Каковы особенности процесса резания при сверлении по сравнению с методом точения кратко

Обновлено: 02.07.2024

Режимы резания оказывают влияние на точность и качество обработанной поверхности, производительность и себестоимость обработки.

Режимы резания

– совокупность параметров, определяющих характер протекания процесса механической обработки.

К режимам резания относятся: глубина резания (t), подача (S), скорость резания (V) или частота вращения шпинделя станка (n), сила резания (Р), мощность резания (N).

Глубина резания

– толщина слоя материала, удаляемого за один рабочий ход.

– величина перемещения инструмента относительно заготовки или заготовки относительно инструмента в направлении подачи за один оборот, за один рабочий ход или в единицу времени (минуту).

Скорость резания

– величина перемещения режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой поверхности заготовки в единицу времени.

Частота вращения

–число оборотов твердого тела в единицу времени.

Сила резания

– усилие, возникающее при резании материалов в контакте заготовка – режущий инструмент.

Мощность резания

– это произведение силы резания на скорость резания.

Исходными данными при определении режимов резания являются:

1) материал заготовки и его характеристика (марка, состояние, механические свойства); точность размеров, точность формы, точность расположения поверхностей, требуемая шероховатость, технические условия; требования к состоянию поверхностного слоя (допускаемое упрочнение); вид заготовки, величина и характер припусков на обработку, наличие поверхностной корки;

2) режимы резания выбирают таким образом, чтобы была достигнута наибольшая производительность при наименьшей себестоимости операции. Это требование выполняется при работе инструментом рациональной конструкции (правильно подобранный материал, наивыгоднейшая геометрия, необходимая прочность, жёсткость и износоустойчивость);

3) тип и состояние металлорежущего оборудования (паспорта станков или каталоги);

4) метод обработки;

5) справочная литература.

Различают два метода назначения режимов резания – расчётный и табличный (нормативный). Различие методов только в определении скорости резания (V).

Расчёт режимов резания

выполняют в определённой последовательности.

1. Устанавливают глубину резания (t) с учётом припуска и точности обработки.

2. Выбирают режущий инструмент, устанавливают его тип, размер, материал и геометрию заточки в зависимости от:

· вида обрабатываемых поверхностей;

· материала режущей части инструмента.

3. Выбирают рекомендуемую подачу (по справочнику) с учётом метода обработки, глубины резания, мощности станка, материала заготовки и режущей части инструмента, прочности инструмента, точности и шероховатости обрабатываемой поверхности. Рекомендуемую подачу необходимо уточнить по паспорту станка.

4. Выбирают период стойкости режущего инструмента в зависимости от типа и размера инструмента, характеристики заготовки и условий работы.

1. Рассчитывают по формулам скорость резания, как функциональную зависимость от ряда факторов:

V = F(Cv, T, t, S, D, B, Z, Kv),

где Cv – коэффициент на скорость резания, учитывающий материал заготовки и режущей части инструмента; T – период стойкости инструмента, t – глубина резания; S – подача; D – диаметр инструмента; B – ширина фрезерования; Z – число зубьев фрезы; Kv – поправочный коэффициент на скорость.

При другом методе скорость резания выбирают по таблицам:

2. Определяют частоту вращения либо заготовки, либо инструмента и сравнивают с имеющейся на станке:

3. Определив расчётную частоту вращения, принимают действительную частоту вращения по паспорту станка, ближайшее к расчётному:

Рассчитывают фактическую скорость резания, соответствующую частоте вращения шпинделя станка:

Vф = π d n ст /1000.

5. Определяют составляющие силы резания, как функциональную зависимость от ряда факторов:

Рzyx = F(Cp, t, S, V, Kp).

6. Определяют крутящий момент, как функциональную зависимость от ряда факторов:

Мкр= F(Cм, t, S, V, Kм).

7. Определяют мощность процесса резания (в киловаттах):

N = Pz ∙ V/1020 ∙60;

8. Сравнивают рассчитанную мощность процесса резания с мощностью станка. Если мощность станка меньше (недостаточна), то либо изменяют режимы резания, либо выбирают станок большей мощности.

Результаты по определению режимов резания заносят в таблицу (табл. 4.20).

Определение режимов резания

Режимы резания и основные процессы резания.

Под термином режимы резания понимается совокупность числовых значений глубины резания, подачи, скорости резания, геометрических параметров и стойкости режущей части инструментов, а также силы резания, мощности и других параметров рабочего процесса резания, от которых зависят его технико-экономические показатели. Режимы резания будут рациональны, если они позволяют получить высокие технико-экономические показатели процесса. Названные показатели обеспечиваются, если:

а) режущая часть инструмента имеет оптимальные геометрические параметры и качественную заточку лезвий;

б) обработка заготовок ведется с технически и экономически обоснованными подачами S и скоростями резания υ;

в) кинематические и динамические возможности механизмов коробки подач и коробки скоростей станка позволяют реализовать обоснованные значения подачи и скорости резания.

Режимные параметры взаимосвязаны и поэтому нельзя произвольно заменять значение хотя бы одного из них, не изменяя соответствующим образом всех прочих. При выборе и назначении режимов резания необходимо производить соответствующее согласование значений всех параметров с учетом возможности их реализации на используемом оборудовании. Необходимость оценки и учета большого количества взаимовлияющих факторов ведет к тому, что для решения задачи расчета и назначения режимов резания требуется использовать метод постепенного приближения. Т. е., задаваясь предварительными (стартовыми) значениями некоторых параметров, производить последующую корректировку, расчет и уточнение с учетом других параметров до получения окончательных значений, которые могут быть использованы для реализации данного технологического процесса. Может оказаться, что несколько вариантов сочетаний режимных параметров удовлетворяют поставленным требованиям, т. е. решение поставленной задачи иногда может быть многовариантным.

Назначение и методика расчета режимов резания.

Обычно выбор основных режимных параметров начинают с определения глубины резания. Она связана с припуском металла, оставляемым на выполнение данной технологической операции. На операциях чистовой обработки припуск составляет не более 0,5мм. На промежуточных операциях резания припуск на обработку изменяется в пределах 0,5…5мм. На операциях черновой обработки заготовок в зависимости от размеров и способа их изготовления припуск может быть более 5мм. За один проход резца может быть срезан припуск до 7мм. При превышении некоторых критических значений глубины резания могут возникнуть вибрации всей технологической системы, состоящей из станка, приспособления, инструмента и обрабатываемой заготовки. Поэтому при припуске более 7мм его срезают за два или более проходов резца, причем глубина резания на каждом проходе может быть одинакова, или ее последовательно уменьшают.

Ne= Pυ/1020*60, [кВт] (11)

где Р – усилие резания в Ньютонах,

υ м/мин — скорость резания.

Необходимая мощность электродвигателя главного привода станка определяется по уравнению

где η ≈ 0,8, — коэффициент полезного действия механизма главного привода станка.

26. Трудоемкость станочных операций.

НАЗНАЧЕНИЕ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПРИ ТОЧЕНИИ

Режимом резания называется совокупность элементов, определяющих условия протекания процесса резания.

К элементам режима резания относятся – глубина резания, подача, период стойкости режущего инструмента, скорость резания, частота вращения шпинделя, сила и мощность резания.

При проектировании технологических процессов механической обработки или режущих инструментов возникает необходимость в определении и назначении элементов режима резания.

Аналитический (расчетный) метод определения режима резания менее трудоёмок и более предпочтителен при учебном проектировании технологических процессов механической обработки резанием. Он сводится к определению, по эмпирическим формулам, скорости, сил и мощности резания по выбранным значениям глубины резания и подачи.

Оптимальным режимом резания называется такая совокупность всех его элементов (глубины, подачи и скорости резания), которая обеспечивает наибольшую производительность при наименьшей стоимости обработки.

Выбор, назначение или расчет режима резания ведется поэлементно в порядке влияния каждого из них на стойкость режущего инструмента: сначала назначается глубина резания, затем подача и после этого рассчитывается скорость резания с учетом принятых величин глубины и подачи.

Численная величина указанных и других коэффициентов выбирается или рассчитывается по данным справочной литературы.

Расчет режима резания производится поэлементно в указанной выше последовательности. Глубина резания t назначается максимально возможной по условиям выполняемой операции. При черновой обработке она принимается равной припуску, при получистовой (Rz = 6 – 3 мкм): t = 0,5 – 2,0 мм; при чистовой (Rz = 1 – 3 мкм): t = 0,1 – 0,5 мм.

Подача s выбирается по таблицам справочной литературы в зависимости от требуемой чистоты обработанной поверхности, размера обрабатываемой детали и принятой величины глубины резания.

Скорость резания рассчитывается по эмпирической формуле:

Конкретные условия резания учитываются одним общим коэффициентом Kv, который представляет собой произведение целого ряда частных поправочных коэффициентов.

Значение стойкости режущего инструмента T принимается для одноинструментальной обработки 30 – 60 минут, при многоинструментальной обработке и многостаночном обслуживание величина стойкости инструмента корректируется в сторону ее увеличения путем применения коэффициентов изменения стойкости.

После расчета режима резания производится расчет составляющих силы резания по формулам:

где Kp – общий поправочный коэффициент,

После выбора всех трех элементов режима резания проверяется их соответствие мощности станка.

Мощность резания рассчитывается по формуле:

После расчета мощности производится выбор станка, на котором будет выполнятся проектируемая операция.

При корректировке режима резания частота вращения шпинделя (число его оборотов) принимается, как правило, ближайшей меньшей по сравнению с расчетной. Ближайшее большее число оборотов можно принимать лишь том случае, если действительная скорость резания увеличивается по сравнению с расчетной не более чем на 3%.

Обычно в нормативах по режимам резания имеются готовые таблицы для определения мощности резания (без учета к. п. д. станка) при определенных значениях выбранного режима резания.

ТАБЛИЧНЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА РЕЖИМА РЕЗАНИЯ

ПРИ ТОЧЕНИИ

Выбор марки инструментального материала, сечения державки резца и геометрических параметров режущей части инструмента

1. Выбирают и обосновывают в зависимости от марки обрабатываемого материала марку инструментального материала. Для токарных резцов рекомендуется применять твердые сплавы или минералокерамику, так как они обеспечивают значительно большую производительность обработки по сравнению с быстрорежущими сталями. Статистика показывает, что в металлообрабатывающей промышленности на долю твердосплавного инструмента приходится 70 %объема снятой стружки (табл. П. 1.3, П. 1.4 или [1–18]).

2. Выбирают форму заточки передней поверхности резца в зависимости от марки обрабатываемого материала и его прочностных свойств, жесткости технологической системы, характера выполняемой операции и необходимости завивания и дробления стружки.

3. Выбирают размеры поперечного сечения державки резца, исходя из паспортных данных станка. Выбранные размеры округляют до ближайших меньших стандартных размеров, приведенных в справочной литературе [13, 17] или в табл. П. 2.1–П. 2.11.

4. Выбирают геометрические параметры режущей части инструмента (табл. П. 2.1–П. 2.11 или [1–18]).

При токарной обработке используются как резцы общего назначения (табл. П. 2.1–П. 2.8), так и резцы с МНП (табл. П. 2.9–П. 2.12).

2.2. Выбор глубины резания и числа проходов

При выборе глубины резания необходимо стремиться снять весь припуск за один проход и лишь при чистовой и отделочной обработке припуск снимается за два и более проходов.

Например, при черновой обработке с шероховатостью поверхности до мкм весь припуск следует снимать за один проход, т.е. . При получистовой обработке от 10 до 40 мкм припуск мм следует снимать за один проход, т.е. . Если же припуск более 2 мм, то обработку производят за два прохода.

При проектировании технологических процессов рекомендуется выбирать значения параметров шероховатости из числа предпочтительных значений, принятых ГОСТ 2789-73 и приведенных в табл. 2.1 [6] или прил. 10.

Предпочтительные значения шероховатости

2.3. Выбор подачи

Подача назначается с учетом требований к шероховатости обработанной поверхности, радиуса при вершине резца r

, марки обрабатываемого материала, жесткости технологической системы (табл. П. 3.1–П. 3.11 или [3–17]).

Величина подачи уточняется по станку; берется ближайшая меньшая подача.

Выбранная величина подачи проверяется по прочности пластинки твердого сплава или минералокерамики, для чего находится тангенциальная составляющая силы резания Рz

при выбранном режиме резания и сопоставляется с силой резания, допустимой прочностью пластинки для заданных условий обработки. Если фактическая сила
Рz
не превышает допустимой, то подача выбрана правильно, в противном случае выбранную подачу необходимо уменьшить.

2.4. Расчет скорости резания

Скорость резания (м/мин): при наружном продольном и поперечном точении и растачивании рассчитывают по эмпирической формуле

а при отрезании, прорезании и фасонном точении – по формуле

Среднее значение стойкости Т

при одноинструментальной обработке 30–60 мин. Значения коэффициента
СV
показателей степени
х
,
у
и
m
приведены в справочной литературе [1, 7, 10–16], табл. П. 3.12.

Коэффициент КV

является произведением коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки
К
М
V
, состояния поверхности
К
П
V
, материала инструмента
К
И
V
, СОТС
КV
СОТС (табл. П. 3.12–П. 3.20, П. 9.1–9.7).

При многоинструментальной обработке и многостаночном обслуживании период стойкости увеличивают, вводя соответственно коэффициенты К

ТИ и
К
ТС, угол в плане резцов
К
φ и радиуса при вершине резца
Кr
[7, 12, 13], табл. П. 3.19.

Оптимальную скорость резания V

0 при точении выбирают из [5, 10] или подсчитывают по формулам (1.1–1.7).

После окончательного выбора или расчета скорости резания, с учетом всех поправок, произвести сравнительный анализ их величин и в дальнейших расчетах использовать наибольшую из них.

Определяют число оборотов шпинделя

– диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

Число оборотов шпинделя уточняется по станку (для универсального оборудования) и рассчитывается уточненная скорость резания.

← Пред. статьяТокарные работы: что это, виды на станкеТокарные работы — один из способов обработки деталей с использованием специальных токарных станков. В отличие от работы на фрезерном станке, на токарном движется деталь, и уже на неё специалист-токарь воздействует инструментом…След. статья →Кислородная резка металла: что это, виды, плюсы и минусыКислородная резка металла — резка металла с использованием кислородной струи. Технология основывается на свойстве кислорода окислять раскалённый металл и приводить к его сгоранию. Непосредственно технология достаточно проста: в мундштук режущего станка поступает горючий газ, например, смешанный с ацетиленом кислород, который поджигается и накаляет поверхность детали до температуры горения (от 1000ºС)…

Статья имеет отношение к услугам:Сверление отверстий

1. Что это такое?
2. Виды сверления отверстий и типы свёрл

Назначение сверления

А — сверление
сверлом В — Борштанга. Растачивание на токарном станке С — зенкерование зенкером D — развёртывание развёрткой E,F — цекование цековкой G — зенкование зенковкой H — нарезка резьбы метчиком

Сверление — необходимая операция для получения отверстий в различных материалах при их обработке, целью которой является:

Изготовление отверстий под нарезание резьбы, зенкерование, развёртывание или растачивание.
Изготовление отверстий (технологических) для размещения в них электрических кабелей, анкерных болтов, крепёжных элементов и др.
Отделение (отрезка) заготовок из листов материала.
Ослабление разрушаемых конструкций.
Закладка заряда взрывчатого вещества при добыче природного камня.

Станки и инструменты для выполнения сверления

Свёрла
Сверление цилиндрических отверстий, а также сверление многогранных (треугольных, квадратных, пяти- и шестигранных, овальных) отверстий выполняют с помощью специальных режущих инструментов — свёрл. Свёрла в зависимости от свойств обрабатываемого материала изготавливаются нужных типоразмеров из следующих материалов:

Углеродистые стали (У8, У9, У10, У12 и др): Сверление и рассверливание дерева, пластмасс, мягких металлов.
Низколегированные стали (Х, В1,9ХС,9ХВГ и др): Сверление и рассверливание дерева, пластмасс, мягких металлов. Повышенная по сравнению с углеродистыми теплостойкость (до 250 °C) и скорость резания.
Быстрорежущие стали (Р9, Р18, Р6М5, Р9К5 и др): Сверление всех конструкционных материалов в незакалённом состоянии. Теплостойкость до 650 °C.
Свёрла, оснащенные твёрдым сплавом, (ВК3, ВК8, Т5К10, Т15К6 и др): Сверление на повышенных скоростях незакалённых сталей и цветных металлов. Теплостойкость до 950 °C. Могут быть цельными, с напайными пластинами, либо со сменными пластинами (крепятся винтами)
Свёрла, оснащённые боразоном: Сверление закалённых сталей и белого чугуна, стекла, керамики, цветных металлов.
Свёрла, оснащённые алмазом: Сверление твёрдых материалов, стекла, керамики, камней.

Операции сверления производятся на следующих станках:

Вертикально-сверлильные станки: Сверление — основная операция.
Горизонтально-сверлильные станки: Сверление — основная операция.
Вертикально-расточные станки: Сверление — вспомогательная операция.
Горизонтально-расточные станки: Сверление — вспомогательная операция.
Вертикально-фрезерные станки: Сверление — вспомогательная операция.
Горизонтально-фрезерные станки: Сверление — вспомогательная операция.
Универсально-фрезерные станки: Сверление — вспомогательная операция.
Токарные станки: Сверло неподвижно, а обрабатываемая заготовка вращается.
Токарно-затыловочные станки: Сверление — вспомогательная операция. Сверло неподвижно.
Агрегатном станке.
Токарно-револьверные станки: Сверление — вспомогательная операция. Сверло может быть неподвижно (статический блок) или вращаться (приводной блок)

И на ручном оборудовании:

Механические дрели: Сверление с использованием мускульной силы человека.
Электрические дрели: Сверление на монтаже переносным электроинструментом (в том числе ударно-поворотное сверление).
перфораторы

Для облегчения процессов резания материалов применяют следующие меры:

Охлаждение: Смазочно-охлаждающие жидкости и газы(вода, эмульсии, олеиновая кислота, углекислый газ, графит и др.)
Ультразвук: Ультразвуковые вибрации сверла увеличивают производительность и дробление стружки.
Подогрев: Подогревом ослабляют твёрдость труднообрабатываемых материалов.
Удар: При ударно-поворотном сверлении (бурении) камня, бетона.

Виды сверления отверстий и их характеристика:

Сверление на проход (сквозное) — в процессе обработки сверло проходит сквозь заготовку. Причем в момент вывода инструмента со стороны, противоположной его введению, подача должна быть уменьшена, чтобы сверло осталось целым. В некоторых случаях завершение обработки выполняется на ручной подаче;
Сверление в упор — выполнение глухих отверстий определенной длины. При этом удобно использовать разметку на пиноли. Устанавливая сверло в положение, когда вершина режущей кромки касается торца заготовки, на пиноль мелом наносится специальная риска и от нее выполняется отсчет глубины сверления. Есть и другой метод определения глубины сверления: требуемая длина отмечается мелом прямо на инструменте, следовательно, станочник перемещает пиноль до тех пор, пока сверло не углубится в металл на требуемую величину;
Сверление глубоких отверстий, чья длина превышает диаметр минимум в пять раз. Такая обработка выполняется с перерывами, то есть периодически инструмент нужно выводить из отверстия для удаления стружки, иначе сверло попросту сломается.

Перейти к списку статей >>

Охлаждение при сверлении

Большой проблемой при сверлении является сильный разогрев сверла и обрабатываемого материала из-за трения. В месте сверления температура может достигать нескольких сотен градусов Цельсия.

При сильном разогреве материал может начать гореть или плавиться. Многие стали при сильном разогреве теряют твердость, в результате режущие кромки стальных свёрл быстрее изнашиваются, из-за чего трение только усиливается, что в итоге приводит к быстрому выходу свёрл из строя и резкому снижению эффективности сверления. Аналогично, при использовании твердосплавного сверла или сверла со сменными пластинами, твердый сплав при перегреве теряет твердость, и начинается пластическая деформация режущей кромки, что является нежелательным типом износа.

Для борьбы с разогревом применяют охлаждение с помощью охлаждающих эмульсий или смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ). При сверлении на станке часто возможно организовать подачу жидкости непосредственно к месту сверления. Подача охлаждающей жидкости также может осуществляться через каналы в самом сверле, если это позволяет станок. Такие каналы делаются во многих цельных сверлах и во всех корпусных. Внутренняя подача СОЖ необходима при сверлении глубоких отверстий (глубиной 10 и более диаметров). При этом важно не столько охлаждение, сколько удаление стружки. Давление СОЖ вымывает стружку из зоны резания, что позволяет избежать её пакетирования или повторного резания. Если в таком случае невозможно организовать подачу СОЖ, то приходится осуществлять сверление с периодическими выводами сверла для удаления стружки. Такой метод крайне непроизводителен.

При сверлении ручным инструментом сверление время от времени прерывают и окунают сверло в ёмкость с жидкостью.

Особенности процесса резания (формообразования) при сверлении.

Сверла применяются для получения отверстий в сплошном материале, рассверливания уже имеющихся отверстий, сверление конических углублений для центров, сверление под резьбу, высверливание и т.д. В зависимости от конструкции и назначения сверла можно классифицировать следующим образом:

— перовые, используемые в основном для сверления отверстий малого диаметра в неметаллических материалах и глубоких отверстий;

— центровочные специальные ( 2φ=600 и 2φ =1200 ) одно и двух сторонние;

— спиральные обычные быстрорежущие и монолитные твёрдосплавные с прессованными или вышлифованными канавками;

— для глубокого сверления ( перовые, ружейные, пушечные, шнековые, эжекторные, кольцевые );

— специальные (с пластмассовым хвостовиком, спиральные с различными заточками, для сверления и высверливания отверстий в листовых материалах, под нарезания резьбы, под заклепки и т. д.).

Процесс резания при сверлении протекает принципиально так же, как и при точении. Так, например, в зависимости от свойств обрабатываемого материала стружка получается либо сливной, либо надлома; имеет место усадка стружки; при сверлении вязких металлов образуется нарост. Однако, несмотря на указанное сходство процессов точения и сверления, между ними имеются следующие различия:

1. Наличие очень малых передних углов в центральной части сверла и отрицательных у перемычки повышает деформацию срезаемой стружки, увеличивает силы трения, следовательно, и тепловыделение в зоне резания.

2. Наблюдается повышенное трение в процессе сверления из-за отсутствия вспомогательных задних углов на ленточках.

3. Сверло в процессе резания находится в постоянном длительном контакте со стружкой и обработанной поверхностью; ухудшены условия отвода стружки. Вместе с тем выходящая из отверстия стружка затрудняет проникновение СОЖ в зону резания и отвод тепла,

4. Различие скоростей резания для различных точек режущих лезвий в процессе сверления усложняет процесс деформации стружки и ее схода по передней поверхности инструмента.

Главное движение при сверлении осуществляется за счет вращения сверла и реже — детали, а движение подачи — перемещением сверла или детали вдоль оси инструмента (рис. 11.2.).

Рис. 11.2 Элементы срезаемого слоя при сверлении

За скорость резания принимается окружная скорость точки, наиболее удаленной от оси сверла, рассчитанная по диаметру сверла:

– диаметр сверла, мм;
n
– число оборотов сверла в минуту, об/мин.

В центре сверла скорость( v

Подача — величина перемещения сверла вдоль оси за один его оборот (S

0, мм/об). Так как у сверла два главных режущих лезвия, на каждое из них приходится подача, равная:

В свою очередь минутная подача SМ будет равна:

Глубина резания при сверлении определяется диаметром сверла:

а при рассверливании отверстия диаметром d

Толщину и ширину среза при сверлении определяют без учета перемычки по формулам:

Толщина среза измеряется в направлении, перпендикулярном к главному режущему лезвию, а ширина — вдоль него.

Площадь поперечного сечения среза F

z, приходящаяся на одно режущее лезвие, равна

Конструктивные элементы и геометрические параметры спирального сверла. Конструкция спирального сверла соответствует двоякому назначению – быть режущим инструментом и шнеком, транспортирующим стружку из зоны резания.

Спиральное сверло состоит из рабочей части l

1, шейки
l
3 и хвостовика
l
4, имеющего на конце лапку
l
5 (рис. 11.3). Рабочая часть в свою очередь разделяется на режущую
l
2 и направляющую
l
2′. Режущая часть включает в себя следующие элементы: круглошлифованные ленточки (вспомогательные режущие лезвия) 1, поперечную режущую кромку 2, канавки 3, два главных режущих лезвия 4, передние 7 и задние 5 поверхности, два зуба (пера) сверла 6.

Хвостовик сверла может быть выполнен, как конусным по системам Морзе, метрическим, так и цилиндрическим с поводком. В первом случае крутящий момент передается за счет сил трения между коническими поверхностями хвостовика сверла и посадочного отверстия шпинделя, а во втором — посредством поводка. Лапка служит для выбивания сверла из шпинделя станка либо из переходной втулки. Шейка предназначена для выхода шлифовального круга при изготовлении сверла. Направляющая часть обеспечивает направление сверла в просверливаемом отверстии и служит резервом для образования рабочей части при его переточках.

Режущие свойства сверла во многом определяются геометрическими параметрами и материалом его режущей части. Рассмотрим геометрические параметры спирального сверла (рис. 11.4).

Угол наклона винтовой канавки ω

— это угол, заключенный между осью сверла и развернутой винтовой линией стружечной канавки (рис. 11.4,б). Величина его непостоянна: чем ближе к оси сверла, тем меньше угол
ω
.

Рис. 11.3.Спиральное сверло.

Рис. 11.4 Геометрические параметры спирального сверла.

Из всех известных конструкций спиральные сверла нашли наибольшее применение благодаря хорошему отводу стружки из обрабатываемого отверстия из-за наличия винтовых канавок. Спиральные сверла применяют для сверления отверстий диаметром 1…55 мм и глубиной (20…30)D, с точностью диаметральных размеров IT12…IT14, уводом осей отверстий до 0,3…0,5 мм/100 мм и шероховатостью Rz 20…80 мкм.

Цельные сверла применяются для обработки отверстий малого диаметра (3…20 мм). Могут иметь отверстия для внутреннего подвода СОЖ. Глубина сверления (2…5)D. Для повышения прочности и жесткости диаметр сердцевины увеличивают до (0,22…0,3)D.

Составные с напайной пластинкой или сборные с вставкой из твердого сплава – для обработки отверстий диаметром 17…30 мм. Для повышения стойкости на длине твердосплавной пластинки делают обратную конусность 0,6…0,8 мм на 100 мм длины. Недостаток – ослабление корпуса (напайка осуществляется в зоне резания). Режущая кромка образована двумя или более пластинками, перекрывающими друг друга, поэтому она формирует практически плоское дно отверстия.

Исторически первой и наиболее простой конструкцией сверла глубокого сверления являются пушечные сверла (рис. 11.5). Такое сверло представляет собой стержень большой длины, равной глубине обрабатываемого отверстия, срезанный в рабочей части примерно до половины диаметра и заточенный с торца с задним углом α. Ружейные сверла в отличие от пушечных, имеют внутренний канал для подвода СОЖ и прямую (реже винтовую) канавку для наружного отвода пульпы (смесь стружки и СОЖ). Они применяются для сверления отверстий глубиной (5…100) d

и диаметром 0,5…30 мм и более. Благодаря оснащению твердым сплавом и внутренней подаче СОЖ они обеспечивают высокую производительность при сверлении отверстий с минимальным уводом оси при высокой точности (
H
8…
H
9) и низкой шероховатости поверхности отверстий (
Ra
0,32…1,25 мкм).

Рисунок 11.5 – Конструкции пушечных и ружейных сверл

Комбинированными центровочными сверлами обрабатывают небольшие отверстия диаметром d, затем по мере проникновения в материал вступают в работу кромки, расположенные под углом 60°, и сверлом обрабатывают коническую часть центрового отверстия. Угол режущей части принимают 116-118°, угол поперечной кромки 55°. Для уменьшения трения делают обратную конусность на длине l1в пределах 0,05-0,1 мм. Толщину сердцевины принимают равной (0,15-0,17)d и увеличивают ее на участке l1 по направлению к хвостовику (Рис. 11.6, а.).

Рис. 11.6. Комбинированное центровочное сверло.

Комбинированные центровочные сверла с предохранительным конусом (рис. 11.6,б.) отличаются тем, что конусная часть сверла помимо угла 60° имеет еще дополнительный конус с углом 120°. Это делают для предохранения центрового отверстия от случайных повреждений. Все остальные элементы этого сверла такие же, как у комбинированного.

Сверление отверстий является особой технологической операцией, которая используется при обработке металлических, деревянных и иных материалов. Отверстия необходимы при соединении элементов болтами, шурупами и другими метизами. При помощи операции могут быть удалены нарушения на поверхности заготовки.

Чтобы выполнить вышеуказанную операцию применяются соответствующие инструменты – сверла. Они имеют различия по типам, видам, разновидностям исходя из особенностей конструкции режущей кромки и хвостовиков.

Металлообработка является энергоемким и трудоемким процессом, который включает в себя термические и механические мероприятия по обработке. Термическая включается в себя закалку, отпуск и т.п. мероприятия. К механическим можно отнести множество операций, но одной из наиболее распространенных является сверление отверстий. В этом случае происходит обработка резанием, в которой специальный вращающийся режущий инструмент создает различные диаметры и глубины отверстий. Различные типы обработки предполагают использование разных по твердости, длине, диаметру инструментов.

Важной технологической особенностью процесса является то, что нельзя сбивать сверло в самом начале работы. Необходимо максимально точно направлять его по оси. В центре создаваемого отверстия должно быть точно установлено центрирующее острие. Соответственно с первых моментов вращения сверла необходимо придавать инструментарию верное направление движения и не смещать его в дальнейшем.

Выбор верного направления движения сверл формируется верной заточкой рабочих поверхностей, соответствующей фиксации в рабочем инструментарии и подаче в требуемой плоскости во время вращения. Так, геометрический центр разметки обязан точно соответствовать направляющему центру сверла. При этом режущие грани должна быть максимально острой. Допускать искривление сверл нельзя.

Степень нажима при работе определяется каждым конкретным случаем в зависимости от типа инструмента, показателя твердости, вида обрабатываемой поверхности. Но все особенности процесса сверления предполагают прикладывание определенных усилий. Чрезмерно приложенное давление приводит к поломке инструмента или понижению качества результата.

При одностороннем сквозном сверлении разрешается подкладывать выструганный брусок, прижимая к нему обрабатываемую деталь, например, струбциной. При завершении сверления вращение необходимо замедлять, так как в противном случае можно навредить нижним краям отверстия.

При сквозном сверлении происходит встречная обработка по нанесенной разметке. Для тонких деталей предполагается обработка в пачке, плотно прижатыми друг к другу.

Если говорить о прорезке режущими кромками, необходимо заметить, что подобный процесс схож с операцией выдавливания. В сравнении с точением рассматриваемый процесс имеет значительно худшую возможность отводить стружку и подвода охлаждающих сред. Кроме этого, процесс сопровождается существенным трением стружки о стенки инструмента и обрабатываемой детали. Это приводит к резкому перепаду скоростей резки, значения которых колеблются от 0 до максимально возможных значений, что приводит к деформациям и срезаниям слоев металла в разнообразных точках с различной скоростью.

Выполнение работы должно сопровождаться проверкой одинаковой длины и углов заточки режущих кромок. При наличии у сверл режущих кромок различной длины и углов наклона оно может быстро выходить из строя или просверливать отверстия больших размеров, чем требуется. Проверяются углы специальным инструментом – шаблоном для заточки сверл.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Доклад по предмету: Машиностроение на тему: Процесс сверления и его технологические особенности. Большое количество контрольных, курсовых и рефератов по техническим предметам.

Будьте осмотрительны! Не сдавайте скачанную работу преподавателю.

Преподаватели всегда проверяют уникальность сдаваемых работ. Вы можете использовать эту работу для подготовки своего проекта или закажите уникальную.

Суть процесса сверления заключается в удалении металла, осуществляющегося в целях получения отверстий. Сверление состоит из двух движений: вращения инструмента (в отдельных случаях — детали) вокруг оси и подачи вокруг последней. С детали, которая неподвижно укреплена, режущими кромками сверла срезаются тонкие пласты металла, при этом происходит образование стружки, выходящей в процессе скольжения по спиральным канавкам сверла из отверстия, поддающегося обработке. Сверло — это многолезвийный режущий инструмент, при этом в процессе резания принимают участие как два основных лезвия, так и пара вспомогательных, которые располагаются на направляющих лентах сверла, и даже лезвие перемычки. Это существенно усложняет образование стружки. Если рассматривать схемы стружкообразования при сверлении, можно заметить, что в разных точках лезвия условия работы режущей кромки сверла значительно отличаются.

К примеру, передний угол наклона кромки, который находится ближе к периферии сверла, имеет положительное значение, в связи с чем условия работы режущей кромки являются относительно легкими. Что же касается переднего угла наклона кромки, располагающегося в большем отдалении от периферии и приближенного к центру сверла, то он является отрицательным, что значительно усложняет работу режущей кромки.

Говоря о резании поперечной режущей кромкой, можно отметить, что данный процесс имеет характер, близкий к выдавливанию. По сравнению с точением сверление характеризуется на порядок худшими условиями отвода стружки, а также подвода охлаждающей жидкости. Помимо того, для сверления характерно существенное трение стружки о канавки сверла (в том числе и трение стружки и самого сверла о поверхность, которая обрабатывается), возникновение вдоль режущей кромки сверла резкого перепада скоростей резания, значение которого может колебаться от нуля до максимума, что обуславливает деформацию и срезание слоя металла в различных точках с отличающейся скоростью, а также снижение деформации с приближением к периферии режущей кромки.

Подобными особенностями процесса резания обуславливаются более тяжелые условия образования стружки, повышение выделения тепла и увеличение уровня нагрева сверла. Но если говорить о процессе стружкообразования, который происходит на отдельных микроучастках кромки, можно отметить, что деформации упругого и пластического характера, а также явления тепловыделения, упрочнения, образования наростов и износа инструментов возникают по таким же причинам, как и при точении. При этом скорость резания значительно больше, нежели подача, воздействует на температуру резания.

Что же касается составляющих частей сверла, то к ним относятся рабочая часть, цилиндрический либо конусный хвостовик, который необходим для закрепления сверла, а также лапки, назначение которых состоит в упоре при осуществлении удаления сверла.

Будьте осмотрительны! Не сдавайте скачанную работу преподавателю.

Читайте также: