Конструктивные и геометрические параметры спирального сверла. Геометрические параметры сверла


Конструктивные и геометрические параметры спирального сверла.

Сверло состоит из рабочей части Е, хвостовика Б и шейки В (рис. 69, а). На рабочей части сверла расположены режущие элементы (рис. 69, б), которые срезают и отводят стружку.

б)

Рис.69. Элементы спирального сверла

Рабочая часть сверла имеет по две главных и вспомогательных режущих кромки и одну поперечную. В отличие от резца передние поверхности сверла винтовые, главные задние поверхности криволинейные, а вспомогательные задние поверхности представляют собой винтовые ленточки, обеспечивающие направление сверла в процессе резания. Хвостовик служит для закрепления сверла на станке, имеет цилиндрическую или коническую форму. Шейка обеспечивает выход круга при шлифовании рабочей части сверла. На режущей части сверла, по аналогии с резцом, имеются главные углы, углы в плане и дополнительно углы w и y. Рассмотрим их. Угол при вершине 2j. У сверла обычно задается не главный угол в плане, a 2j, образуемый главными режущими кромками сверла (рис. 69, б). По аналогии с резцом с уменьшением угла j (2j) увеличиваются длина режущей кромки сверла и ширина среза, улучшаются условия отвода тепла от режущих кромок, повышается стойкость сверла. Однако при малом значении угла снижается прочность сверла, поэтому 2j выбирают с учетом свойств обрабатываемого материала.

Рис. 70. Углы сверла: а) – главные; б) – поперечной кромки; в)– в процессе резания.

У стандартных сверл, применяемых при обработке разных материалов, 2j = 116…118°. У нестандартных сверл, для малопрочных и хрупких материалов (включая пластмассы) 2j = 70…90°; для среднепрочных материалов 2j = 116…120°; для вязких и прочных материалов.2j = 130…140°;

Угол наклона винтовой канавки w расположен между осью сверлаи касательной к винтовой линии ленточки.

Величина угла w равна:

где: Н- шаг винтовой линии;

p×D – развёртка окружности по наружному диаметру.

Угол наклона винтовой канавкиw непостоянен, чем ближе к оси сверла, тем меньше угол w. Чем больше наклон канавок, тем лучше отводится стружка, но меньше жесткость сверла и прочность его режущих кромок, так как на длине рабочей части сверла увеличивается объем канавки также увеличивается и передний угол на режущих кромках. Угол выбирают в зависимости от диаметра сверла D и свойств обрабатываемого материала: чем меньше D, тем меньше величина угла. У стандартных сверл w = 18…30° на периферии сверла. У специальных сверл w берут больше для вязких материалов, образующих сливную стружку, например, для алюминия, силумина и меди w = 35…450.

Передний уголg измеряется в главной секущей плоскости N-N (рис. 70, а), перпендикулярной проекции главной режущей кромки на основную плоскость 0-0, проходящую через вершину и ось сверла (рис. 70, б).

Измеряют g и в плоскости, перпендикулярной к главной режущей кромке. Угол g образуется касательной 1—1 к следу передней поверхности в рассматриваемой точке режущей кромки и нормалью 1—2 в той же точке к окружности ее вращения вокруг оси сверла (окружность - траектория резания точки при s = 0). Величина угла g зависит от угла наклона винтовой канавки w. Точки режущей кромки лежат на винтовых линиях передней поверхности сверла, имеющих различный угол w, поэтому угол g в различных точках кромки будет также переменным и изменяться аналогично углу w. Для каждой точки режущей кромки в плоскости А-А gx = wx , а в плоскости N-Ngх приближенно равен:

где: Dx – диаметр окружности, на которой лежит точка режущей кромки, мм;

D – наружный диаметр сверла, мм;

w - значение угла у периферии сверла.

Таким образом, с приближением к периферии сверла с увеличением угла wx возрастает и значение gх. На периферии g достигает 25…30°, у поперечной кромки он может быть и отрицательным.

Задний уголa образуется касательными к следу задней поверхности сверла в заданной точке режущей кромки и к окружности ее вращения вокруг оси сверла. Он измеряется в плоскости А-А, параллельной оси сверла и перпендикулярной основной плоскости О. Задние углы режущей кромки также переменные: на периферии сверла a = 8…140, вблизи поперечной кромки — 20…25°.

Рис. 71. Схема образования заднего угла сверла.

Угол наклона поперечной кромки yрасположен между проекциями главной и поперечной режущих кромок на плоскость, перпендикулярную оси сверла. У стандартных сверл y = 50…55°. Так как поперечная кромка образуется пересечением задних поверхностей, то ее длина и угол зависят от выбранных задних углов a. Приведенные выше значения углов a обеспечивают угол y = 50…55° (при неизменном угле 2j). При y <50° поперечная кромка удлиняется, при y > 55° уменьшается ее передний угол gп (рис. 70, б) и увеличивается угол резания dп (при y = 90°, gп =—60°). В обоих случаях значительно возрастают осевые силы.

Переменные значения углов g и a создают неодинаковые условия резания в различных точках режущей кромки. У периферии сверла, где угол g сравнительно большой, а скорость максимальная, стружка отделяется легко, меньше деформируется, но условия отвода тепла плохие. Вблизи поперечной кромки угол g ≤ 0, поэтому условия резания здесь неблагоприятные, сильно деформируются прилегающие участки стружки, большое тепловыделение. Особенно в тяжелых условиях работает поперечная кромка сверла, так как в ее нормальном сечении N-1N1 угол gп отрицательный (около —40°), а dП = 130° (рис. 70, б). Она не режет, а выдавливает материал, сильно его деформирует. Недостатком геометрии сверла является также отсутствие заднего угла у ленточек (a1 = 0) (рис. 70, а). Это вызывает трение и повышает температуру ленточек, тем самым усиливая их износ вблизи уголков — места сопряжения ленточек с главными режущими кромками. Указанные недостатки геометрии сверла влияют отрицательно на процесс резания.

Углы сверла в процессе резания отличаются от углов в статике. В результате вращательного и поступательного движений сверла траектория резания каждой точки режущей кромки представляет винтовую линию, а всей кромки — винтовую поверхность с шагом, равным подаче сверла. Плоскость, касательная к ним, —плоскость резания в кинематике.

Плоскость резания в кинематике (2) повернута относительно плоскости резания в статике (1) на угол µx и действительные углы в процессе резания будут равны:

 

Величину угла µx определяют по формуле:

Чем больше подача и ближе к оси сверла расположена точка режущей кромки (меньше Dx), тем больше угол µx и меньше действительный задний угол aкин.

Похожие статьи:

poznayka.org

19. Конструктивные и геометрические параметры спиральных сверл. Конструктивные и геометр-е параметры спиральных сверл

К спиральным относятся цельные сверла. Различают норм, повыш и высокую точность.

Сверла нормальной точности обеспечивают обработку отверстий по 14-16 квалитету; сверла повышенной точности 10-14 квалитету, сверла высокой точности по 8-10квалитету.

С напайными пластинами 8-16 кв (зависит от сверла), с мех крепл пластины 12-14 кв (при предв настройке 11). Эти сверла помимо возможностей засверливаться в наклонную пов-ть, сверлить пересекающиеся и неполные отв-я, позволяют вып сверление с рад смещ-ем, растачив-е, вып контурной обраб (получ фаски)

Основным параметром сверла явл . Стандартный ряд в диап 0,25 до 80 с непост шагом. Возм-ть исп-я сверла нестанд , напр. с интервалом 0,1-0,05 мм.

  1. Диаметр сверла выбирается с учетом допуска на разбивку

Допуск на разбивку станд сверлом не менее TD/2, поэтому при округлении

расчетного d до ближайшего

меньшего стандартного d

получается d≈dГОСТ=D

Для сверл норм. точности

Td=h9

h8- повыш точн-ть

h6, h7, m7 - высокой

  1. Длина сверла

Она складывается из длины рабочей части (опред длиной струж канавок), длины шейки (пи ее наличии) и длины хвостовика ~.

Взависимости от длины рабочей части различают сверла различной серии: короткой, средней, длинной.

Длина сверла выбир из усл-й:

- глубина сверл-я -располож-е отв-я

- число повторных заточек

-выход стружки

- сверление по напр-ю

  1. Попречное сечение:

q=d - 2Δ

k -  сердцевины (толщ). к=(0,15…0,2)d – для стали

Для увелич жест-ти к увелич по напр-ю к хвостовику

У тв сверел к=(0,25..0,5)d

Кроме сердцевины прочность и крутильная жесткость обеспеч формой пера (зуба)

В0 – ширина зуба

Θ – углов р-р впадины

Для обраб легких сплавов исп-ся сверла с уменьш толщиной пера.

Для труднообраб матер-в.

f0 – ширина

Δ - высота

Высота опред напр-е сверла в отв-и

Станд f=0,1d; Δ=(0,2…0,3)d – для стальных

Δ=(0,1…0,15)d – для тв сплавных.

Ленточка может вып с плавынм перех в спинку зуба

Пов-ть ленточки (вспомогат пов-ть) вып с обратной

конусностью, т.е. ленточку не калибруют (0,03…0,1)

на 100 мм длины.

  1. Передняя поверхность сверла

Винтовая, образуется стружечной канавкой. Угол наклонаω – стандартный: 20-35 гр

Б-во сверл – правореж, с правым напр-ем струж канавки.

  1. Задняя пов-ть зависит от способа заточки

- плоская. Заточка одноплоскостная

(мелкор-рыне сверла  до 3мм)

Двуплоскостная – предпочт для тв. сплавов.

- криволинейная: конич заточка

И винтовая заточка

При двухплоскостной заточке образующ

Попер реж кромка также, как и при конич

Заточке обесп расп-е наиб удален т лезвия на оси сверла.

При заточке задней пов-ти образуются гл реж кромки, кот располагаются симметр оси сверла, образуя двойной угол 2фи

Стандартные значения 2фи=116…125гр. Обычно 118. Для легкообраб матер угол уменьш до 90, для матер с высокой тверд-ю и прочн-ю и с целью улучш процесса резания – увелич до 125-140 и до 150.

6.Форма подточки лезвия зависит от конкретных условий сверления, способы заточки:

1) Двойная заточка 2φ0=70…90; l0=2…5мм. Исп-ся при сверлении отв-й  более 12мм

2) Подточкой ленточки (стачив для взяких матер-в)

3) Подточкой поперечной реж кромки (перемычки) возможен срез реж кромки при обраб хрупких матер-в (прочность ниже)

4)Х-обр подточка (убрали матер с заштрихов)

5) обратная конусность (рыбий хвост) для сверхмягких матер-в с низкой прочностью

6) Тв сплавные сверла дополн затачив с фаской вдоль реж кромки. Увелич прочность реж кромки. Вып заточка алмазным кругом. Параметры фаски γN=0..5 и 0…10(зак сталь)

  1. Основные требования, предъявляемые к режущим инструментам, и требования к инструменту для автоматизированного производства

studfiles.net

Геометрические параметры и виды износа сверла. ~ БЛОГ О ЗАТОЧКЕ

Сверло предназначено для образования цилиндрических отверстий в сплошном материале (при рассверливании сверло используется не по прямому назначению, а в качестве зенкера). в промышленности применяются следующие основные типы сверл: спиральные, перовые, ружейные и др. Как правило, сверла изготавливают из быстрорежущей стали марок Р18, Р12, Р9, Р6М3 или оснащают пластинками твердого сплава марок ВК8 и ВК15.

Спиральное сверло (рис. 1, а, б) является основным типом сверл. Его особенность заключается в том, что канавки сверла делают винтовыми для облегчении отвода стружки из отверстия. Угол наклона канавки (ω) обычно равен 19 -30°. С увеличением угла наклона улучшается отвод стружки, но ослабляется прочность режущего клина и снижается жесткость корпуса сверла.

Ружейное сверло (рис. 1, в) применяют для сверления глубоких отверстий. Сверло состоит из двух частей: рабочей (из быстрорежущей стали) длиной 60-150 мм и зажимной (из углеродистой стали), представляющей длинную трубку с провальцованной по всей длине канавкой. Рабочая часть снабжена отверстием круглой или серпообразной формы для подвода охлаждающей жидкости к режущей кромке; обратно жидкость вместе со стружкой выходит по канавке.

Рис 1. Сверла: а - спиральное с коническим хвостовиком; б - спиральное с цилиндрическим хвостовиком; в - ружейное

Задние поверхности ружейного сверла затачивают по винтовым поверхностям на универсально-заточном станке в специальном приспособлении.

Рассмотрим подробнее геометрические особенности конструкции спирального сверла, наиболее распространенного на практике.

Спиральное сверло При одинарной (нормальной) заточке имеет пять режущих кромок, симметрично расположенных относительно его оси: две главные кромки, две кромки ленточек и одну поперечную кромку (рис. 2, а). При двойной заточке образуются также две переходные кромки (рис. 2, б). Главная кромка образуется пересечением поверхности винтовой канавки с задней поверхностью сверла. Кромки ленточек выполняют работу резания на длине, равной половине осевой подачи сверла. Поперечная кромка возникает от пересечения задних поверхностей.

Задняя поверхность сверла должна соприкасаться с дном отверстия (поверхностью резания) только по режущей кромке. Между остальными точками задней поверхности и поверхностью резания имеется зазор, без которого сверление становится невозможным. Наличие достаточного зазора оценивается по спаду задней поверхности (q), который представляет собой расстояние между начальной и конечной точками пера, измеренным в направлении оси сверла (см. рис. 2, а).

Величина спада должна быть достаточной, чтобы обеспечить зазор между задней поверхностью сверла и дном отверстия, но не чрезмерной во избежание снижения теплоемкости, жесткости и виброустойчивости режущего клина.

Рис.2. Геометрические параметры спирального сверла: а - с одинарной; б - с двойной заточкой; Dc - диаметр сердцевины, D - наружный диаметр сверла.

Угол сверла при вершине (2 φ) находится между проекциями главных кромок на осевую плоскость сверла, им параллельную. При заточке угол между осью сверла и плоскостью шлифовального круга φ0 всегда меньше, чем угол φ. Величины углов 2 φ и α выбирают главным образом в зависимости от обрабатываемоrо материала.

3адние углы образуются между двумя плоскостями, проходящими через главную кромку. Одна плоскость касательна к зад ней поверхности, а другая - к поверхности вращения кромки вокруг оси сверла. Пересекая эти плоскости цилиндром диаметра D, получим задний угол (α) на периферии сверла. Нормальный задний угол (αN) измеряется в плоскости, перпендикулярной к главной режущей кромке.

Угол наклона поперечной кромки (ψ) определяется между проекциями главной и поперечной кромок на торцевую плоскость сверла. С увеличением уrла ψ сокращается длина поперечной кромки и возрастает активная длина главных кромок: точность сверления улучшается. С уменьшением угла наклона улучшаются условия отвода стружки, образующейся на поперечной кромке, в канавки сверла; стойкость сверла возрастает. На практике применяются углы ψ = 35-65°. Наиболее целесообразно принимать этот уrол равным 45 -55°.

У спиральных сверл изнашиваются передняя и задняя поверхности, ленточка и поперечная кромка (рис.3). При работе по чугуну лимитирующим (ограничивающим стойкость сверла) является износ по задней поверхности со срезом уголков hy. При работе по стали лимитирующим является износ по ленточкам hл.

Рис. 3. Виды износа спиральных сверл: а - по задней поверхности со срезом уголков; б - по ленточкам с образованием проточин и появлением налипов.

При переточке сверла необходимо полностью удалить следы износа на его ленточках. Поэтому величина припуска для быстрорежущих и твердосплавных сверл равна: С.А. Попов (из книги "Заточка режущего инструмента")

www.zat24.com


Смотрите также