Прогрессивные направления развития машино-приборостроительных
отраслей и транспорта: Материалы междунар. науч.-техн. конф. студ., асп. и молодых ученых.,
17-20 мая 2004г. В 2-х томах. - Севастополь: Изд-во СевНТУ. 2004. – Т.1. С. 43 – 44.
ОБРАБОТКА ОТВЕРСТИЙ СПИРАЛЬНЫМ СВЕРЛОМ НА ТОКАРНОМ СТАНКЕ
Лебедев М.Б., Коваленко В.И.
(каф.ТМ, ДонНТУ, г. Донецк, Украина)
At work is considered processing orifice by spiral drill on lathes; the
considered ways of the installation have checked in rear mandrel insisorkeeper, appearing when
drilling of power of the cutting.
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.
Способы установки сверла в пиноли задней бабки.
Для крепления сверл с цилиндрическими хвостовиками (диаметром до 16 мм) применяют сверлильные
кулачковые патроны (Рис 2), 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 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.
Способы установки сверла в резцедержке.
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,
(Рис 3 - а) с помощью прокладок 2 и 3 устанавливают в резцедержателе так, чтобы ось сверла
совпадала с линией центров. Сверло 1 с коническим хвостовиком, (Рис 3 - б) устанавливают в
державке 2, которую крепят в резцедержателе.
Силовые зависимости при сверлении.
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 Рис 4. 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=2Рx+Рп.к+2Рл, 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.к=0,5Ро Суммарный момент сил резания Мс=Mz+Mп.к+Мл, где
Mz=(0,8-0,9) Mc-момент, создаваемый силой Рz, Мп.к - момент, создаваемый силой Рп.к; Мл -
момент, создаваемый силой Рл.
Конструкции спиральных сверл.
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 показаны на Рис 5.
Список литературы: 1. Семенченко И.И., Матюшин В.М., Сахаров Г.Н.
Проектирование металлорежущих инструментов. – М.: Машгиз, 1963. – 952 с. 2. Родин П.Р.
Геометрия режущей части спирального сверла. – К.: Техніка, 1971. – 136 с. 3. Холмогорцев Ю.П.
Оптимизация процессов