Сверление и рассверливание отверстий

§ 31. Сверление и рассверливание отверстий.

Наиболее распространенным методом получения отверстий в сплошном материале является сверление. Движение резания при сверлении — вращательное, движение подачи — поступательное.

Для того чтобы сверло не сместилось, вначале сверления производят зацентровку заготовки коротким спиральным сверлом большого диаметра или специальным центровочным сверлом. Угол при вершине у этих сверл равен 90°. При этом условии вначале сверления поперечная кромка сверла не работает, что способствует меньшему смещению его от оси вращения заготовки.

Для сверления отверстий применяют спиральные сверла. Спиральные сверла изготовляют из углеродистой стали марки У12А, хромистокремнистой стали 9ХС, из быстрорежущих сталей, а также твердосплавными.

Сверла, оснащенные пластинками из твердых сплавов, обладают высокой стойкостью, обеспечивают более высокую производительность, повышают качество обработанной поверхности. Их применяют для сверления заготовок из чугуна, закаленной и легированной стали, пластмассы, особенно при сверлении с высокой скоростью резания и низкими подачами. Твердосплавные сверла диаметром до 6 мм изготовляют из сплавов ВК6М, ВК8М и ВК10М.

Если глубина отверстий превышает пять диаметров, то такие отверстия принято называть глубокими. Глубокое сверление можно обеспечить, если использовать длинное спиральное сверло с обычными геометрическими параметрами и сверлить деталь периодически выводя сверло из отверстия с тем, чтобы охладить его и удалить накопившуюся в канавках стружку.

Для повышения производительности применяют сверла с принудительным отводом стружки. Принудительный отвод осуществляется жидкостью (реже воздухом), подводимой в зону резания под давлением.

Сверла из инструментальных углеродистых и легированных сталей допускают скорости резания в 2 раза меньшие, чем сверла из быстрорежущих сталей Р6М5 (вместо Р18) и Р9 при сверлении отверстий диаметром 5—30 мм в стальных деталях. Сверла с пластинками твердых сплавов позволяют применять скорости резания в 2 раза выше, чем сверла из стали Р6М5 (вместо Р18) и Р9. Обычно скорость резания при работе сверлом из быстрорежущей стали изменяется в пределах от 25 до 35 м/мин, причем большие значения скорости резания принимаются при увеличении диаметра сверла и уменьшении подачи.

Автоматические подачи при сверлении стальных деталей изменяются в пределах 0,1—0,3 мм/об, а чугунных —0,2—0,6 мм/об, что составляет примерно 0,02—0,03 диаметра сверла.

Поломка сверла происходит из-за большой подачи и малой скорости резания, поэтому следует работать с возможно большими допустимыми скоростями резания и с возможно меньшими подачами.

Просверленное отверстие имеет минимальные погрешности в том случае, если ось сверла совпадает с осью шпинделя револьверного станка, сверло правильно заточено и имеет жесткое крепление. У правильно заточенного сверла работают обе режущие кромки и стружка идет по двум спиральным канавкам.

Размеры отверстия при сверлении получаются больше заданных в тех случаях, когда режущие кромки сверла имеют разную длину, хотя и заточены под одинаковыми углами; разную длину и заточены под разными углами; равную длину, но заточены под разными углами. При тупом и неправильно заточенном сверле получается косое отверстие с грубой поверхностью. Тупые сверла служат причиной образования заусенцев у выходной части отверстия, острые же сверла их почти не образуют.

Рассверливание отверстий.

При сверлении отверстий большого диаметра мощность станка может оказаться недостаточной. В таких случаях отверстия в детали сверлят в несколько приемов. т. е. производится рассверливание отверстия.

а — при сверлении, б — при рассверливании; n — частота вращения сверла, об/мин, s z — подача, приходящаяся на одну режущую кромку, а — толщина срезаемого слоя, b—ширина срезаемого слоя, t — припуск на сторону

Сначала сверлится отверстие малого диаметра, при этом диаметр сверла должен быть больше поперечной кромки большего сверла; обычно диаметр меньшего сверла равен половине большего. При этом поперечная кромка большего сверла в работе не участвует и усилие резания уменьшается, уменьшается также увод сверла от оси обрабатываемого отверстия.

Режимы резания при рассверливании отверстий обычно принимаются такими же, как и при сверлении.

Затачивание спиральных сверл

Затачивание спиральных сверл производят на специальных заточных станках. Однако токарю иногда приходится затачивать сверла вручную на обычном точиле.

При затачивании сверл нужно соблюдать следующие условия: 1. Режущие кромки сверла должны быть симметричны, т. е. расположены под определенными и равными углами к оси сверла и иметь одинаковую длину. 2. Поперечная кромка (перемычка) должна быть расположена под углом 55° к режущим кромкам (рис. 160, в.). Заточенное таким образом сверло будет работать хорошо.

На рис. 162 показаны отверстия, получаемые при сверлении правильно и неправильно заточенными сверлами. При одинаковой длине режущих кромок (рис. 162, а) диаметр просверленного отверстия равен диаметру сверла. Если же одна кромка длиннее другой (рис. 162, б), то диаметр отверстия получается больше диаметра сверла. Это может привести к браку и быстро вывести сверло из строя ввиду неравномерной нагрузки режущих кромок.

Правильность затачивания сверла проверяется специальным комбинированным шаблоном с тремя вырезами (рис. 163, а); одним из вырезов проверяют угол при вершине сверла и длину режущих кромок (рис. 163, б), вторым вырезом — угол заострения режущей кромки на наружном диаметре сверла (рис. 163, в), третьим — угол между перемычкой и режущей кромкой (рис. 163, г).

Закрепление сверл

Способ закрепления сверла зависит от формы его хвостовика. Сверла с цилиндрическим хвостовиком закрепляют в пиноли задней бабки посредством специальных патронов ; сверла с коническим хвостовиком закрепляют непосредственно в коническом отверстии пиноли задней бабки Конические хвостовики у инструментов, а также конические отверстия в шпинделях и пинолях токарных станков изготовляются по системе Морзе. Конусы Морзе имеют номера 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6; каждому номеру соответствует определенный размер. Если конус сверла меньше конического отверстия пиноли задней бабки, то на хвостовик 1 сверла надевают переходную втулку 2 и затем втулку вместе со сверлом вставляют в отверстие пиноли задней бабки станка.

Перед тем как вставить сверло в пиноль задней бабки, необходимо тщательно очистить от грязи хвостовик сверла, а также отверстие пиноли.

Чтобы удалить сверло из пиноли задней бабки, следует поворачивать маховичок до тех пор, пока пиноль не будет затянута в корпус задней бабки до крайнего положения. В этом положении винт упрется в торец хвостовика и вытолкнет его.

Высокопроизводительные методы работы при сверлении и рассверливании

Замена ручной подачи механической. Новаторы производства в целях механизации подачи сверла применяют простые и дешевые приспособления, облегчающие труд и сберегающие время. Одно из таких приспособлений показано на рис. 167.

Приспособление представляет собой стальную державку 2 с плиткой 1, закрепляемой при помощи болтов 3 в резцедержателе. В державке имеется коническое отверстие для закрепления хвостовика сверла и отверстие для выбивания сверла. Нижняя плоскость плитки 1 прострогана или профрезерована так, что при закреплении ее в резцедержателе сверло точно (без прокладок) устанавливается на высоте центров. Чтобы установить сверло по оси отверстия в горизонтальной плоскости, на нижних салазках суппорта отмечается риска. Такое приспособление очень эффективно при изготовлении большого числа деталей с отверстиями, так как в этом случае сверление производится с механической подачей сверла от суппорта; использование его уменьшает время обработки и облегчает Труд токаря.

Для механизации подачи сверла при сверлении отверстий большого диаметра в условиях мелкосерийного и единичного производства токарем-новатором т. Бучневым изготовлено устройство (рис. 168, а), дающее возможность передвигать заднюю бабку с затратой небольшого усилия. Это устройство заключается в следующем. К плите задней бабки крепят болтами угловой кронштейн 5, в котором помещаются валики 1 и 2. На валике 1 сидит ведущее зубчатое колесо 7 и рукоятка 6. На валике 2 находится зубчатое колесо 3 и колесо 4, сцепляющееся с рейкой станины. Вращение рукоятки 6 через колеса 7 и 3 передается колесу 4, которое катится по рейке станка и передвигает заднюю бабку по станине.

На токарно-винторезном станке 1К62 завода «Красный пролетарий» предусмотрена замена ручной подачи сверла (зенкера, развертки) механической. Для этого в суппорте имеется специальный замок (рис. 168, б), входящий в прилив задней бабки. При помощи такого несложного устройства можно соединить каретку суппорта с плитой задней бабки и, освободив плиту задней бабки от станины, включить наиболее выгодную механическую подачу суппорта.

Производительность труда при этом значительно повышается. Кроме указанного преимущества, такой способ подачи позволяет производить сверление (зенкерование, развертывание) отверстий на необходимую глубину, ведя отсчет по лимбу продольной подачи или пользуясь продольным упором (длиноограничителем).

Использование сверл особой заточки. Для повышения производительности труда новаторы производства применяют подточку перемычки, используют двойную заточку сверл и бесперемычные сверла.

Сверло с двойной заточкой показано на рис. 169, а. Заборная часть его имеет ломаные режущие кромки: вначале короткие под углом 70—75°, а к вершине удлиненные — под углом 116—118°. Такие сверла изнашиваются меньше нормальных и отличаются повышенной стойкостью — в 2 — 3 раза большей при сверлении стали и в 3 — 5 раз большей при сверлении чугуна.

Для уменьшения усилия подачи при сверлении полезной оказывается подточка перемычки на участке ВС (рис. 169, б). При такой подточке не только уменьшается поперечная кромка, но и увеличивается передний угол, что облегчает условия резания.

На рис. 170 показано высокопроизводительное сверло из быстрорежущей стали скоростника. сверловщика Средневолжского станкостроительного завода В. Жирова. Сверло предназначено для сверления чугуна.

Сверло Жирова в отличие от сверла, показанного на рис. 169, а, изготовляется с тройным конусом у вершины, с подточенной передней поверхностью и прорезанной перемычкой. Наличие выемки вместо перемычки значительно облегчает врезание сверла в обрабатываемый металл, благодаря чему в 3—4 раза снижается осевое усилие при сверлении чугуна. Это позволяет увеличить подачу сверла и сократить машинное время, по крайней мере, вдвое.

Для повышения стойкости заборная часть сверла Жирова имеет три ломаные режущие кромки, вначале короткие, образующие угол 55°, затем более длинные — с углом 70° и, наконец, самые длинные — с углом у вершины 118°.

Наличие коротких режущих кромок с углом 55° способствует значительному повышению стойкости сверла (при работе с повышенными подачами) по сравнению с сверлами обычной конструкции.

Режимы резания при сверлении и рассверливании

Скорость резания при сверлении углеродистой стали средней твердости, серого чугуна и бронзы сверлами из быстрорежущей стали можно принимать равной 20—40 м/мин.

Подача сверла на токарном станке производится обычно вручную, медленным перемещением пиноли задней бабки, как показано на рис. 165. Слишком большая и неравномерная подача может привести к поломке сверла, особенно при использовании сверл малых диаметров.

Иногда при сверлении применяется и механическая подача (см. рис. 167). В этом случае сверло укрепляется с помощью специальных прокладок или втулки в резцедержателе. При сверлении с механической подачей величину подачи принимают равной: при сверлах диаметром от 6 до 30 мм для углеродистой стали средней твердости — от 0,1 до 0,35 мм1об; для чугуна — от 0,15 до 0,40 мм/об.

При рассверливании поперечная кромка сверла не принимает участия в работе. Благодаря этому значительно уменьшается усилие подачи, уменьшается и увод сверла; это позволяет увеличивать величину подачи примерно в 1½ раза по сравнению с подачей сверла того же диаметра при сверлении в сплошном материале.

Скорость резания при рассверливании можно брать такую же, как и при сверлении.

Сверление и рассверливание стали и алюминия рекомендуется вести с охлаждением эмульсией в количестве не менее 6 л/мин; чугун, латунь и бронзу сверлят и рассверливают без охлаждения. Необходимо, однако, отметить, что ввиду горизонтального расположения обрабатываемых отверстий охладающая жидкость с трудом подается к месту образования стружки. Поэтому для глубокого сверления в трудно обрабатываемых материалах применяют сверла с внутренними каналами, по которым подают охлаждающую жидкость под большим давлением к режущим кромкам.

Сверление и рассверливание отверстий

Обработка отверстий производится различными режущими инструментами в зависимости от вида заготовки, требуемой точности и нужной чистоты поверхности.

Различают заготовки с отверстиями, подготовленными при отливке, ковке или штамповке, и заготовки без предварительно подготовленных отверстий.

Обработку отверстий в заготовках, не имеющих предварительно подготовленных отверстий, всегда начинают со сверления.

Сверла

Сверление неглубоких отверстий производят перовыми и спиральными сверлами.

Перовое сверло. Перовое сверло показано на рис. 159. Режущая часть сверла представляет плоскую лопатку 3, переходящую в стержень 4. Две режущие кромки 1 и 2 сверла наклонены друг к другу обычно под углом 116—118°, но этот угол может быть равным от 90 до 140°, в зависимости от твердости обрабатываемого материала: чем материал тверже, тем больше угол.

Перовые сверла малопроизводительны, кроме того, при сверлении их уводит в сторону от оси отверстия. Несмотря на это, их иногда применяют для неответственных работ, что объясняется простотой конструкции таких сверл и их невысокой стоимостью.

Спиральные сверла. В настоящее время сверление производят главным образом спиральными сверлами. На рис. 160 показано такое сверло. Оно состоит из рабочей части и хвостовика (конического по рис. 160, а или цилиндрического по рис. 160, б) для крепления сверла либо в коническом отверстии пиноли задней бабки, либо в патроне.

Конический хвостовик имеет лапку, которая служит упором при выбивании сверла (рис. 160, а).

Рабочая часть спирального сверла представляет собой цилиндр с двумя спиральными (вернее — винтовыми) канавками, служащими для образования режущих кромок сверла и вывода стружки наружу. Передняя часть сверла (рис. 160, в) заточена по двум коническим поверхностям и имеет переднюю поверхность, заднюю поверхность, две режущие кромки, соединенные перемычкой (поперечной кромкой). Две узкие ленточки (фаски), идущие вдоль винтовых канавок сверла, служат для правильного направления и центрировакия сверла.

Угол при вершине сверла 2φ обычно равен 116 — 118°. Для сверления твердых материалов этот угол увеличивают до 140°, а для сверления мягких материалов его уменьшают до 90°.

Сверла изготовляют из легированной стали 9ХС, быстрорежущей стали Р9 и Р18, а также из легированной стали с припаянными пластинками твердого сплава.

Сверла, оснащенные пластинками твердого сплава, показаны на рис. 161. Сверла с прямыми канавками (рис. 161, а) проще в изготовлении, но выход стружки из отверстия у них затруднен; их обычно применяют при сверлении чугуна и других хрупких металлов, когда глубина отверстия не превышает двух-трех диаметров. Сверла с винтовыми канавками (рис. 161, б) легче выводят стружку из отверстия, поэтому их рекомендуется применять при сверлении вязких материалов.

Приемы сверления

Подготовка к сверлению. При сверлении отверстия длиной больше двух диаметров сверла рекомендуется сначала отверстие жестко закрепленным в пиноли коротким Тогда последующее сверло будет лучше направляться и его меньше будет уводить в сторону.

Подача сверла. Подачу сверла производят вращением маховичка задней бабки

При сверлении глубокого отверстия спиральным сверлом нужно время от времени выводить сверло из отверстия на ходу станка И удалять из стружку; этим предотвращается поломка сверла. Необходимо также следить за тем, чтобы при сверлении нормальными сверлами глубина отверстия не была больше длины спиральной канавки сверла, так как иначе стружка не сможет выходить из канавок и сверло сломается.

Сверление глухих отверстий. Для сверления отверстий заданной длины удобно пользоваться рисками с на пиноли задней бабки (см. рис. 165). Вращением ма-выдвигают сверло, пока оно не углубится в материал де-всей заборной частью, и замечают при этом соответствующую риску на пиноли. Затем, вращая маховичок задней бабки, перемещают пиноль до тех пор, пока она не выйдет из корпуса на нужное число делений.

Когда на пиноли нет делений, можно применить следующий способ. Отмечают на сверле мелом требуемую длину отверстия и перемещают пиноль, пока сверло не углубится в метки.

Иногда при сверлении слышится характерный металлический визг. Это является признаком перекоса отверстия или затупления сверла. В подобных случаях надо немедленно прекратить подачу, остановить станок, выяснить и устранить причину визга.

Сверление и рассверливание. Расчет режимов.

Прежде чем остановить станок во время сверления, нужно вывести сверло из отверстия. Останавливать станок в то время, когда сверло находится в отверстии, нельзя, это может привести к заеданию сверла и его поломке.

Сверление и рассверливание отверстий

Операционные припуски на обработку отверстий. Припуском на обработку деталей именуется слой металла, подлежащий снятию при обработке.

Размер припуска на обработку отверстий должен быть мини­мальным, но достаточным для получения правильной геометриче­ской формы, данных размеров и шероховатости отверстия при наименьшем количестве нужного инструмента и числе про­ходов. Таким макаром, наивыгоднейший припуск на обработку от­верстий обеспечивает соблюдение технических критерий вместе с высочайшей производительностью и экономичностью обработки.

Малый размер припуска на обработку отверстий зави­сит от жесткости системы станок — инструмент — деталь и, глав­ным образом, жесткости оправок и борштанг, от вида используемого инструмента, типа отверстий и их расположения, нрава вы­полняемой операции, размеров отверстий и корпуса.

Нужное число проходов при обработке отверстий уменьша­ется с увеличением жесткости оправок и борштанг, при наличии многорезцового инструмента, симметричном расположении припус­ка, уменьшении длины отверстия и вылета шпинделя.

Твердость оправок и борштанг в свою очередь увеличивается с применением опоры в задней стойке либо люнетов.

Величины главных и операционных припусков при обработке отверстий на горизонтально-расточных станках многолезвийными инструментами в критериях мелкосерийного производства приведе­ны в табл. 12.

Сверление применяется для образования отверстий в сплош­ном материале с точностью и шероховатостью до 4-го класса. Под­бор сверл по поперечнику при сверлении и рассверливании произво­дится по табл. 12. Нужная длина режущей части сверла зави­сит от требуемой глубины сверления и определяется по чертежу обрабатываемой детали. При сверлении глубочайших отверстий приме­няются удлиненные сверла.

Сверла устанавливают коническим хвостовиком в отверстие пе­реходной втулки либо удлинителя, а последние — в конус шпинделя станка. За ранее сопрягаемые конические поверхности про­тирают концами либо салфеткой. Сверла снимают с оправки либо удлинителя при помощи клина-выколотки. Нужно иметь в ви­ду, что все инструменты с коническим хвостовиком могут нормаль­но работать только при условии неплохого сопряжения конических поверхностей и отсутствия забоин. Для направления сверла сначала обработки используют подготовительную зацентровку отвер­стия маленьким сверлом поперечником до 30 мм.

Режимы резания при обработке на расточных станках инстру­ментами из быстрорежущей стали выбираются по нормативам НИБТН (книжка «Режимы резания металлов инструментами из быстрорежущей стали». Машгиз, 1950 [10]) и инструментами с пла­стинкой твердого сплава — по картам книжки «Режимы резания чер­ных металлов инвентарем, снаряженным жестким сплавом». Маш­гиз, 1958 [11].

Режим резания при сверлении и рассверливании выбирают в за­висимости от материала обрабатываемой детали, поперечника и гео­метрии заточки сверла, длины обрабатываемого отверстия и выле­та сверла. Подачи при сверлении определяют по картам 131 и 133 [10]. При всем этом верхние значения подач (I группа подач) прини­мают при сверлении глухих отверстий без допуска /либо по 5-му классу точности, следующем рассверливании, обработке двумя-тремя инструментами, обработке одним инвентарем и нарезании резьбы метчиками. Средние значения подач (II группа) использу­ют при сверлении глухих и сквозных отверстий в деталях недоста­точной жесткости, следующем нарезании резьбы метчиками, об­работке зенкером либо 2-мя развертками. Малые значения подач (III группа) используют для четких отверстий и последую­щей обработки одним зенкером либо одной разверткой. Скорость резания и числа оборотов сверл определяют по картам 132 и 135 [10].

Режим резания для сверл с пластинками твердого сплава при обработке чугуна и стали выбирают: подачи — по картам 81, 82 [11], скорость резания — по картам 83—86 [11]. Избранные величи­ны подач и частоту вращения корректируют по паспорту расточного станка — применяется наиблежайшее наименьшее значение подачи либо частоты вращения, имеющееся у станка.

Сверление и рассверливание отверстий

Назначение и инструменты. Сверлением можно получить отверстия точностью до 12-го квалитета и шероховатостью Rz≥80 мкм. Рассверливанием увеличивают диаметр ранее просверленного отверстия и при определенных условиях повышают его точность примерно на один квалитет.

В качестве режущих инструментов для рассматриваемых способов обработки используются преимущественно спиральные сверла.

Спиральное сверло(рис 51) представляет собой двузубый режущий инструмент, состоящий из рабочей части, шейки и хвостовика. Рабочая часть включает режущую и направляющую части.

На рабочей части сверла выполнены две стружечные канавки, винтовая форма которых облегчает выход стружки из отверстия. Для уменьшения трения о стенки отверстия спинки зубьев занижены, а вдоль каждого из них оставлены узкие направляющие ленточки. С этой же целью на направляющей части предусмотрена небольшая обратная конусность (0, 03-0, 12мм на каждые 100 мм длины). Для увеличения прочности сверла глубина стружечных канавок постепенно уменьшается по направлению к хвостовику.

Режущая часть имеет две режущие кромки, которые в центре соединяются перемычкой (поперечной кромкой). Передняя поверхность зубьев является частью винтовой поверхности стружечной канавки, а задняя. поверхностью конуса, образующегося при заточке сверла.

Хвостовики выполняются коническими (для сверл диаметром 6-80 мм) по размерам стандартных конусов Морзе или цилиндрическими. для сверл малых диаметров до 20 мм.

Сверла изготавливаются из быстрорежущей стали Р6М5, а также оснащаются твердым сплавом ВК8. Последние предусмотрены для сверления чугуна и труднообрабатываемых сталей. Кроме того, в целях экономии дорогостоящих быстрорежущих сталей хвостовики сверл диаметром свыше 6 мм выполняются из конструкционных сталей и привариваются к рабочей части сверла.

Для создания благоприятных условий резания зубьям сверла придается форма клина, которая определяется главными углами» передним γ, углом заострения β и заднимα (см. рис, 51, в). Величина этих углов неодинакова для различных точек режущих кромок. Передний угол в связи с винтовой формой стружечной канавки имеет наибольшее значение (20-30°) у периферии сверла, а ближе к его оси постепенно уменьшается до отрицательной величины. Заднему углу заточкой по задним поверхностям придается также переменное значение для компенсации его уменьшения в работе: от 10-15° у периферии до 20-25° около оси.

Существенное влияние на сопротивление резанию оказывает угол при вершине сверла 2φ (см. рис 51, б). С уменьшением этого угла общее сопротивление резанию возрастает, а усилие подачи, действующее вдоль оси сверла, уменьшается. Для сверл общего назначения угол при вершине выполняется в пределах 116-118°.

Значительный недостаток спиральных сверл. наличие у них перемычки. Имея отрицательный передний угол, она не режет, а мнет металл. У правильно заточенного свёрла перемычка должна располагаться к направлению режущей кромки под углом ψ(пси) =50-55°. В противном случае, требуемая величина заднего угла сверла не будет выдержана, так как между этими углами существует обратно-пропорциональная зависимость. Например, при увеличении угла задний угол а уменьшается и наоборот.

Рис 52. Шаблон для контроля заточки сверл

Централизованная заточка сверл на предприятиях обычно ведется на специальных сверлозаточных станках. При универсальных работах эту операцию часто выполняет сам токарь (подобно заточке резцов) на простых заточных станках.

Во время заточки рабочую часть сверла удерживают левой рукой, опираясь ею на подручник, а правой поддерживают хвостовик сверла. Небольшим усилием прижимают режущую кромку к рабочей поверхности шлифовального круга так, чтобы кромка вначале занимала горизонтальное положение. Затем сверло медленно поворачивают и одновременно подают вперед на круг. После заточки одной задней поверхности сверло поворачивают и затачивают другую.

Рис 53. Дополнительные способы заточки сверл

Качественно заточенное сверло должно отвечать следующим требованиям: 1) угол при вершине 2φ=116-118°;2) одинаковая длина, прямолинейность и симметричность к оси режущих кромок; 3)угол наклона перемычки к режущим кромкам ψ= 50.55°; 4) отсутствие на режущих кромках забоин, завалов, зазубрин, заусенцев, прижогов, трещин.

Контроль заточенных сверл ведется внешним осмотром и при помощи шаблона (рис 52).

Рис 54. Переходная втулка со вставленным в нее хвостовиком сверла

Для улучшения режущих способностей сверл диаметром свыше 12 мм кроме вышеописанной нормальной заточки рекомендуется выполнять двойную заточку, подточку перемычки и ленточек.

Двойную заточку (рис53 а) делают по задним поверхностям сверла путем создания на режущих кромках двух дополнительных участков под углом 70-75° длиной 0, 2 диаметра сверла. Благодаря этому увеличивается общая длина режущих кромок, улучшается теплоотвод, уменьшается острота уголков и увеличивается их прочность и стойкость. Кроме того, благодаря ломаной форме режущих кромок облегчается разделение широких стружек и выход их из отверстия.

Подточка перемычки (рис 53, б) выполняется по передним поверхностям зубьев для уменьшения ее длины примерно до 0, 1 диаметра сверла и увеличения в этом месте переднего угла.

Подточка ленточек (рис 53, а, сеч. А-А) выполняется на длине 1, 5-4 мм около уголков сверла. В этих местах ширина ленточки уменьшается до 0, 2-0, 4 мм, что снижает трение в наиболее нагруженном месте сверла.

Установка сверл на станке. На токарном станке сверление производится не вращающимся сверлом, которое закрепляется в пиноли задней бабки.

Сверла сконическим хвостовиком устанавливают непосредственно в отверстие пиноли, если размеры их совпадают, или при помощи переходной втулки 2 (рис 54), одетой нахвостовик сверла 1.

Сверла с цилиндрическим хвостовиком закрепляются на станке посредством сверлильных патронов, одна из конструкций которых показана на рис 55, а. В наклонных отверстиях корпуса 3 установлены кулачки 4 в виде цилиндрических стержней со скосами для закрепления сверла и резьбовой частью на наружной поверхности. Внутри муфты 5 закреплена гайка с конической резьбой, которая соединяется с резьбой, кулачков. Если ключом 2 вращать муфту, то кулачки, перемещаясь в наклонных отверстиях, будут сжиматься, обеспечивая закрепление и центрирование сверла. Корпус 8 с обратной стороны имеет глухое коническое отверстие, которым он неподвижно насаживается на хвостовик. Такие патроны выпускаются трех размеров: ПС-6, ПС-9, ПС-16 (цифры обозначают наибольший диаметр закрепляемого сверла).

Если требуется частая смена инструментов, устанавливаемых в задней бабке, удобно пользоваться быстросменными патронами (рис 55, б). Патрон состоит из корпуса 2 с коническим хвостовиком 6 и двумя отверстиями, в которых свободно завальцованы шарики 3. В корпус устанавливается переходная втулка J с коническим отверстием Морзе. На наружной поверхности втулки выполнены две радиусные канавки, в которые при рабочем положении патрона западают шарики. На корпусе свободно надета муфта 4, продольное положение которой ограничивается пружинными кольцами 7 и 9 и подпружиненным шариком 8, фиксирующим муфту в рабочем состоянии. Отверстие 5 предусмотрено для выхода воздуха при установке переходной втулки в патрон.

а. кулачковый; б- быстросменный; в. для глубокого сверления

Действие патрона следующее, Требуемое сверло вставляется в переходную втулку и вместе с ней устанавливается в патрон. Муфта при этом сдвинута вправо. Затем при перемещении влево муфта нажимает на шарики, которые входят в выемки втулки и закрепляют ее. Чтобы сменить инструмент, достаточно сдвинуть муфту вправо, и втулка со сверлом свободно вынимается из патрона.

Для сверления с механической подачей иногда применяют несложное приспособление в виде втулки с прямоугольным выступом, которым она закрепляется в резцедержателе суппорта.

При глубоком сверлении возникает необходимость частого вывода сверла из отверстия для очистки от стружки. В этом случае значительно сократить время отвода сверла и возвращения его в исходное положение можно, применяя довольно простой патрон (рис55, в). Он состоит из корпуса 2 с коническим хвостовиком, сверлодержателя 1 с ввернутой в него рукояткой 3. В корпусе имеется продолговатый паз с рядом поперечных канавок. Для отвода сверла достаточно вывести рукоятку из канавки и отвести сверло вправо. Возвращение сверла в рабочее положение выполняется в обратном порядке.

Рис 56. Центрование торца заготовки перед сверлением

Подготовка к сверлению. Важные условия качественной обработки отверстия сверлом: прочное закрепление заготовки без заметного биения, перпендикулярность ее торца к оси вращения, отсутствие на торце неровностей и выпуклости, совпадение оси пиноли с осью шпинделя, придание первоначального направления сверлу.

Заготовку, установленную в токарном патроне, при необходимости выверяют и прочно закрепляют. Торец ее перед сверлением чисто подрезают. Чтобы придать первоначальное направление сверлу, особенно при большой длине его, рекомендуется в центре торца делать небольшое конусное углубление. Его выполняют упорным резцом (рис 56, а) или коротким жестким сверлом (рис 56, б). Угол центрового углубления делают на 20-30° меньше угла при вершине рабочего сверла. При таком условии перемычка сверла в начальный момент не будет участвовать в резании (рис 56, в), что намного уменьшает опасность смещения сверла в сторону.

Для повышения жесткости длинных сверл рекомендуется подпирать их в начале сверления обратной стороной резца, закрепленного в резцедержателе несколько выше оси центров.

Перед сверлением глубокого отверстия заготовку следует сначала надсверлить коротким сверлом такого, же диаметра на глубину, примерно равную диаметру отверстия. В этом случае основное сверло, получив первоначальное направление, не сможет отклониться в сторону.

Соосность центров станка проверяют ранее описанными способами (см. § 11). Заднюю бабку закрепляют на станине в таком положении, чтобы вылет пиноли при сверлении был наименьшим.

Не менее важна правильная установка сверла. Хвостовик его и отверстие пиноли следует насухо протереть, забоины на хвостовике удалить напильником. Сверло устанавливают в пиноль резким осевым толчком.

Приемы сверления. Обычно применяется следующий способ сверления на токарном станке (рис 57). После подготовительной работы включают вращение шпинделя и вручную поворотом маховичка задней бабки подводят сверло к торцу вращающейся заготовки. При этом следует избегать удара, иначе сверло может поломаться. Вначале сверло подают вперед медленно, когда же оно врежется в металл на глубину, немного большую длины режущей части, подачу можно увеличить. Подача сверла должна выполняться плавно, без рывков.

Особую осторожность следует проявлять при выходе сверла на сквозного отверстия. В этом месте возникает неравномерная нагрузка режущих кромок и они могут выкрошиться. Поэтому на выходе подачу надо резко уменьшать.

Прежде чем выключить вращение шпинделя, сверло надо вывести из отверстия, иначе вследствие упругой деформации металла оно может заклиниться в отверстии.

При сверлении стружка тяжело выходит из отверстий, поэтому сверло надо периодически очищать металлической щеткой.

Глубину глухого отверстия выдерживают по миллиметровой шкале пиноли, по лимбу маховичка задней бабки, а при их отсутствии. по меловой риске, которую наносят на сверло.

Для увеличения стойкости сверла его рекомендуется охлаждать. Стали сверлят с применением эмульсии, цветные металлы. с охлаждением или всухую, чугун. без охлаждения. Струю охлаждающей жидкости направляют на сверло около торца обрабатываемой детали и включают одновременно с началом резания.

Ручная подача сверла, особенно при обработке отверстий большого диаметра, слишком затруднительна. Поэтому в ряде моделей современных токарных станков предусмотрено устройство для механического перемещения задней бабки. Оно представляет собой замок, который состоит из двух угольников, соответственно прикрепленных к поперечным салазкам суппорта и плите задней бабки. Перед включением механической подачи заднюю бабку открепляют от станины.

Рассверливание отверстий. Сверление отверстий большого диаметра сильно затрудняется из-за значительного усилия подачи. Поэтому отверстия диаметром свыше 30 мм выполняют двумя сверлами. Диаметр первого из них принимают равным примерно 1/2 диаметра отверстия. Благодаря этому перемычка второго сверла не участвует в резании, намного снижается усилие подачи и уменьшается вероятность ухода сверла в сторону. Приемы рассверливания те же, что и при сверлении.

Режимы резания при сверлении и рассверливании. Глубина резания t при сверлении характеризуется размером сверла и равна 1/2 его диаметра. При рассверливании она определяется полуразностью диаметров отверстия после и до обработки.

22-2 Сверление и рассверливание отверстий

Подача 5 при сверлении и рассверливании соответствует осевому перемещению сверла за один оборот заготовки и выражается в мм/об.

Скорость резания υдля не вращающегося сверла равна окружной скорости вращения обработанной поверхности отверстия в м/мин.

Подача сверла на токарных станках чаще всего осуществляется вручную. При работе с механической подачей для отверстий диаметром от 5 до 30 мм в стальных заготовках ее можно выбирать в пределах 0, 1. 0, 4 мм/об. Большие подачи в указанных пределах принимают для сверл большего диаметра. При сверлении чугуна подачу можно увеличить примерно в 1, 5 раза; то же самое и при рассверливании отверстий.

Скорость резания для быстрорежущих сверл при обработке отверстий в стальных и чугунных заготовках выбирают в пределах 20-40 м/мин; для сверл, оснащенных пластинками твердого сплава, ее можно увеличивать в 2-3 раза. Для сверл меньшего диаметра принимают большие значения скорости резания.

При расчетах, связанных с выбором режима резания для обработки отверстий сверлами, можно пользоваться формулами 1. 4 (см. §8).

Особенности сверления глубоких отверстий. При обработке глубоких отверстий условия работы спирального сверла резко ухудшаются: затрудняется выход стружки и подвод охлаждающей жидкости к режущим кромкам, уменьшается жесткость сверла и появляется опасность увода его в сторону. В таких случаях рекомендуется пользоваться сверлами для глубокого сверления, в конструкции которых предусмотрена возможность частичного или полного устранения указанных недостатков.

Охлаждение режущих кромок и выход стружки из глубокого отверстия улучшаются при применении спиральных сверл с каналами для подвода охлаждающей жидкости под давлением (рис 58, а). Однако такие сверла, обладая недостаточной жесткостью, не обеспечивают строгой прямолинейности оси отверстия v их применяют лишь для обработки отверстий невысокой точности.

Для улучшения направления сверла в отверстии и условий охлаждения режущих кромок применяются четырех ленточные спиральные сверла (рис 58, б). У таких сверл несколько увеличена толщина сердцевины, а на спинках каждого зуба выполнены по две направляющие ленточки. Образующиеся за счет этого дополнительные канавки позволяют жидкости свободно подходить к режущим кромкам, не встречая на своем пути раскаленную стружку. При применении таких сверл точность обработки отверстий несколько повышается, однако недостатки, присущие обычным спиральным сверлам(невысокая жесткость, наличие перемычки), остаются.

а. с каналами для охлаждающей жидкости; б. четырех ленточное; в. пушечное; г. ружейное

Глубокие отверстия повышенной точности обрабатываются пушечными и ружейными сверлами. Характерная особенность их конструкции. наличие одного зуба и большой направляющей поверхности.

Пушечное сверло (рис58, в) представляет собой круглый стержень с цилиндрическим хвостовиком 3. Для образования режущей кромки 1 и пространства для выхода стружки рабочая часть 2сверла срезана по радиусу, а для уменьшения трения о стенки отверстия создана небольшая обратная конусность на направляющей части. Недостатки таких сверл:затрудненный выход стружки из отверстия и недостаточно эффективное охлаждение режущей кромки.

Ружейное сверло (рис 58, г)обычно изготавливается из трубки быстрорежущей стали. По всей длине ее, за исключением хвостовика 3, провальцована угловая стружечная канавка. При этом внутри сверла образуется серпообразный канал, по которому подводится охлаждающая жидкость. Напорная струя жидкости, подаваемая под высоким давлением, не только интенсивно охлаждает режущую кромку, но и вымывает стружку из отверстия. Благодаря ломаной форме режущей кромки 1 широкая стружка разделяется и на дне отверстия образуется центрирующий конус, улучшающий направление сверла во время резания.

Брак при сверлении отверстий
Причины	Способы устранения
Завышен диаметр отверстия
Неправильно выбран диаметр сверла	Заменить сверло
Неправильная заточка сверла (разная длина режущих кромок)	Правильно заточить его
Биение шпинделя	Отрегулировать подшипники шпинделя
Несоосность центров станка	Выверить соосность центров
Смещение отверстия с оси заготовки
Неправильная установка заготовки в патроне	Выверить положение заготовки
Неперпендикулярность торца к оси вращения или неровности на нем	Чисто подрезать торец
Неправильная заточка сверла	Правильно заточить сверло
Недостаточная жесткость сверла	Перед сверлением надсверлить отверстие коротким сверлом, подпереть сверло обратной стороной резца
Увеличенная шероховатость
Тупое сверло	Заточить сверло
Большая подача	Уменьшить подачу
Несвоевременная очистка сверла от стружки, налипание частичек металла на ленточки сверла	Чаще выводить сверло из отверстия и очищать

Чтобы придать пушечным и ружейным сверлам Первоначальное направление, отверстие предварительно надсверливают коротким спиральным сверлом.

Наиболее характерные виды брака отверстий, выполненных сверлами, их причины и способы устранения приведены в табл. 5.

Каковы особенности геометрии спирального сверла?

Какие требования предъявляются к качеству заточки спирального сверла?

Расскажите о дополнительных способах заточки сверл и их назначении.

В чем заключается подготовка к сверлению?

Объясните приемы сверления на токарном станке.

Какие сверла применяют для глубокого сверления и каковы их особенности?

В чем выражается брак при сверлении и каковы его причины?

Центровые отверстия используются в качестве установочной базы при обработке деталей в центрах.

По ГОСТ 14034-74предусмотрены три основные формы центровых отверстий (рис 59): А. без предохранительного конуса; В. с предохранительным конусом; R. с дугообразной образующей. В первых двух формах базовой поверхностью служит коническое отверстие с углом при вершине 60°. Для формы R таковой является фасонная поверхность, обеспечивающая кольцевой контакт с рабочим конусом центра. Небольшой цилиндрический участок диаметром d предусмотрен для разгрузки вершины токарного центра и размещения смазки. По диаметру этого участка условно обозначается номинальный размер центрового отверстия.

Центровые отверстия формы В рекомендуются для заготовок, многократно устанавливаемых в центрах. Форму R целесообразно применять, когда требуется повышенная точность обработки.

Размеры центровых отверстий выбирают по таблице стандарта в зависимости от диаметра концевой шейки вала D. Точность их обработки также ограничивается требованиями стандарта, согласно которому на угол рабочего конуса 60° допускается отклонение не более минус 30′, а шероховатость поверхности этого участка не должна превышать Rа = 2, 5 мкм. Кроме того, оси центровых отверстий должны быть соосны между собой и с осью заготовки.

Наиболее производительными инструментами для центрования являются комбинированные центровочные сверла (рис60, а, б), которые за один рабочий ход позволяют получить форму отверстия.

Они выпускаются для номинальных размеров d = l-6 мм. Обработка центровочных отверстий более крупных размеров производится раздельно: вначале специальным центровочным сверлом (рис 60, в), затем многозубой зенковкой (рис 60, г). Центрование на токарном станке выполняют аналогично сверлению (рис 60, d).

Рис 60. Инструменты для центрования и способы его выполнения

Перед центрованием торец заготовки, закрепленной в патроне, чисто подрезают. К торцу подводят, избегая удара, сверло и ручной подачей врезаются в металл. Для получения центрового отверстия требуемых размеров сверло углубляют в торец на необходимую величину, пользуясь лимбом маховичка задней бабки или шкалой пиноли. Чтобы сократить время отсчета размеров при центровании партии заготовок, последним следует создавать постоянное продольное положение на станке с помощью шпиндельных упоров (см. рис, 37, а и 40), При изготовлении деталей крупными партиями эта операция обычно выполняется в заготовительном участке цеха на специальных центровальных станках.

Для центрования комбинированными сверлами режим резания принимают в следующих пределах: подача S= 0, 02-0, 06 мм/об; скорость резания υ=12-25 м/мин; смазывающе-охлаждающая жидкость. эмульсия.

При центровании возможны следующие виды брака:

Не выдержаны размеры и форма отверстия. Причины: неправильная заточка комбинированного сверла, ошибки при отсчетах глубины центрования.

Дробленость на основном конусе. Причины: тупое сверло, слишком малая подача, нежесткое крепление заготовки, большой вылет пиноли.

Оси центровых отверстий не соосны и смещены с оси заготовки. Причина: неверная установка заготовки в патроне.

Назовите основные формы центровых отверстий и расскажите об их назначении.

По какому показателю устанавливается номинальный размер центрового отверстия?

В зависимости отчего выбирают размеры центрового отверстия?

Какими инструментами выполняют центрование?

Каким требованиям должна удовлетворять точность выполнения центровых отверстий?

Приемы сверления

Подготовка к сверлению. При сверлении отверстия длиной больше двух диаметров сверла рекомендуется сначала отверстие жестко закрепленным в пиноли коротким Тогда последующее сверло будет лучше направляться и его меньше будет уводить в сторону.

Подача сверла. Подачу сверла производят вращением маховичка задней бабки

При сверлении глубокого отверстия спиральным сверлом нужно время от времени выводить сверло из отверстия на ходу станка И удалять из стружку; этим предотвращается поломка сверла. Необходимо также следить за тем, чтобы при сверлении нормальными сверлами глубина отверстия не была больше длины спиральной канавки сверла, так как иначе стружка не сможет выходить из канавок и сверло сломается.

Сверление глухих отверстий. Для сверления отверстий заданной длины удобно пользоваться рисками с на пиноли задней бабки (см. рис. 165). Вращением ма-выдвигают сверло, пока оно не углубится в материал де-всей заборной частью, и замечают при этом соответствующую риску на пиноли. Затем, вращая маховичок задней бабки, перемещают пиноль до тех пор, пока она не выйдет из корпуса на нужное число делений.

Когда на пиноли нет делений, можно применить следующий способ. Отмечают на сверле мелом требуемую длину отверстия и перемещают пиноль, пока сверло не углубится в метки.

Иногда при сверлении слышится характерный металлический визг. Это является признаком перекоса отверстия или затупления сверла. В подобных случаях надо немедленно прекратить подачу, остановить станок, выяснить и устранить причину визга.

Прежде чем остановить станок во время сверления, нужно вывести сверло из отверстия. Останавливать станок в то время, когда сверло находится в отверстии, нельзя, это может привести к заеданию сверла и его поломке.

Сверление и рассверливание отверстий

Наиболее распространенным методом получения отверстий в сплошном материале является сверление. Движение резания при сверлении — вращательное, движение подачи — поступательное.

Для того чтобы сверло не сместилось, вначале сверления производят зацентровку заготовки коротким спиральным сверлом большого диаметра или специальным центровочным сверлом. Угол при вершине у этих сверл равен 90°. При этом условии вначале сверления поперечная кромка сверла не работает, что способствует меньшему смещению его от оси вращения заготовки.

Для сверления отверстий применяют спиральные сверла. Спиральные сверла изготовляют из углеродистой стали марки У12А, хромистокремнистой стали 9ХС, из быстрорежущих сталей, а также твердосплавными.

Сверла, оснащенные пластинками из твердых сплавов, обладают высокой стойкостью, обеспечивают более высокую производительность, повышают качество обработанной поверхности. Их применяют для сверления заготовок из чугуна, закаленной и легированной стали, пластмассы, особенно при сверлении с высокой скоростью резания и низкими подачами. Твердосплавные сверла диаметром до 6 мм изготовляют из сплавов ВК6М, ВК8М и ВК10М.

Если глубина отверстий превышает пять диаметров, то такие отверстия принято называть глубокими. Глубокое сверление можно обеспечить, если использовать длинное спиральное сверло с обычными геометрическими параметрами и сверлить деталь периодически выводя сверло из отверстия с тем, чтобы охладить его и удалить накопившуюся в канавках стружку.

Для повышения производительности применяют сверла с принудительным отводом стружки. Принудительный отвод осуществляется жидкостью (реже воздухом), подводимой в зону резания под давлением.

Сверла из инструментальных углеродистых и легированных сталей допускают скорости резания в 2 раза меньшие, чем сверла из быстрорежущих сталей Р6М5 (вместо Р18) и Р9 при сверлении отверстий диаметром 5—30 мм в стальных деталях. Сверла с пластинками твердых сплавов позволяют применять скорости резания в 2 раза выше, чем сверла из стали Р6М5 (вместо Р18) и Р9. Обычно скорость резания при работе сверлом из быстрорежущей стали изменяется в пределах от 25 до 35 м/мин, причем большие значения скорости резания принимаются при увеличении диаметра сверла и уменьшении подачи.

Автоматические подачи при сверлении стальных деталей изменяются в пределах 0,1—0,3 мм/об, а чугунных —0,2—0,6 мм/об, что составляет примерно 0,02—0,03 диаметра сверла.

Поломка сверла происходит из-за большой подачи и малой скорости резания, поэтому следует работать с возможно большими допустимыми скоростями резания и с возможно меньшими подачами.

Просверленное отверстие имеет минимальные погрешности в том случае, если ось сверла совпадает с осью шпинделя револьверного станка, сверло правильно заточено и имеет жесткое крепление. У правильно заточенного сверла работают обе режущие кромки и стружка идет по двум спиральным канавкам.

Размеры отверстия при сверлении получаются больше заданных в тех случаях, когда режущие кромки сверла имеют разную длину, хотя и заточены под одинаковыми углами; разную длину и заточены под разными углами; равную длину, но заточены под разными углами. При тупом и неправильно заточенном сверле получается косое отверстие с грубой поверхностью. Тупые сверла служат причиной образования заусенцев у выходной части отверстия, острые же сверла их почти не образуют.

При сверлении отверстий большого диаметра мощность станка может оказаться недостаточной. В таких случаях отверстия в детали сверлят в несколько приемов. т. е. производится рассверливание отверстия.

а — при сверлении, б — при рассверливании; n — частота вращения сверла, об/мин, s z — подача, приходящаяся на одну режущую кромку, а — толщина срезаемого слоя, b—ширина срезаемого слоя, t — припуск на сторону

Сначала сверлится отверстие малого диаметра, при этом диаметр сверла должен быть больше поперечной кромки большего сверла; обычно диаметр меньшего сверла равен половине большего. При этом поперечная кромка большего сверла в работе не участвует и усилие резания уменьшается, уменьшается также увод сверла от оси обрабатываемого отверстия.

Режимы резания при рассверливании отверстий обычно принимаются такими же, как и при сверлении.

Обработка отверстий производится различными режущими инструментами в зависимости от вида заготовки, требуемой точности и нужной чистоты поверхности.

Различают заготовки с отверстиями, подготовленными при отливке, ковке или штамповке, и заготовки без предварительно подготовленных отверстий.

Обработку отверстий в заготовках, не имеющих предварительно подготовленных отверстий, всегда начинают со сверления.

Затачивание спиральных сверл

Затачивание спиральных сверл производят на специальных заточных станках. Однако токарю иногда приходится затачивать сверла вручную на обычном точиле.

При затачивании сверл нужно соблюдать следующие условия: 1. Режущие кромки сверла должны быть симметричны, т. е. расположены под определенными и равными углами к оси сверла и иметь одинаковую длину. 2. Поперечная кромка (перемычка) должна быть расположена под углом 55° к режущим кромкам (рис. 160, в.). Заточенное таким образом сверло будет работать хорошо.

На рис. 162 показаны отверстия, получаемые при сверлении правильно и неправильно заточенными сверлами. При одинаковой длине режущих кромок (рис. 162, а) диаметр просверленного отверстия равен диаметру сверла. Если же одна кромка длиннее другой (рис. 162, б), то диаметр отверстия получается больше диаметра сверла. Это может привести к браку и быстро вывести сверло из строя ввиду неравномерной нагрузки режущих кромок.

Правильность затачивания сверла проверяется специальным комбинированным шаблоном с тремя вырезами (рис. 163, а); одним из вырезов проверяют угол при вершине сверла и длину режущих кромок (рис. 163, б), вторым вырезом — угол заострения режущей кромки на наружном диаметре сверла (рис. 163, в), третьим — угол между перемычкой и режущей кромкой (рис. 163, г).

Закрепление сверл

Способ закрепления сверла зависит от формы его хвостовика. Сверла с цилиндрическим хвостовиком закрепляют в пиноли задней бабки посредством специальных патронов ; сверла с коническим хвостовиком закрепляют непосредственно в коническом отверстии пиноли задней бабки Конические хвостовики у инструментов, а также конические отверстия в шпинделях и пинолях токарных станков изготовляются по системе Морзе. Конусы Морзе имеют номера 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6; каждому номеру соответствует определенный размер. Если конус сверла меньше конического отверстия пиноли задней бабки, то на хвостовик 1 сверла надевают переходную втулку 2 и затем втулку вместе со сверлом вставляют в отверстие пиноли задней бабки станка.

Перед тем как вставить сверло в пиноль задней бабки, необходимо тщательно очистить от грязи хвостовик сверла, а также отверстие пиноли.

Чтобы удалить сверло из пиноли задней бабки, следует поворачивать маховичок до тех пор, пока пиноль не будет затянута в корпус задней бабки до крайнего положения. В этом положении винт упрется в торец хвостовика и вытолкнет его.

Режимы резания при сверлении и рассверливании

Скорость резания при сверлении углеродистой стали средней твердости, серого чугуна и бронзы сверлами из быстрорежущей стали можно принимать равной 20—40 м/мин.

Подача сверла на токарном станке производится обычно вручную, медленным перемещением пиноли задней бабки, как показано на рис. 165. Слишком большая и неравномерная подача может привести к поломке сверла, особенно при использовании сверл малых диаметров.

Иногда при сверлении применяется и механическая подача (см. рис. 167). В этом случае сверло укрепляется с помощью специальных прокладок или втулки в резцедержателе. При сверлении с механической подачей величину подачи принимают равной: при сверлах диаметром от 6 до 30 мм для углеродистой стали средней твердости — от 0,1 до 0,35 мм1об; для чугуна — от 0,15 до 0,40 мм/об.

При рассверливании поперечная кромка сверла не принимает участия в работе. Благодаря этому значительно уменьшается усилие подачи, уменьшается и увод сверла; это позволяет увеличивать величину подачи примерно в 1½ раза по сравнению с подачей сверла того же диаметра при сверлении в сплошном материале.

Скорость резания при рассверливании можно брать такую же, как и при сверлении.

Сверление и рассверливание стали и алюминия рекомендуется вести с охлаждением эмульсией в количестве не менее 6 л/мин; чугун, латунь и бронзу сверлят и рассверливают без охлаждения. Необходимо, однако, отметить, что ввиду горизонтального расположения обрабатываемых отверстий охладающая жидкость с трудом подается к месту образования стружки. Поэтому для глубокого сверления в трудно обрабатываемых материалах применяют сверла с внутренними каналами, по которым подают охлаждающую жидкость под большим давлением к режущим кромкам.

Высокопроизводительные методы работы при сверлении и рассверливании

Замена ручной подачи механической. Новаторы производства в целях механизации подачи сверла применяют простые и дешевые приспособления, облегчающие труд и сберегающие время. Одно из таких приспособлений показано на рис. 167.

Приспособление представляет собой стальную державку 2 с плиткой 1, закрепляемой при помощи болтов 3 в резцедержателе. В державке имеется коническое отверстие для закрепления хвостовика сверла и отверстие для выбивания сверла. Нижняя плоскость плитки 1 прострогана или профрезерована так, что при закреплении ее в резцедержателе сверло точно (без прокладок) устанавливается на высоте центров. Чтобы установить сверло по оси отверстия в горизонтальной плоскости, на нижних салазках суппорта отмечается риска. Такое приспособление очень эффективно при изготовлении большого числа деталей с отверстиями, так как в этом случае сверление производится с механической подачей сверла от суппорта; использование его уменьшает время обработки и облегчает Труд токаря.

Для механизации подачи сверла при сверлении отверстий большого диаметра в условиях мелкосерийного и единичного производства токарем-новатором т. Бучневым изготовлено устройство (рис. 168, а), дающее возможность передвигать заднюю бабку с затратой небольшого усилия. Это устройство заключается в следующем. К плите задней бабки крепят болтами угловой кронштейн 5, в котором помещаются валики 1 и 2. На валике 1 сидит ведущее зубчатое колесо 7 и рукоятка 6. На валике 2 находится зубчатое колесо 3 и колесо 4, сцепляющееся с рейкой станины. Вращение рукоятки 6 через колеса 7 и 3 передается колесу 4, которое катится по рейке станка и передвигает заднюю бабку по станине.

На токарно-винторезном станке 1К62 завода «Красный пролетарий» предусмотрена замена ручной подачи сверла (зенкера, развертки) механической. Для этого в суппорте имеется специальный замок (рис. 168, б), входящий в прилив задней бабки. При помощи такого несложного устройства можно соединить каретку суппорта с плитой задней бабки и, освободив плиту задней бабки от станины, включить наиболее выгодную механическую подачу суппорта.

Производительность труда при этом значительно повышается. Кроме указанного преимущества, такой способ подачи позволяет производить сверление (зенкерование, развертывание) отверстий на необходимую глубину, ведя отсчет по лимбу продольной подачи или пользуясь продольным упором (длиноограничителем).

Использование сверл особой заточки. Для повышения производительности труда новаторы производства применяют подточку перемычки, используют двойную заточку сверл и бесперемычные сверла.

Сверло с двойной заточкой показано на рис. 169, а. Заборная часть его имеет ломаные режущие кромки: вначале короткие под углом 70—75°, а к вершине удлиненные — под углом 116—118°. Такие сверла изнашиваются меньше нормальных и отличаются повышенной стойкостью — в 2 — 3 раза большей при сверлении стали и в 3 — 5 раз большей при сверлении чугуна.

Для уменьшения усилия подачи при сверлении полезной оказывается подточка перемычки на участке ВС (рис. 169, б). При такой подточке не только уменьшается поперечная кромка, но и увеличивается передний угол, что облегчает условия резания.

На рис. 170 показано высокопроизводительное сверло из быстрорежущей стали скоростника – сверловщика Средневолжского станкостроительного завода В. Жирова. Сверло предназначено для сверления чугуна.

Сверло Жирова в отличие от сверла, показанного на рис. 169, а, изготовляется с тройным конусом у вершины, с подточенной передней поверхностью и прорезанной перемычкой. Наличие выемки вместо перемычки значительно облегчает врезание сверла в обрабатываемый металл, благодаря чему в 3—4 раза снижается осевое усилие при сверлении чугуна. Это позволяет увеличить подачу сверла и сократить машинное время, по крайней мере, вдвое.

Для повышения стойкости заборная часть сверла Жирова имеет три ломаные режущие кромки, вначале короткие, образующие угол 55°, затем более длинные — с углом 70° и, наконец, самые длинные — с углом у вершины 118°.

Наличие коротких режущих кромок с углом 55° способствует значительному повышению стойкости сверла (при работе с повышенными подачами) по сравнению с сверлами обычной конструкции.

Сверла

Сверление неглубоких отверстий производят перовыми и спиральными сверлами.

Перовое сверло. Перовое сверло показано на рис. 159. Режущая часть сверла представляет плоскую лопатку 3, переходящую в стержень 4. Две режущие кромки 1 и 2 сверла наклонены друг к другу обычно под углом 116—118°, но этот угол может быть равным от 90 до 140°, в зависимости от твердости обрабатываемого материала: чем материал тверже, тем больше угол.

Перовые сверла малопроизводительны, кроме того, при сверлении их уводит в сторону от оси отверстия. Несмотря на это, их иногда применяют для неответственных работ, что объясняется простотой конструкции таких сверл и их невысокой стоимостью.

Спиральные сверла. В настоящее время сверление производят главным образом спиральными сверлами. На рис. 160 показано такое сверло. Оно состоит из рабочей части и хвостовика (конического по рис. 160, а или цилиндрического по рис. 160, б) для крепления сверла либо в коническом отверстии пиноли задней бабки, либо в патроне.

Конический хвостовик имеет лапку, которая служит упором при выбивании сверла (рис. 160, а).

Рабочая часть спирального сверла представляет собой цилиндр с двумя спиральными (вернее — винтовыми) канавками, служащими для образования режущих кромок сверла и вывода стружки наружу. Передняя часть сверла (рис. 160, в) заточена по двум коническим поверхностям и имеет переднюю поверхность, заднюю поверхность, две режущие кромки, соединенные перемычкой (поперечной кромкой). Две узкие ленточки (фаски), идущие вдоль винтовых канавок сверла, служат для правильного направления и центрировакия сверла.

Угол при вершине сверла 2φ обычно равен 116 — 118°. Для сверления твердых материалов этот угол увеличивают до 140°, а для сверления мягких материалов его уменьшают до 90°.

Сверла изготовляют из легированной стали 9ХС, быстрорежущей стали Р9 и Р18, а также из легированной стали с припаянными пластинками твердого сплава.

Сверла, оснащенные пластинками твердого сплава, показаны на рис. 161. Сверла с прямыми канавками (рис. 161, а) проще в изготовлении, но выход стружки из отверстия у них затруднен; их обычно применяют при сверлении чугуна и других хрупких металлов, когда глубина отверстия не превышает двух-трех диаметров. Сверла с винтовыми канавками (рис. 161, б) легче выводят стружку из отверстия, поэтому их рекомендуется применять при сверлении вязких материалов.

Брак при сверлении и меры его предупреждения

Основной вид брака при сверлении — увод сверла от требуемого направления, чаще всего наблюдаемый при сверлении длинных отверстий.

Увод сверла происходит: при сверлении заготовок, у которых торцовые поверхности не перпендикулярны к оси; при работе длинными сверлами; при работе неправильно заточенными сверлами, у которых одна режущая кромка длиннее другой; при сверлении металла, который имеет раковины или содержит твердые включения.

Увод сверла при работе длинными сверлами можно уменьшить предварительным надсверливанием отверстия коротким сверлом того же диаметра.

Если на пути сверла в материале детали встречаются раковины или твердые включения, то в этом случае предотвратить увод сверла почти невозможно. Его можно только уменьшить путем уменьшения подачи, что в то же время явится средством предупреждения возможной поломки сверла.

Наиболее распространенным методом получения отверстий в сплошном материале является сверление. Движение резания при сверлении – вращательное, движение подачи – поступательное. Перед началом работы проверяют совпадение вершин переднего и заднего центров станка. Заготовку устанавливают в патрон и проверяют, чтобы ее биение (эксцентричность) относительно оси вращения не превышала припуска, снимаемого при наружном обтачивании. Проверяют биение торца заготовки, в котором будет обрабатываться отверстие, и выверяют заготовки по торцу. Перпендикулярность торца к оси вращения заготовки можно обеспечить подрезкой торца, при этом в центре заготовки можно выполнить углубление для нужного направления сверла и предотвращения его увода и поломки.

Сверла с коническими хвостовиками устанавливают непосредственно в конусное отверстие пиноли задней бабки, а если размеры конусов не совпадают, то используют переходные втулки. Для крепления сверл с цилиндрическими хвостовиками (диаметром до 16 мм) применяют сверлильные кулачковые патроны (рисунок справа, ниже), которые устанавливаются в пиноли задней бабки. Сверло закрепляется кулачками 6, которые могут сводиться и разводиться, перемещаясь в пазах корпуса 2. На концах кулачков выполнены рейки, которые находятся в зацеплении с резьбой на внутренней поверхности кольца 4.

От ключа 5, через коническую передачу приводится во вращение втулка 3 с кольцом 4, по резьбе которого кулачки 6 перемещаются вверх или вниз и одновременно в радиальном направлении. Для установки в пиноли задней бабки патроны снабжаются коническими хвостовиками 1. Перед сверлением отверстий заднюю бабку перемещают по станине на такое расстояние от обрабатываемой заготовки, чтобы сверление можно было производить на требуемую глубину при минимальном выдвижении пиноли из корпуса задней бабки.

Перед началом сверления обрабатываемая заготовка приводится во вращение. Сверло плавно (без удара) подводят вручную (вращением маховика задней бабки) к торцу заготовки и производят сверление на небольшую глубину (надсверливают). Затем отводят инструмент, останавливают заготовку и проверяют точность расположения отверстия.

Для того чтобы сверло не сместилось, предварительно производят центровку заготовки коротким спиральным сверлом большого диаметра или специальным центровочным сверлом с углом при вершине 90 градусов. Благодаря этому в начале сверления поперечная кромка сверла не работает, что уменьшает смещение сверла относительно оси вращения заготовки. Для замены сверла маховик задней бабки поворачивают до тех пор, пока пиноль не займет в корпусе бабки крайнее правое положение, в результате чего сверло выталкивается винтом из пиноли. Затем в пиноль устанавливают нужное сверло.

При сверлении отверстия, глубина которого больше его диаметра, сверло периодически выводят из обрабатываемого отверстия и очищают канавки сверла и отверстие заготовки от накопившейся стружки. Для уменьшения трения инструмента о стенки отверстия сверление производят с подводом смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), особенно при обработке стальных и алюминиевых заготовок.

Чугунные, латунные и бронзовые заготовки можно сверлить без охлаждения. Применение СОЖ позволяет повысить скорость резания в 1,4-1,5 раза. В качестве СОЖ используются раствор эмульсии (для конструкционных сталей), компаундированные масла (для легированных сталей), раствор эмульсии и керосин (для чугуна и алюминиевых сплавов). Если на станке охлаждение не предусмотрено, то в качестве СОЖ используют смесь машинного масла с керосином. Применение СОЖ позволяет снизить осевую и тангенциальную силы резания на 10-35% при сверлении сталей, на 10-18% при сверлении чугуна и цветных сплавов и на 30-40% при сверлении алюминиевых сплавов. При сверлении на проход в момент выхода сверла из заготовки необходимо резко снизить подачу во избежание поломки сверла. Для сохранности инструмента при сверлении следует работать с максимально допустимыми скоростями резания и с минимально допустимыми подачами.

Если ось сверла совпадает с осью шпинделя токарного станка, сверло правильно заточено и жестко закреплено, то обработанное отверстие имеет минимальные погрешности. У правильно заточенного сверла работают обе режущие кромки и стружка сходит по двум спиральным канавкам. Размеры отверстия при сверлении получаются больше заданных в следующих случаях: режущие кромки сверла имеют разную длину, хотя и заточены под одинаковыми углами; режущие кромки имеют разную длину и заточены под разными углами; режущие кромки имеют равную длину, но заточены под разными углами.

При неправильно и недостаточно заточенном сверле получается косое отверстие с большой шероховатостью поверхности. При работе недостаточно заточенным (тупым) сверлом у выходной части отверстия образуются заусенцы. Неодинаковая длина режущих кромок и несимметричная их заточка, эксцентричное расположение перемычки и различная ширина ленточек вызывают защемление сверла в отверстии, что увеличивает силы трения (по мере углубления сверла в заготовку) и, как следствие, приводит к поломке инструмента. Обрабатываемое отверстие называется глубоким, если его глубина в 5 раз больше его диаметра.

При сверлении глубокого отверстия применяют длинное спиральное сверло с обычными геометрическими параметрами, которое периодически выводят из обрабатываемого отверстия для охлаждения и удаления накопившейся в канавках стружки. Для повышения производительности обработки применяют сверла с принудительным отводом стружки, осуществляемым с помощью жидкости (или воздуха), подводимой в зону резания под давлением.

С увеличением глубины сверления ухудшаются условия работы сверла, ухудшается отвод теплоты, повышается трение стружки о стенки канавок инструмента, затрудняется подвод СОЖ к режущим кромкам. Поэтому если глубина сверления больше трех диаметров обрабатываемого отверстия, то скорость резания следует уменьшить.

Для сверления отверстий применяют спиральные сверла, которые изготовляют из инструментальных сталей (углеродистой У12А и легированной 9ХС), из быстрорежущих сталей (Р6М5 и др.), а также из твердых сплавов (ВК6М, ВК8М и ВК10М). Для сверл из быстрорежущих сталей скорость резания v=25-35 м/мин, для сверл из инструментальных сталей v=12-18 м/мин, для твердосплавных сверл v=50-70 м/мин. Причем большие значения скорости резания принимаются при увеличении диаметра сверла и уменьшении подачи. При ручной подаче сверла трудно обеспечить ее постоянное (стабильное значение). Для стабилизации подачи используют различные устройства. Для механической подачи сверла его закрепляют в резцедержателе. Сверло 1 с цилиндрическим хвостовиком, рисунок слева – а) с помощью прокладок 2 и 3 устанавливают в резцедержателе так, чтобы ось сверла совпадала с линией центров. Сверло 1 с коническим хвостовиком, рисунок слева – б) устанавливают в державке 2, которую крепят в резцедержателе.

После выверки совпадения оси сверла с линией центров суппорт со сверлом вручную подводят к торцу заготовки и обрабатывают пробное отверстие минимальной глубины, а затем включают механическую подачу суппорта. При сверлении на проход перед выходом сверла из заготовки механическую подачу значительно уменьшают или отключают и заканчивают обработку вручную. При сверлении отверстий диаметром 5-30 мм подача S=0,l-0,3 мм/об для стальных деталей и S=0,2-0,6 мм/об для чугунных деталей. Резание при сверлении имеет ряд особенностей в сравнении с резанием при точении, поскольку спиральное сверло – многолезвийный инструмент, который производит резание пятью режущими кромками (двумя главными, двумя вспомогательными и поперечной). Силы, действующие на сверло в процессе резания, показаны на рисунке справа.

На каждую точку A режущей кромки сверла действует сила Р, которая может быть разложена на составляющие силы Рг, Ру и Рг, Действующие по осям X, Y и Z. Силы Ру на режущих кромках направлены навстречу друг другу и при симметричной заточке равны по величине, т. е. их действие на сверло равно нулю. Осевая сила, действующая вдоль сверла, Ро=2РxРп.к2Рл где Рп.к – сила, действующая на поперечную кромку сверла; Рл – сила трения ленточки сверла о стенки отверстия. Основную работу при сверлении выполняют две режущие кромки, а поперечная кромка (угол резания которой более 90 градусов) под действием осевой силы Ро сминает металл с силой Pп.к0,5Ро.

Суммарный момент сил резания Мс=MzMп.кМл, где Mz=(0,8-0,9) Mc-момент, создаваемый силой Рz, Мп.к – момент, создаваемый силой Рп.к; Мл – момент, создаваемый силой Рл. При сверлении отверстий по мере износа сверла по задней поверхности осевая сила и крутящий момент увеличиваются; например, при износе задней поверхности сверла на 1 мм указанные параметры возрастают почти на 60-80%.

Для повышения эффективности работы спиральными сверлами используют такие способы, как подточка поперечной кромки, изменение угла при вершине, подточка ленточки, двойная заточка, предварительное рассверливание отверстий и др. Стандартные сверла имеют угол при вершине 118 градусов, однако для обработки более твердых материалов (и более глубоких отверстий) рекомендуется применять сверла с углом при вершине 135 градусов.

Формы заточки режущей части сверла: а) – нормальная, б) – нормальная с подточкой перемычки, в) – нормальная с подточкой перемычки и ленточки, г) – двойная с подточкой перемычки, д) – двойная с подточкой перемычки и ленточки. Рассверливание позволяет получить более точные отверстия и уменьшить увод сверла от оси детали. При сверлении отверстий большого диаметра (свыше 25-30 мм) усилие подачи может оказаться чрезмерно большим. Поэтому в таких случаях сверление производят в несколько приемов, т. е. отверстие рассверливают. Режимы резания при рассверливании отверстий те же, что и при сверлении. На рисунке слева элементы резания при сверлении.а) и рассверливании – б) отверстия: n – вращение сверла, Sz – подача приходящаяся на одну режущую кромку, a и b – толщина и ширина срезаемого слоя, t – припуск на сторону, D – диаметр основного отверстия, Do – диаметр предварительно просверленного отверстия.