Свердління і розсвердлювання

Обробка отворів

Свердління і Розсвердлювання

Найбільш поширеним методом отримання отворів в суцільному матеріалі є свердління. Рух різання під час свердління - обертальний, рух подачі - поступальний. Перед початком роботи перевіряють збіг вершин переднього і заднього центрів верстата. Заготівлю встановлюють в патрон і перевіряють, щоб її биття (ексцентричність) щодо осі обертання не перевищувала припуску, що знімається при зовнішньому обтачивании. Перевіряють биття торця заготовки, в якому буде оброблятися отвір, і вивіряють заготовки по торця. Перпендикулярність торця до осі обертання заготовки можна забезпечити підрізуванням торця, при цьому в центрі заготовки можна виконати поглиблення для потрібного напрямку свердла і запобігання його відведення та поломки.

Свердла з конічними хвостовиками встановлюють безпосередньо в конусний отвір пінолі задньої бабки, а якщо розміри конусів не збігаються, то використовують перехідні втулки. Для кріплення свердел з циліндричними хвостовиками (діаметром до 16 мм) застосовують свердлильні кулачкові патрони (малюнок праворуч, нижче), які встановлюються в пінолі задньої бабки. Свердло закріплюється кулачками 6, які можуть зводитися і розлучатися, переміщаючись в пазах корпусу 2. На кінцях кулачків виконані рейки, які знаходяться в зачепленні з різьбою на внутрішній поверхні кільця 4. Від ключа 5, через конічну передачу приводиться в обертання втулка 3 з кільцем 4 , по різьбі якого кулачки 6 переміщуються вгору або вниз і одночасно в радіальному напрямку. Для установки в пінолі задньої бабки патрони забезпечуються конічними хвостовиками 1. Перед свердлінням отворів задню бабку переміщують по станині на таку відстань від оброблюваної заготовки, щоб свердління можна було виробляти на необхідну глибину при мінімальному висунення пиноли з корпусу задньої бабки. Перед початком свердління оброблювана заготовка приводиться в обертання. Свердло плавно (без удару) підводять вручну (обертанням маховика задньої бабки) до торця заготовки і виробляють свердління на невелику глибину (надсверлівают). Потім відводять інструмент, зупиняють заготівлю і перевіряють точність розташування отвори. Для того щоб свердел не змістилося, попередньо виробляють центрування заготовки коротким спіральним свердлом великого діаметра або спеціальним центрувальні свердлом з кутом при вершині 90 градусів. Завдяки цьому на початку свердління поперечна кромка свердла не працює, що зменшує зсув свердла щодо осі обертання заготовки. Для заміни свердла маховик задньої бабки повертають до тих пір, поки піноль не займе в корпусі бабки крайнє праве положення, в результаті чого свердло виштовхується гвинтом з пінолі. Потім в піноль встановлюють потрібне свердло.

При свердлінні отвору, глибина якого більше його діаметра, свердло періодично виводять з оброблюваного отвору і очищають канавки свердла і отвір заготовки від накопичилася стружки. Для зменшення тертя інструмента об стінки отвору свердління виробляють з підведенням мастильно-охолоджувальної рідини (МОР), особливо при обробці сталевих і алюмінієвих заготовок. Чавунні, латунні і бронзові заготовки можна свердлити без охолодження. Застосування МОР дозволяє підвищити швидкість різання в 1,4-1,5 рази. Як МОР використовуються розчин емульсії (для конструкційних сталей), компаундують масла (для легованих сталей), розчин емульсії і гас (для чавуну і алюмінієвих сплавів). Якщо на верстаті охолодження не передбачено, то в якості МОР використовують суміш машинного масла з гасом. Застосування МОР дозволяє знизити осьову і тангенціальну сили різання на 10-35% при свердленні сталей, на 10-18% при свердлінні чавуну і кольорових сплавів і на 30-40% при свердленні алюмінієвих сплавів. При свердлінні на прохід в момент виходу свердла з заготівлі необхідно різко знизити подачу щоб уникнути поломки свердла. Для збереження інструменту при свердлінні слід працювати з максимально допустимими швидкостями різання і з мінімально допустимими подачами. Якщо вісь свердла збігається з віссю шпинделя токарного верстата, свердло правильно заточене і жорстко закріплено, то оброблене отвір має мінімальні похибки. У правильно заточеного свердла працюють обидві ріжучі кромки і стружка сходить по двом спіральних канавках. Розміри отвору при свердленні виходять більше заданих в наступних випадках: ріжучі кромки свердла мають різну довжину, хоча і заточені під однаковими угламі- ріжучі кромки мають різну довжину і заточені під різними угламі- ріжучі кромки мають рівну довжину, але заточені під різними кутами. При неправильно і недостатньо заточеним сверл виходить косе отвір з великою шорсткістю поверхні. Крім того, при роботі недостатньо заточеним (тупим) свердлом у вихідний частини отвори утворюються задирки. Неоднакова довжина ріжучих крайок і несиметрична їх заточування, ексцентричне розташування перемички і різна ширина стрічок викликають защемлення свердла в отворі, що збільшує сили тертя (у міру поглиблення свердла в заготовку) і, як наслідок, призводить до поломки інструменту. Обробляється отвір називається глибоким, якщо його глибина в 5 разів більше його діаметра. При свердлінні глибокого отвору застосовують довге спіральне свердло зі звичайними геометричними параметрами, яке періодично виводять з оброблюваного отвору для охолодження і видалення накопичилася в канавках стружки. Для підвищення продуктивності обробки застосовують свердла з примусовим відведенням стружки, які здійснюються за допомогою рідини (або повітря), що підводиться в зону різання під тиском.

Зі збільшенням глибини свердління погіршуються умови роботи свердла, погіршується відведення теплоти, підвищується тертя стружки об стінки канавок інструмента, утруднюється підведення МОР до ріжучим кромок. Тому якщо глибина свердління більше трьох діаметрів оброблюваного отвору, то швидкість різання слід зменшити. Для свердління отворів застосовують спіральні свердла, які виготовляють з інструментальних сталей (вуглецевої У12А і легованої 9ХС), з швидкорізальних сталей (Р6М5 та ін.), А також з твердих сплавів (ВК6М, ВК8М і ВК10М). Для свердел з швидкорізальних сталей швидкість різання u = 25-35 м / хв, для свердел з інструментальних сталей u = 12-18 м / хв, для твердосплавних свердел u = 50-70 м / хв. Причому великі значення швидкості різання приймаються при збільшенні діаметра свердла і зменшенні подачі. При ручній подачі свердла важко забезпечити її постійне (стабільне значення). Для стабілізації подачі використовують різні пристрої. Для механічної подачі свердла його закріплюють у різцетримачі. Свердло 1 з циліндричним хвостовиком, малюнок ліворуч - а) за допомогою прокладок 2 і 3 встановлюють в резцедержателе так, щоб вісь свердла співпадала з лінією центрів. Свердло 1 з конічним хвостовиком, малюнок ліворуч - б) встановлюють в державке 2, яку кріплять у різцетримачі.

Після вивірки збігу осі свердла з лінією центрів супорт зі свердлом вручну підводять до торця заготовки і обробляють пробне отвір мінімальної глибини, а потім включають механічну подачу супорта. При свердлінні на прохід перед виходом свердла з заготівлі механічну подачу значно зменшують або відключають і закінчують обробку вручну. При свердлінні отворів діаметром 5-30 мм подача S = 0, l-0,3 мм / об для сталевих деталей і S = 0,2-0,6 мм / об для чавунних деталей. Різання під час свердління має ряд особливостей в порівнянні з різанням при точіння, оскільки спіральне свердло - багатолезовий інструмент, який виробляє різання п`ятьма ріжучими крайками (двома головними, двома допоміжними і поперечної). Сили, що діють на свердло в процесі різання, показані на малюнку справа. На кожну точку A ріжучої кромки свердла діє сила Р, яка може бути розкладена на складові сили Рг, Ру і Рг, Діючі по осях X, Y і Z. Сили Ру на ріжучих крайках спрямовані назустріч один одному і при симетричній заточування рівні за величиною, т. е. їх дія на свердло дорівнює нулю. Осьова сила, що діє уздовж свердла, Ро = 2рx + Рп.к + 2Рл де Рп.к - сила, що діє на поперечну кромку сверла- РЛ - сила тертя стрічки свердла об стінки отвору. Основну роботу при свердленні виконують дві ріжучі кромки, а поперечна кромка (кут різання якої понад 90 градусів) під дією осьової сили Ро мне метал з силою Pп.к »0,5Ро Сумарний момент сил різання Мс = Mz + Mп.к + Мл, де Mz = (0,8-0,9) Mc-який момент, створюваний силою Рz, Мп.к - момент, створюваний силою Рп.к- Мл - момент, створюваний силою РЛ. При свердлінні отворів у міру зносу свердла по задній поверхні осьова сила і крутний момент увелічіваются- наприклад, при зносі задньої поверхні свердла на 1 мм вказані параметри зростають майже на 60-80%. Для підвищення ефективності роботи спіральними свердлами використовують такі способи, як подточка поперечної кромки, зміна кута при вершині, подточка стрічки, подвійна заточка, попереднє розсвердлювання отворів і ін. Стандартні свердла мають кут при вершині 118 градусів, однак для обробки більш твердих матеріалів (і більш глибоких отворів) рекомендується застосовувати свердла з кутом при вершині 135 градусів. Форми заточування ріжучої частини свердла показані на малюнку нижче.

а) - нормальна, б) - нормальна з подточкой перемички, в) - нормальна з подточкой перемички і стрічки, г) - подвійна з подточкой перемички, д) - подвійна з подточкой перемички і стрічки

Розсвердлювання дозволяє отримати більш точні отвори і зменшити відведення свердла від осі деталі. При свердлінні отворів великого діаметра (понад 25-30 мм) зусилля подачі може виявитися надмірно великим. Тому в таких випадках свердління виробляють в кілька прийомів, т. Е. Отвір рассверливают. Режими різання при розсвердлювання отворів ті ж, що і під час свердління. На малюнку зліва елементи різання при свердлінні -а) і розсвердлюванні - б) отвори: n - обертання свердла, Sz - подача припадає на одну ріжучу кромку, a і b - товщина і ширина зрізаногошару, t - припуск на сторону, D - діаметр основного отвори, Do - діаметр попередньо просвердлений отвори