Обработка отверстий

Сверление - это операция по образованию сквозных и глухих отверстий в сплошном материале, выполняемая при помощи ре­жущего инструмента - сверла. Различают сверление ручное - руч­ными пневматическими и электрическими сверлильными устрой­ствами (дрелями) и сверление на сверлильных станках. Ручные свер­лильные устройства используются для получения отверстий диа­метром до 12 мм в материалах небольшой и средней твердости (пла­стмассы, цветные металлы, конструкционные стали и др.). Для свер­ления и обработки отверстий большего диаметра, повышения про­изводительности труда и качества обработки используют настоль­ные сверлильные и стационарные станки - вертикально-сверлильные и радиально-сверлильные.

Одной из разновидностей сверления является рассверливание - увеличение диаметра отверстия, просверленного ранее. В качестве инструментов для рассверливания отверстий, также как и для свер­ления, используют сверла. Не рекомендуется рассверливать от­верстия, полученные в заготовке методом литья, ковки или штам­повки. Такие отверстия имеют различную твердость по поверх­ности отверстия из-за окалины, образующейся при литье, а также из-за неравномерной концентрации внутренних напряжений в металле на различных участках поверхности отверстий, получен­ных методом ковки или штамповки. Наличие мест с неравномер­ной и повышенной твердостью поверхности приводит к измене­нию радиальных нагрузок на сверло в процессе обработки отвер­стия, что ведет к смещению его оси, а также является причиной поломки сверла/Обработка отверстий сверлением и рассверли­ванием позволяет получить точность размеров обработанного от­верстия до 10-го квалитета и шероховатость обработанной поверх­ности до Rz 80.

Сверла

Сверла применяются при обработке отверстий в сплошном ма­териале. По конструкции различаются спиральные, центровочные, перовые, ружейные с наружным или внутренним отводом струж­ки и кольцевые (трепанирующие головки) сверла. Сверла изготав­ливаются из быстрорежущей стали марок Р18, Р12, Р9, Р6АМ5, Р6АМ5ФЗ, Р6П5К5 и Р9М4К8. Возможно оснащение режущей ча­сти сверла пластинами твердого сплава марок ВК6, ВК6М, ВК8, ВК10М, ВК15М, что позволяет использовать их при обработке ма­териалов на высоких скоростях резания, а также при обработке материалов высокой твердости, например легированных конструк­ционных сталей.

Спиральные сверла (рисунок 79) состоят из трех частей: рабочей ча­сти, хвостовика и шейки. Рабочая часть сверла образована двумя спиральными канавками и включает в себя режущую и цилиндри­ческую (направляющую) части с двумя ленточками, что уменьша­ет трение сверла о поверхность обрабатываемого отверстия. Режущей частью сверла является его вершина, образующая при заточке сверла два зуба с режущими кромками. Режущие кромки сверла выполняют основную работу резания.

Спиральные сверла выпускают с хвостовой частью (хвостови­ком) двух типов - цилиндрические и конические. Цилиндрические хвостовики применяются для сверл диаметром до 20 мм, а кони­ческие - для сверл диаметром от 5 мм.

Конический хвостовик сверла имеет лапку, служащую для уста­новки сверла в шпинделе станка или переходной втулке. Крутящий момент от шпинделя станка сверлу передается за счет сил трения между поверхностями конического хвостовика и втулки или отвер­стия шпинделя станка. Лапка на конце конического хвостовика об­легчает удаление (выбивание) сверла из переходной втулки или шпин­деля станка. Сверла с цилиндрическими хвостовиками закрепляют­ся в станке или сверлильном приспособлении, механизированном инструменте при помощи специальных сверлильных патронов.

а - конструкция сверла; б - конструкция рабочей части; в - конструкция режущей части; 2φ - угол при вершине; ω - угол наклона винтовой канавки; α - главный задний угол; γ ^- передний угол; ψ - угол наклона поперечной режущей кромки

Рисунок 79 - Спиральное сверло

Конструктивные особенности и специфика работы сверла обус­ловливают непостоянство геометрических параметров заточки их рабочей части. Так, главный задний угол α у стандартного сверла возрастает по мере приближения к центру. На периферии сверла этот угол составляет 8... 14°, а около поперечной режущей кромки уже 26... 35°. На периферии передний угол γ = 18... 33°, а около попе­речной режущей кромки γ = 0 ° или имеет отрицательное значение.

Угол при вершине сверла 2φ выбирают в зависимости от свойств обрабатываемого материала. У стандартных сверл величина этого угла колеблется в пределах 116... 118°. В зависимости от обрабатываемого материала величина угла при вершине выбирается в сле­дующих пределах:

. для стали углеродистой конструкционной — 116... 120°;

. для коррозионно-стойкой стали - 125... 130°;

. для стали высокой прочности - 125... 130 °;

. для жаропрочных сплавов - 125... 130°;

• для титановых сплавов - 140 °;

• для чугуна средней твердости - 90... 100 °;

• для чугуна твердого — 120... 125°;. для твердой бронзы - 90... 100 °;

. для латуни, алюминиевых сплавов, баббита - 130... 140°;

• для меди- 125°;

• для пластмасс - 80... 110 °;

• для мрамора - 80... 90 °.

Угол наклона поперечной режущей кромки ψ составляет 50... 55 °, а угол наклона винтовой канавки к оси отверстия ω - 23......27°.

Принята единая градация диаметров сверл, которая охватыва­ет сверла диаметром до 80 мм. Сверла диаметром от 1 до 3 мм име­ют градацию через каждые 0,05 мм; диаметром от 3 до 13,7 мм - через 0,1 мм; диаметром от 13,75 до 49,5 - через 0,5; 0,1; 0,15; 0,25; сверла диаметром 52... 80 мм имеют градацию через 1 мм.

9.2 Заточка сверл

При обработке рабочая часть сверла изнашивается, а режущая громка затупляется. У спиральных сверл износ происходит преиму­щественно по задней поверхности уголка на пересечении заборного конуса с ленточками сверла (рисунок 80, а), причем в ряде случаев он сопровождается срезанием уголков и части ленточек, что приводит к образованию на ленточках сверла цилиндрических участков (рисунок 80, б), либо участков со встречным конусом (рисунок 80, в), что приводит к защемлению сверл в отверстии и их поломке. Доста­точно часто при сверлении отверстий в литых, кованных и терми­чески обработанных деталях наблюдается изнашивание сверл с об­разованием проточек на ленточках (рисунок 80, г). При сверлении сталей повышенной вязкости может происходить налипание на лен­точки материала заготовки. Повышенное изнашивание сверл, ос­нащенных пластинами из твердого сплава, по ленточкам и угол­кам (рисунок 80, д) резко сокращает число возможных заточек и при­водит к их выкрошиванию и поломкам. Сверла, изношенные по рабочей части, выбраковываются.

Для восстановления режущих свойств сверл и обеспечения ка­чественной обработки отверстий их режущие кромки затачивают по мере затупления. Заточку режущих кромок сверл на рабочем месте выполняют на заточных станках. Централизованная заточка спиральных сверл осуществляется на специальных заточных участ­ках или в заточных цехах на специальном оборудовании.

а - по задней поверхности; б, в, г - по ленточке; д - твердосплавных сверл; h_y - износ по оси; h₃ - износ затылованнои части; h_л - износ ленточки; L - линейный износ уголка; φ₁ - угловой износ сверла

Рисунок 80 - Износ сверл

При заточке режущей части сверла придают различную форму, выбор которой производится в зависимости от характера выпол­няемых работ и обрабатываемого материала.

При обработке отверстий диаметром от 0,25 до 12 мм в стали, чугуне, стальном литье применяется одинарная (нормальная) за­точка (рисунок 81, а).

а - одинарная; б - одинарная с подточкой перемычки; в - одинарная с подточкой пере­мычки и ленточки; г - двойная с подточкой перемычки; д - двойная с подточкой пере­мычки и ленточки; 2φ - угол при вершине; l₀ - ширина дополнительной заточки; 2φ₀ -угол дополнительной заточки

Рисунок 81 - Форма заточки

При сверлении отверстий диаметром от 12 до 80 мм в стальном литье по литейной корке используется одинарная заточка с под­точкой перемычки - поперечной кромки (рисунок 81, б).

При сверлении отверстий диаметром от 12 до 80 мм в стали и стальном литье со снятой литейной коркой используется одинар­ная заточка с подточкой перемычки и ленточки (рисунок 81, в).

При сверлении отверстий диаметром от 12 до 80 мм в чугунном литье по литейной корке применяется двойная заточка с подточ­кой перемычки (рисунок 81, г).

При сверлении отверстий диаметром от 12 до 80 мм в чугунном литье со снятой литейной коркой выполняется двойная заточка с подточкой перемычки и ленточки (рисунок 81, д).