанавливаются непосредственно в отверстие шпинделя станка (или через переходные втулки) и удерживаются благодаря трению между хвостовиком и стенками конического отверстия шпинделя. Сверла с цилиндрическим хвостовиком закрепляют в шпинделе станка с помощью специальных патронов. На конце конического хвостовика имеется лапка (см. рис. 1.63, а), не позволяющая сверлу проворачиваться в шпинделе и служащая упором при удалении сверла из гнезда. У сверл с цилиндрическим хвостовиком имеется поводок (см. рис. 1.63, б), предназначенный для дополнительной передачи крутящего момента сверлу от шпинделя.

Ш е й к а сверла, соединяющая рабочую часть с хвостовиком, имеет меньший диаметр, чем диаметр рабочей части; она служит для выхода абразивного круга в процессе шлифования, на ней обозначена марка сверла и материал.

Спиральные сверла изготовляют из углеродистой инструментальной (У10А), легированной, хромокремнистой (9ХС) и быстрорежущей (Р6М5) сталей. Для изготовления сверл все шире применяют металлокерамические твердые сплавы ВК6, ВК8 и Т15К6, но наиболее распространены спиральные сверла из быстрорежущей стали.

Т в е р д о с п л а в н ы е м о н о л и т н ы е сверла предназначены для обработки жаропрочных сталей.

Сверла из твердого сплава ВК15М применяют для работы на сверлильных, а из сплава ВК10М — на токарных металлорежущих станках.

Корпуса твердосплавных сверл изготовляют из сталей Р6М5, 9ХС, 40Х и 45Х. В сверлах прорезается паз под пластинку из твердого сплава,
которую закрепляют медным или латунным припоем.

К о м б и н и р о в а н н ы е с в е р л а (сверло-зенковка, сверлоразвертка, сверло-метчик) применяют для одновременного сверления и зенкования, сверления и развертывания или сверления и нарезания резьбы.

Ц е н т р о в о ч н ы е с в е р л а служат для получения центровых

отверстий в различных заготовках. Их изготовляют без предохранительного конуса (рис. 1.65, а)или с ним (рис. 65, б).

Рис. 1.65. Центровочные сверла: а - без предохранительного конуса, б - с предохранительным конусом

П е р о в ы е с в е р л а наиболее просты в изготовлении. Их применяют для сверления неответственных отверстий диаметром до 25 мм (главным образом ступенчатых и фасонных отверстий в твердых поковках и отливках). Сверление, как правило, осуществляют трещотками и ручными дрелями. Эти сверла изготовляют из инструментальных углеродистых сталей У10, У12, У10А и У12А, а чаще - из быстрорежущей стали Р6М5. Перовое сверло имеет форму лопатки

с хвостовиком. Его режущая часть - треугольной формы, с углами при вершине 2φ= 118...120° и задним углом а = 10...20

Перовые сверла подразделяют на двусторонние (рис. 1.66, а)и односторонние (рис. 1.66, б); наиболее распространенными являются двусторонние. Угол заточки одностороннего перового сверла для стали принимается в пределах 75...90⁰, а для цветных металлов - 45...60⁰. Угол заточки двустороннего перового сверла принимается равным 120...135°.

Рис. 1.66. Перовые сверла:а – двустороннее, б – одностороннее

Перовые сверла не допускают высоких скоростей резания и непригодны для сверления больших отверстий, так как стружка не отводится, а вращается вместе со сверлом и царапает поверхность отверстия. В процессе работы сверло быстро тупится, изнашивается и теряет режущие свойства; кроме того, его уводит в сторону от оси отверстия.