Режущий инструмент

Размещено на http://www.allbest.ru/

Режущий инструмент



Введение

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.

Сверлом -- режущий инструмент, предназначенный для сверления отверстий в различных материалах. Свёрла могут также применяться для рассверливания, то есть увеличения уже имеющихся, предварительно просверленных отверстий, и засверливания, то есть получения несквозных углублений.

Спиральные (винтовые) -- это самые распространённые свёрла, с диаметром сверла от 0,1 до 80 мм и длиной рабочей части до 275 мм широко применяются для сверления различных материалов.

Сверла для перфоратора, станка, которые имеют спиральную форму, сегодня наиболее популярны. Это объясняется их особенными характеристиками. Они хорошо направлены в отверстии, а также имеют большой запас под переточку. Из-за особенностей конструкции такое сверло хорошо отводит стружку и легко подает смазывающие материалы к рабочей поверхности. Эти особенности делают представленную разновидность сверл очень популярной.

Для правильного обозначения геометрических параметров существуют свои обозначения. Диаметр сверла при этом может быть самым разным. Однако обозначения остаются одни и те же.



1.Основные виды спиральных сверл и ГОСТы на сверла

НАИМЕНОВАНИЕ ВИДА СВЕРЛА № ГОСТ Диапазон диаметров

d, мм

Сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком. Длинная серия. 886-77 1.00-20.00

Сверла спиральные удлиненные с коническим хвостовиком. 2092-77 6.00-30.00

Сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком, Короткая серия. 4010-77 0.50-20.00

Сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком. Средняя серия. 10902-77 0.25 - 20.00

Сверла спиральные с коническим хвостовиком. 10903-77 5.00-80.00

Сверла спиральные длинные с коническим хвостовиком 12121-77 6.00-30.00

Сверла спиральные с коротким цилиндрическим хвостовиком. Длинная серия. 12122-77 1.00-9.50

Сверла спиральные малоразмерные с утолщенным цилиндрическим хвостовиком. 8034-77 0.100-1.500

Сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком, оснащенные пластинами из твердого сплава. 22735-77 5.00-16.00

Сверла спиральные с коническим хвостовиком, оснащенные пластинами из твердого сплава. 22736-77 10.00-30.00

Сверла спиральные цельные твердосплавные укороченные. 17273-71 1.50-6.50

Сверла спиральные цельные твердосплавные. Короткая серия. 17274-71 1.00-12.00

Сверла спиральные цельные твердосплавные, средняя серия. 17275-71 3.00-12.00

Сверла спиральные цельные твердосплавные с коническим хвостовиком. 17276-71 6.00- 12.00

Таблица 2.1



2. Классификация спиральных свёрл

Выделяют пять категорий спиральных сверл по металлу:

* Общего назначения. Эти самые распространенные сверла по металлу находят применение в быту и на производстве. Диметр может достигать 80 мм.

* Левые сверла по металлу. У них спиральные канавки закручиваются в противоположные стороны. Предназначение таких инструментов -- высверливание болтов со сломанными головками и иных разновидностей крепежа, которые невозможно извлечь иными способами.

* Повышенной точности. Сверла по металлу этого типа используют в быту и на производстве, если нужно получить отверстия с высокоточными диаметрами. Такие инструменты имеют класс А. Погрешность работы -- доли миллиметра.

* Твердосплавные. Такие сверла могут быть цельнолитыми или иметь специальные пластины или напайки. Предназначены для обработки заготовок из материалов с высокой твердостью. Существуют также специальные модели, которые используют при изготовлении печатных плат.

* Глубокого сверления. Эти удлиненные спиральные сверла имеют 2 винтовых канала.

Сверла для металла по мимо разбивки свёрл по принципу формы хвостовика, существует классификация относительно материала обработки. Сверло может быть предназначена для металла, бетона, существует также сверло по дереву. Спиральное рабочее место применимо для всех разновидностей материала. Разница заключается только в конструкции инструмента.

В зависимости от типа металла подбирают тип сверла. Они применимы для легированных, нелегированных сталей, чугуна, сплавов, цветных металлов. Иногда их применяют для обработки твердых пластмасс. От толщины и твердости рабочей зоны зависит долговечность использования изделия. Это универсальный тип инструмента. Сверло по металлу может полноценно просверлить отверстие даже в древесине. Если инструмент медленно погружается и сильно нагревает материал, требуется производить его заточку. Если его диаметр не превышает 12 мм, процедура проводится вручную. Но для большего размера сверла применяется для заточки специальное оборудование.

Сверло по бетону одним из самых трудных в обработке материалов является бетон. Он требует применения инструмента с особыми наварными пластинами из твердого сплава. Их принято называть победитовыми. Сегодня любые твердосплавные насадки именуют таким образом.

Такой инструмент в процессе обработки материала оставляет отверстия диаметром больше, чем само сверло. Это связано с его биением. Если применяется дрель, хвостовик сверла может быть цилиндрическим. Для перфоратора применяют другой тип крепления. Он называется SDS. Их существует несколько типов. Такая система позволяет быстро менять насадки в перфораторе и прочей технике. Точить такие сверла возможно, однако следует следить, чтобы инструмент не перегрелся. В противном случае может отвалиться твердосплавная пластина.

Сверло по дереву изготавливают из обычной высокопрочной стали. Такой материал не выдвигает серьезных требований к материалу сверла и его форме. Это самое обыкновенное сверло. Довольно просто можно завинтить в мягкую древесину или ДСП обычный саморез. Для этого не потребуется применять сверло. Однако существуют такие ситуации, где без него не обойтись.

Если требуется сделать отверстие до 600 мм глубиной, следует применять винтовые разновидности свёрл. Их диаметр может быть от 8 до 25 мм. Длина их может быть разная. Это удобно, если нужно сделать несквозное или сквозное отверстие. Если требуется, используют удлинитель. При проведении высверливания бурав после нескольких оборотов достают из материала, очищают от стружки. Затем продолжают работу. Их длина может составлять 300, 460 и 600 мм. Ознакомившись с основными характеристиками и способом применения такого инструмента, как сверло спиральное, каждый может подобрать для себя правильную разновидность. Это очень популярный тип свёрл. Их неповторимые качества, широкий спектр применения делают их очень востребованными.



3. Элементы спирального сверла

Рисунок 4.1

сверло спиральный металл

На рисунке 4.1 мы видим:

1 -- рабочая часть сверла. Имеет обратную конусность 0,03...0,12 мм/100 мм длины;

2 -- шейка сверла -- необходима для выхода шлифовального круга. Маркировка на ней: диаметр сверла, материал, длина, завод;

3 -- цилиндрический или конический хвостовик (конус Морзе) для центрирования сверла и передачи крутящего момента;

4 -- лапка или поводок -- для выбивания сверла, и предотвращения проворачивания при пуске.

5 -- режущая часть;

6-- направляющая (калибрующая) часть.



3.1 Элементы режущей части сверла

Рисунок 4.2

Сверло имеет два винтовых зуба, главные режущие кромки сверла, поперечная кромка сверла, вспомогательные кромки сверла, главная задняя поверхность сверла, передняя поверхность сверла -- винтовая поверхность, направляющая ленточка, вспомогательная поверхность, спинка зуба.



4. Выбор сверла

Выбор сверла зависит от диаметра получаемого отверстия и необходимой точности отверстия, глубины или длинны отверстия, и обрабатываемого материала. Исходя из этого можно выразить следующие зависимости:

4.1 Зависимость от диаметра получаемого отверстия и необходимой точности отверстия

Если отверстие с диаметром do сверлиться с допуском To, то dc=do+To+P, где P -- разбивка отверстия.

Диаметр сердцевины сверла зависит от его диаметра (см. таблицу).

Диаметр сверла, d Диаметр сердцевины

до 3 мм (0,2...0,3) d

От 3 до 18 мм (0,15...0,2) d

более 18 мм (0,125...0,2) d

Таблица 5.1

4.2 Зависимость от глубины или длинны отверстия

[L] -- длина стружечной канавки: [L]=l1+l2+l3+l4+l5+i?l, где:

l1 -- величина выхода сверла из отверстия;

l2 -- длина отверстия (как правило, (3…5)*d);

l3 -- длина кондукторной втулки;

l4 -- размер для выхода стружки;

l5 -- размер для выхода фрезы;

i -- число переточек;

?l -- норма стачивания за переточку (см. рисунок 7-1).

Рисунок 5.1

Длина рабочей части: lp=[L]+(3…13) мм. Положение сварного шва зависит от dс и метода получения стружечных канавок. При пластической деформации сварной шов делают за пределами канавки (lc=[L]+(2…3) мм), тоже для свёрл, изготовленных фрезой при dс>18 мм lc=[L]-1,5dсв.

4.3 Зависимость от обрабатываемого материала

Значения углов ? и 2? при резании некоторых материалов (см. таблицу).

Материал Угол 2? Угол ?

Сталь 116...120? 25...35?

Чугун, бронза, латунь 90...100? 10...16?

Вязкие материалы (алюминий, медь и т.п.) 130...140? 35...45?



Таблица 5.2



5. Заточка сверла

сверло спиральный металл

Если угол ? образуется автоматически и его значение определяется винтовой поверхностью канавки, то угол ? формируется заточкой и его вынуждены делать переменным по длине режущей кромки. Угол наклона винтовой стружечной канавки ? влияет на прочность, жесткость сверла и отвод стружки. С увеличением угла ?, увеличивается угол ?, при этом облегчается процесс резания и улучшается отвод стружки, повышается жесткость сверла на кручение. Но с величиной ?>35? сила резания практически не уменьшается, но происходит ослабление режущего клина.

Угол ? влияет на составляющую силы резания, длину режущей кромки, и элементы сечения стружки. При увеличении ? уменьшается крутящий момент, но увеличивается осевая сила и улучшается отвод стружки. При уменьшении угла ? сверло легко проникает в металл, но удлиняется режущая кромка, при этом улучшается отвод тепла и увеличивается прочность уголка.

На перемычку приходится до 60% осевой силы и до 15% крутящего момента. Задний угол на ленточке равен нулю. Задний угол является величиной переменной и образуется на рабочей части сверла, на главной и поперечной режущих кромках.



Рисунок 6.1

Задний угол образуется на режущей части сверла, на главной и поперечной режущих кромках. И находится между касательной к задней поверхности в данной точке режущей кромки и касательной к той же точке и траектории ее вращения вокруг оси сверла. Задние углы измеряют в плоскости N-N -- нормальной к режущей кромке ?N или в плоскости О-О параллельной оси сверла.

Кинематический задний угол ?kx в некоторой точке главного режущего лезвия x определяется, как угол между винтовой траекторией результирующего движения резания и касательной проведенной в точке x к линии x-x” пересечения задней поверхности сверла с цилиндром радиуса Rx.

Величина угла имеет свои определенные значения для сверла.

Диаметр сверла, d мм Минимальный задний угол, ?min

1...15 14...11?

15...30 12...9?



Таблица 6.1

В зависимости от вида сверления задний угол может достигать в сердцевине 25 градусов, а на периферии он равен 8...14?.

Задняя поверхность у сверла может выполняться в виде: плоскости, конуса, цилиндра или иметь форму винтовой поверхности.

5.1 Виды заточек сверла

Одноплоскостная заточка. Задняя поверхность сверла формируется в виде плоскости. Недостаток: поперечная режущая кромка прямолинейна и не обеспечивается центрирование сверла без кондукторной втулки.

Двухплоскостная заточка сверла, то есть задняя поверхность формируется в виде двух плоскостей: главной и дополнительной, линия пересечения которых проходит через ось сверла.

Коническая заточка сверла. Задняя поверхность сверла -- конус. При заточке сверло поворачивается относительно оси конуса. ? -- угол скрещивания оси конуса и оси сверла. Цилиндрическая заточка сверла. Задняя поверхность сверла -- цилиндр. Применяется очень редко. Винтовая заточка сверла. Задняя поверхность образуется прямой совершающей вращательное движение вокруг оси сверла при одновременном перемещении вдоль оси. Последние четыре вида заточки обеспечивают независимость значения заднего угла на периферии, а также угла при вершине и угла наклона главной режущей кромки. Наиболее перспективные -- винтовая и двухплоскостная заточка, так как они легко поддаются автоматизации.



6. Методы улучшения геометрии рабочей части сверла

Для снижения неравномерности нагружения на рабочей части сверла применяют сверла с криволинейной режущей кромкой. В виду сложности заточки криволинейную режущую кромку заменяют ломаной из двух участков.

С углом 2?=120? и дополнительной режущей кромкой на периферии с углом 2?=70...75?.

Рисунок 7.1

Условия резания на поперечной режущей кромке улучшаются ее подточкой, которая в ряде случаев совмещается с подточкой передней поверхности.

Для уменьшения трения при работе сверл кромку ленточки подтачивают, с сохранением фаски 0,1...0,3 мм.

Для облегчения отвода стружки, снижения тепловыделения и повышения стойкости сверла делают стружкоделительные канавки.

Подточку у сверл делают, если диаметр сверла dсв>12 мм.

Сверла из быстрорежущей стали диаметром d=6...80 мм по ГОСТ 2034-80Е и ГОСТ 10903-77 выполняют с коническим хвостовиком. Сверла с пластинами из твердого сплава ВК и сверла с внутренним подводом СОЖ по ГОСТ 6647-64 предназначены для сверления трудно обрабатываемых материалов. Такие сверла имеют в зубьях (перьях) прокатанные отверстия соединенные в хвостовике. Их закрепляют в специальных патронах обеспечивающих подвод СОЖ под давлением 12 МПа, непосредственно к режущим кромкам сверла.



Список литературы

сверло спиральный металл

1. Кожевников Д. В., Кирсанов С. В. Металлорежущие инструменты. Учебник (гриф УМО). Томск: Изд-во Томского ун-та. 2003. 392 с. (250 экз.).

2. Кожевников Д. В., Кирсанов С. В. Резание материалов. Учебник (гриф УМО). М.: Машиностроение. 2007. 304 с. (2000 экз.).

3. Собичевский В. Т., Фрик Э. Л. Буравы // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). -- СПб., 1890--1907.

4. Филиппов Г. В. Режущий инструмент. --Л.: Машиностроение, 1981. --392 с.

Размещено на Allbest.ru