Изучение конструкции, геометрии и контроль спиральных сверл

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и Науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Балтийский государственный технический университет

«ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова»

(БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова)

Лабораторная работа

Изучение конструкции, геометрии и контроль спиральных сверл

Санкт-Петербург

2020г.

Цель работы:

? Изучение конструкции и геометрии спиральных сверл.

? Контроль геометрических параметров сверл и ознакомление с применяемыми средствами измерений.

? Выполнение эскизов сверл в соответствии с правилами ЕСКД и стандартов на сверла.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЦЕССЕ СВЕРЛЕНИЯ И КОНСТРУКЦИИ СПИРАЛЬНЫХ СВЕРЛ

сверло спиральное измерение эскиз

1.1 Назначение сверл. Кинематика процесса сверления

Свёрла - это режущие инструменты, предназначенные для обработки глухих и сквозных отверстий. При обработке отверстий свёрлами из быстрорежущих сталей обеспечивается в основном точность в пределах 12...14 квалитетов и шероховатость поверхности Rz= 32...80 мкм. Свёрла с пластинами из твердых сплавов, работающие на более высоких скоростях резания, обеспечивают обработку отверстий с точностью по 8-11 квалитет и шероховатостью поверхности Rz = 20...40 мкм. Кроме того, сверла применяют для рассверливания ранее полученного каким-либо способом отверстия или снятия фасок в нем.

Также для получения в сплошном материале отверстия высокого квалитета точности и шероховатости применяют зенкеры и развертки.

Зенкеры предназначены для обработки литых, штампованных и предварительно просверленных отверстий с целью повышения их точности до 10...11 квалитета, или для подготовки отверстия под развёртывание.

Развертки служат для окончательной обработки отверстий с точностью до 6...9 квалита и шероховатостью Ra = 0,32...0,25 мкм.

Процесс сверления осуществляется на сверлильных (рис. 1, а), токарных (рис. 1, б), токарно-револьверных, агрегатных и др. станках. Для осуществления процесса сверления необходимо наличие двух совместных движений: вращательного движения сверла или заготовки (главное движение резания D_r) и поступательного движения сверла вдоль его оси (движение подачи D_s).

Скорость главного движения определяет скорость резания, максимальная величина которой рассчитывается по формуле

,

где d ? диаметр сверла или обрабатываемого отверстия, мм;

n ? частота вращения сверла или детали, об/мин.

Скорость поступательного движения сверла характеризуют величиной подачи на один оборот сверла или заготовки S_о и выражают в мм/об.

Рис. 1. Схемы обработки отверстий на сверлильных (а) и токарных (б) станках

1.2 Основные конструктивные и геометрические параметры спиральных сверл

Сверла по конструкции и назначению подразделяют:

- для обработки нормальных отверстий длиной до 10D (D = 0,1...80 мм);

- для обработки глубоких отверстий длиной до 300D (D = 0,5...600 мм).

При обработки нормальных отверстий применяют сверла: спиральные с коническим и цилиндрическим хвостовиками, центровочные, с пластинками из твёрдого сплава, с монолитными твердосплавными головками и твердосплавные монолитные сверла.

При обработки глубоких отверстий применяют сверла для сплошного сверления и кольцевого сверления.

Свела для сплошного сверления бывают двухстороннего резания (перовые, шнековые, спиральные с подводом СОЖ, эжекторные и другие) и одностороннего резания (полукруглые или пушечные, трубчатые с наружным отводом стружки или ружейные, с внутренним отводом стружки и др.).

Спиральные свёрла изготавливают либо цельными из быстрорежущих сталей Р6МЗ, Р6М5, Р12, Р9К5, Р9Ф5К5, Р18 и др., либо составными, оснащенными пластинками или коронками из твердых сплавов ВК8, ВК10-М, ВК15-М и др. Свёрла малых диаметров могут изготавливаться также из пластифицированных твёрдых сплавов. Для экономии инструментальных материалов свёрла часто выполняют сварными: рабочую часть изготавливают из быстрорежущей стали или твердого сплава, а хвостовую ? из сталей 45, 40Х, 9ХС, Р6М5 (только у твердосплавных свёрл).

Как видно из рис. 2, спиральные свёрла могут иметь цилиндрический хвостовик (при диаметре d = 0,1...20 мм) или конический хвостовик (при d = 6...80 мм). Основные типы и размеры свёрл стандартизированы. В зависимости от длины рабочей части свёрла с цилиндрическим хвостовиком разделены на три серии: короткую (ГОСТ 4010?77), среднюю (ГОСТ 10902?77) и длинную (ГОСТ 12122?77). Свёрла с коническим хвостовиком выпускаются с нормальной длиной (ГОСТ 10903?77), удлиненные (ГОСТ 2092?77) и длинные (ГОСТ 12121?77).

Рис. 2. Конструкции цельных спиральных сверл: а - с цилиндрическим хвостовиком; б - с коническим хвостовиком; в - с коническим хвостовиком и шейкой

Конструктивные элементы и геометрические параметры типичного сверла для обработки отверстий показаны на рис.2 и рис. 3. К конструктивным элементам относятся: рабочая часть l, шейка l_ш, хвостовик l_х. В свою очередь рабочая часть состоит из 2-х частей - режущей l_р и направляющей l_н (или калибрующей l_к).

Диаметр инструментов D, когда они используются для окончательной обработки от обрабатываемого отверстия, зависит от диаметра обрабатываемого отверстия. При определении диаметра сверла учитывается только величина разбивки отверстия. Так, например, допуск на диаметры свёрл от 1 до 80 мм принимается отрицательным и равным 0,02…0,074 мм.

Рис. 3 Геометрические параметры типичного сверла

На зубьях сверла располагаются: главные режущие кромки, ленточки, задние поверхности, передние поверхности. Узкие ленточки f = 0,08…2,0 мм служат для направления инструмента при резании и уменьшения трения его о стенки отверстия.

Геометрическими параметрами режущей части сверла являются: передний угол , задний угол б, угол при вершине 2ц и угол наклона поперечной режущей кромки ш.

Угол при вершине 2ц образует проекции главных режущих кромок на осевую плоскость инструмента. От этого угла, который может быть от 90° до 140°, зависят форма режущей кромки, величины переднего и заднего углов, а также сила резания. Угол наклона поперечной кромки ш измеряется между проекциями поперечной и главной режущей кромок на плоскость, перпендикулярную к оси сверла; при правильной заточке сверла ш = 50...55^°. Подъём винтовой канавки, по которой сходит стружка, определяется углом щ с заключённым между осью сверла и проекцией, касательной к винтовой линии на нужном диаметре. Он определяет в основном величину переднего угла и условие схода стружки. Угол обратного конуса сверла, обозначенный ц₁ , является вспомогательным углом в плане, а его величина определяется разностью наружных диаметров сверла в пределах 0,03...0,1 мм длины рабочей части. Передние и задние углы на режущей части осевых инструментов рассматривают в двух плоскостях: в главной секущей (Б-Б) и совпадающей с направлением подачи (А-А). На калибрующей части угла б и г рассматриваются в плоскости, перпендикулярной оси инструмента. Передний угол в плоскости, параллельной оси инструмента и совпадающей с направлением подачи. Эти углы в различных токах режущей кромки имеют разные значения. Наименьшее значение (7...15°) задний угол имеет в периферийной точке режущей кромки, а наибольшее (20...26°) вблизи поперечной кромки. Величина переднего угла г в различных точках кромки также неодинакова. Она изменяется от (25...30°) на периферии сверла до минимального значения на поперечной кромке, которое в некоторых случаях может быть отрицательным (рис. 4).

Рис. 4

Изменение угла г предопределено свойствами винтовой предней поверхности сверла.

Рис. 5

Из рис. 5 следует:

(1)

Здесь - передний угол в i -й точке режущей кромки в осевой плоскости 4

Щ - угол наклона винтовой канавки сверла;

D - наружный диаметр сверла;

D_i - диаметр i -й точки.

Передний угол в главной секущей плоскости находят по формуле

.

2. ВЫПОЛНЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

2.1 Оборудование, приборы и измерительные инструменты, необходимые для выполнения работы

Сверла различных типов;

Микрометр, штангенциркуль, масштабная линейка;

Универсальный угломер, шаблоны, инструментальный микроскоп с индикатором для измерения заднего угла.

2.2 Контроль сверл

Методы и средства контроля размеров и геометрических параметров сверл указаны в таблице 1 Приложения.

Контроль диаметра D рабочей части сверла производят при помощи микрометра по цилиндрической поверхности ленточек. За диаметр рабочей части принимают размер, измеренный у заборного конуса сверла.

Величину конусности К подсчитывают по формуле:

,

где D₁ - диаметр, измеренный у заборного конуса сверла;

D₂ - диаметр, измеренный на расстоянии L от заборного конуса сверла.

Контроль диаметра сверла по спинке выполняют микрометром.

Для свёрл диаметром свыше 8 мм это измерение производят штангенциркулем. Контроль диаметра сердцевины осуществляют резьбовым микрометром с коническим или сферическими вставками. За диаметр сердцевины принимают размер, измеренный у заборного конуса сверла.

Контроль величины и симметричности угла 2ц при вершине проверяют при помощи универсального угломера и штангенциркуля с ценой деления 0,1 мм.

Контроль угла наклона поперечной кромки щ выполняют универсальным угломером. Для этого неподвижную линейку прибора накладывают на переднюю поверхность сверла вдоль режущей кромки, а подвижную линейку поворачивают до положения, когда она встанет параллельно поперечной кромке.

Контроль заднего угла осуществляют с помощью универсального угломера, а у сверл с коническим хвостовиком - на специальном приборе. Индикатор в этом случае устанавливают параллельно оси сверла. Величину угла определют по формуле

,

где К - показания индикатора в мм при повороте сверла на угол в (в - в радианах),

r_i - расстояние от оси сверла до точки касания сверла с наконечником индикатора.

Задний угол в плоскости, перпендикулярной режущей кромки (б может быть вычислен по формуле).

.

Контроль угла наклона стружечных канавок осуществляют с помощью масштабной линейки по величине осевого шага, свзанного с углом наклона формулой

,

где Т - осевой шаг винтовой кромки, мм;

D - наружный диаметр сверла, мм

При измерении масштабную линейку накладывают на контролируемое сверло вдоль оси так, чтобы нулевое деление совпало с началом винтовой линии, образуемой пересечением канавок с цилиндрической ленточкой сверла на одном из перьев. Затем находят вторую точку пересечения этой винтовой линии с линейкой и определяют деление линейки, соответствующее этой точке. Величина отсчёта по линейки для второй точки равняется величине шага Т.

2.3 Порядок выполнения работы

Изучить конструктивные элементы и геометрические параметры основных типов инструментов для обработки отверстий.

Ознакомиться с инструментами по экспонатам лаборатории.

Изучить приборы для измерения конструктивных и геометрических параметров сверл.

Измерить конструктивные и геометрические параметры инструмента, сделать эскиз измеряемго инструмента, указав основные конструктивные и геометрические параметры сверла.

Заполнить отчет и результаты измерения внести в протокол. (Приложение, Таблица 2).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Каково назначение спирального сверла?

Какие движения необходимы для осуществления процесса сверления?

Какая точность обработки и шероховатость поверхности могут быть обеспечены на операциях сверления и рассверливания?

Какие средства измерения используются для контроля угла 2ц?

Какие средства измерения используются для контроля углов щ и ш, б_о ?

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1

Таблица 2

Размещено на Allbest.ru