Что делают на сверлильном станке по металлу. Обработка металлов сверлением: основные сведения

Технология обработки на сверлильных станках и оснастка

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек. в наличии на складе! Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки. в наличии на складе! Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор. Доставка по всей России!

На сверлильных станках можно выполнять не только сверление, но и другие технологические операции дальнейшей обработки отверстий. На современных сверлильных станках осуществляют следующие работы:

  • сверление сквозных и глухих отверстий (рис. 6.9, а);
  • рассверливание отверстий на больший диаметр (рис. 6.9, б);
  • зенкерование, выполняемое для получения отверстия с высокими квалитетом и параметром шероховатости поверхности (рис. 6.9, в);
  • зенкование, выполняемое для образования в основании просверленного отверстия гнезд с плоским дном под головки винтов и болтов (рис. 6.9, г);
  • развертывание цилиндрических и конических отверстий, обеспечивающее высокую точность и шероховатость обрабатываемой поверхности (рис. 6.9, д);
  • раскатывание отверстий специальными оправками со стальными закаленными роликами или шариками для получения плотной и гладкой поверхности отверстия, а также шероховатости Ra 0,63. 0,08 мкм (рис. 6.9, е);
  • нарезание внутренних резьб метчиками (рис. 6.9, ж);
  • подрезание (цекование) торцов наружных и внутренних приливов для получения ровной поверхности, перпендикулярной к оси отверстия (рис. 6.9, з).

Технологические возможности сверлильных станков не исчерпываются перечисленными работами. На них можно развальцовывать полые заклепки, обрабатывать многогранные отверстия, а также выполнять другие операции.

Отверстия на сверлильных станках обрабатывают различными режущими инструментами: сверлами, зенкерами, зенковками, развертками, резцами и метчиками.

Для крепления сверл, разверток, зенкеров и других режущих инструментов в шпинделе сверлильного станка применяют следующие вспомогательные инструменты: переходные сверлильные втулки, сверлильные патроны, оправки и т.д.

Переходные конические втулки служат для крепления режущего инструмента с коническим хвостовиком, когда номер конуса хвостовика инструмента не соответствует номеру конуса в шпинделе станка, например на токарно-винторезных станках.

Наружные и внутренние поверхности переходных втулок выполняют с конусом Морзе семи номеров от (0 до 6) по ГОСТ 8522—70. Втулку вместе со сверлом вставляют в конусное гнездо шпинделя станка. Если одной втулки недостаточно, то применяют несколько переходных втулок, вставляя одну в другую.

Сверлильные патроны используют для крепления режущих инструментов с цилиндрическим хвостовиком диаметром до 20 мм.

В трехкулачковом сверлильном патроне инструменты закрепляют ключом (рис. 6.10, а). Внутри корпуса патрона (рис. 6.10, б) наклонно расположены три кулачка 1 с резьбами, объединенные гайкой 2. Обойму 3 вращают специальным ключом 4, вставленным в отверстие корпуса патрона. При вращении обоймы по часовой стрелке одновременно с ней вращается гайка.

Зажимные кулачки, опускаясь вниз, постепенно сходятся и зажимают цилиндрический хвостовик сверла или другого режущего инструмента. При вращении обоймы против часовой стрелки кулачки, поднимаясь вверх, расходятся и освобождают зажатый инструмент.

В двухкулачковом сверлильном патроне хвостовик инструмента зажимают, перемещая в Т-образных пазах корпуса два кулачка. Эти кулачки сближают и разводят ключом при помощи винта, имеющего правую и левую резьбу.

Для зажима сверл малого диаметра с цилиндрическими хвостовиками часто используют цанговые патроны.

Быстросменные сверлильные патроны применяют для сокращения вспомогательного времени при работе на сверлильных станках. Они позволяют быстро менять режущий инструмент, не выключая станок. Один из таких патронов, предназначенный для крепления режущих инструментов с коническими хвостовиками, изображен на рис. 6.11, я. Для крепления сверл с цилиндрическими хвостовиками в коническое отверстие 6 патрона вставляют переходную коническую разрезную втулку (рис. 6.11, б). В последнее время в серийном и массовом производствах широко применяют такие втулки для крепления сверл с цилиндрическими хвостовиками диаметром до 10 мм. Эта втулка, вставленная в шпиндель сверлильного станка, обеспечивает прочное закрепление сверла.

Самоустанавливающиеся сверлильные патроны применяют при обработке предварительно просверленных отверстий. Патроны позволяют центрировать режущий инструмент по оси обрабатываемого отверстия.

делать, сверлильный, станок, металл, обработка, сверление

Предохранительные патроны служат для крепления метчиков при нарезании резьбы на сверлильных станках. Применение таких патронов улучшает качество нарезаемой резьбы и предохраняет метчик от поломок (рис. 6.12). Ведущая кулачковая полумуфта 5 пружиной 6 прижимается к ведомым полумуфтам 2 и 4, свободно сидящим на оправке 7. При этом кулачки 3, расположенные на торце полумуфты 4, входят во впадины полумуфт 2 и 5 и приводят их в движение. По окончании нарезания резьбы в отверстии полумуфты 2 и 4 вместе с метчиком прекращают вращение, а полумуфта 5, выйдя из зацепления с полумуфтами 2 и 4 и продолжая вращаться, начинает проскальзывать (щелкать). Метчик из нарезанного отверстия вывертывают обратным вращением шпинделя станка. Кольцо 1 служит для закрепления метчика в патроне.

Реверсивные патроны используют при нарезании резьбы на сверлильном станке, который не имеет реверса (устройства для переключения на обратное вращение шпинделя). С их помощью метчики вывертывают из нарезанного отверстия.

Для разверток, закрепляемых в шпинделе сверлильного станка, применяют качающиеся оправки, позволяющие инструменту занимать положение, совпадающее с осью обрабатываемого отверстия.

Удалять режущий инструмент, переходные втулки и сверлильные патроны из отверстия шпинделя станка рекомендуется с помощью специальных клиньев (рис. 6.13) или эксцентрикового ключа (рис. 6.14).

Для правильной установки и закрепления обрабатываемых заготовок на столе сверлильного станка применяют различные приспособления, из которых наиболее распространенными являются тиски машинные (винтовые, эксцентриковые и пневматические), призмы, упоры, угольники, кондукторы, специальные приспособления и др.

Рис. 21. Сверла:

По конструктивному оформлению режущей части сверла делятся на перовые, с прямыми канавками, спиральные с винтовыми канавками, для глубокого сверления, центровочные и специальные.

Спиральные сверла в зависимости от их выполнения делятся на скрученные, фрезерованные, литые (для больших диаметров), с пластинками из сплавов карбидов металлов и сварные.

Сверла изготавливают из инструментальной углеродистой стали У10А, У12А, легированной стали 9ХС или из быстрорежущей стали Р18, Р9, РЭМ. Часто используются сверла, облицованные пластинками из сплавов карбидов вольфрама и титана.

Спиральным сверлом выполняют отверстия, к которым предъявляются высокие требования по точности, отверстия, предназначенные для дальнейшей обработки развертыванием, расточкой или протягиванием, отверстия под нарезание резьб (табл. 7).

Таблица 7

делать, сверлильный, станок, металл, обработка, сверление

Спиральное сверло состоит из хвостовика и рабочей части, которая делится на направляющую и режущую части. Между направляющей частью и хвостовиком находится шейка.

Хвостовик – это часть сверла цилиндрической или конусной формы (сверла по дереву имеют четырехгранный конический хвостовик), которая служит для закрепления сверла при конической форме в конических переходных втулках с конусом Морзе, а при цилиндрической – в двух-или трехкулачковом сверлильном патроне. Концевые втулки и сверлильный патрон закрепляются в отверстии шпинделя. Конусные хвостовики заканчиваются лапкой, которая служит для выбивания сверла из шпинделя или конусной переходной втулки. Цилиндрический хвостовик заканчивается поводком. Для сверления отверстий сверлильными трещотками или ручными коловоротами чаще всего используются сверла с квадратными хвостовиками. Сверла с цилиндрическим хвостовиком обычно имеют малые диаметры (до 20–30 мм).

Рабочая часть сверла состоит из направляющей и режущей частей.

Направляющая часть сверла – это часть, находящаяся между шейкой и режущей частью. Она служит для направления сверла вдоль оси отверстия. Направляющая часть имеет винтовые канавки для отвода стружки и стержень сверла. На наружной винтовой поверхности направляющей части сверла имеется ленточка.

Режущая часть спирального сверла состоит из двух режущих граней, соединенных третьей гранью – так называемой поперечной перемычкой.

Ленточкой называется узкий поясок вдоль винтовой канавки, плавно сбегающий к хвостовику. Цель ленточки – принять на себя часть трения сверла о стенки отверстия, появляющегося во время вхождения инструмента в материал. Диаметр сверла измеряется по расстоянию между ленточками.

Величина угла наклона винтовой канавки сверла зависит от вида обрабатываемого материала (табл. 8).

Устройство вертикально-сверлильного станка

Рассмотрим основные узлы станка (рисунок 7).

Фундаментная плита 9 служит основанием станка. На плите закрепляется станина. Внутренняя часть плиты пустотелая и служит резервуаром для охлаждающей жидкости.

Станина (колонна) 8 служит для установки и крепления основных узлов станка. По направляющим станины пе­ре­мещается кронштейн с коробкой

Коробка скоростей изменяет часто­ту вращения шпинделя. Она располо­жена в корпусе 6.

Электродвигатель 7 приводит во вращательное движение коробку скоростей.

Шпиндель 3 служит для крепления режущего инструмента (например, сверла), его вращения и подачи. Шпиндель получает вращательное движение от механизма коробки скоростей и поступательное движение — от механизма коробки подач или вруч­ную от штурвала 4. Шпиндель представляет собой длинный вал, на утолщенном конце которого выполнено коническое отверстие для крепления режущего инструмента.

Рисунок 7 Схема вертикально-сверлильного станка модели 2А135

квадрат для ручного перемещения стола; 2. стол; 3. шпиндель; 4. штурвал подачи шпинделя; 5 – кронштейн с коробкой подач; 6. корпус коробки скоростей; 7. электродвигатель; 8. колонна; 9. фундаментная плита.

Коробка подач расположена в кронштейне 5, который может перемещаться по вертикальным направляющим станины (колонны) вручную при помощи рукоятки.

На столе 2 крепится обрабатываемая деталь. Стол также может перемещаться по направляющим станины (колонны) вручную при помощи рукоятки 1.

Способы сверления

В зависимости от типа производства и поставленной задачи обработка металлов сверлением может выполняться разными способами.

Сверление по кондуктору и по разметке

В мелкосерийном и единичном производстве сверление отверстий в деталях выполняют по разметке. К сверловщику заготовки поступают уже размеченными (с нанесенными на них центром будущего отверстия и контрольными окружностями). Прежде всего проводится предварительное сверление. Оно осуществляется с ручной подачей, диаметр пробного отверстия примерно 0,25D. Далее шпиндель со сверлом отводят, стружку удаляют и проверяют, совпала ли полученная пробная окружность с размеченной контрольной окружностью. При точном совпадении сверление металла продолжается и доводится до конца. При отклонении необходима корректировка: в том направлении, куда необходимо сместить сверло, узким зубилом прорубают канавки, по которым оно должно уйти в нужную точку. После этого продолжают сверление до достижения желаемого результата.

В условиях массового производства чтобы сократить время на настройку станка и сделать обработку деталей на сверлильных станках более точной, применяют кондукторы. Они предназначены для фиксирования заготовки в нужном положении и точного направления режущего инструмента в соответствии с требованиями технологического процесса. Обрабатываемая деталь ставится в установочную базу, а направление сверлу обеспечивают кондукторные втулки. Рабочий не занимается настройкой станка и/или проверкой точности настройки, а только устанавливает заготовку, включает и выключает станок, после чего снимает обработанную заготовку и устанавливает следующую. Тем самым сокращается время, расходуемое на операцию сверления отверстий в деталях, повышается точность обработки. Кондукторы не используют на единичном производстве из-за того, что изготавливать специальное приспособление для сверления отверстий в нескольких деталях нерентабельно.

Сквозные и глухие отверстия

Отверстия, проходящие через всю деталь, называют сквозными, а высверливаемые на определенную глубину — глухими. Процессы их сверления имеют существенные различия. Так, к примеру, в момент выхода сверла из заготовки с противоположной стороны сверло может заклинить, либо оно может сломаться из-за резкого уменьшения сопротивления материала заготовки. Учитывая, что операции на сверлильном станке выполняются обычно с механической подачей, необходимо перейти на ручную подачу и уменьшить скорость подачи до самой малой.

Для сверления глухих отверстий существует три способа:

  • На станках с устройством автоматического отключения подачи шпинделя при настройке на изготовление детали задается необходимая глубина сверления.
  • На станках без устройства автоматического отключения подачи применяют специальный патрон с регулируемым упором, устанавливая упорную втулку относительно корпуса на требуемую глубину сверления (точность до 0,5 мм).
  • Если не нужна большая точность по глубине, ее отмечают мелом непосредственно на сверле.

Виды работ, выполняемые на сверлильных станках

На сверлильных станках производят сверление, рассверливание зенкерование, развертывание, зенкование, цекование, обработку ступенчатых отверстий и нарезание внутренних резьб. Сверлением (рис. 16, а) получают сквозные и глухие отверстия. Рассверливанием (рис. 16, б) увеличивают диаметр ранее просверленного отверстия.

Зенкерованием (рис. 16, в) также увеличивают диаметр отверстия, но по сравнению с рассверливанием зенкерование позволяет получить большую точность и производительность обработки.

Зенкерованием можно обрабатывать отверстия, полученные в заготовке литьем или давлением. Развертывание (рис. 16, г) – чистовая операция, обеспечивающая высокую точность отверстия. Развертыванием обрабатывают цилиндрические и конические отверстия после зенкерования или растачивания. Зенкованием (рис. 16, д, е) обрабатывают цилиндрические и конические углубления под головки болтов и винтов. Для обеспечения перпендикулярности и соосности обработанной поверхности основному отверстию режущий инструмент (зенковку) снабжают направляющим цилиндром (рис. 16, д).

Цекованием (рис. 16, ж, з) обрабатывают торцевые опорные плоскости для головок болтов, винтов и гаек. Перпендикулярность обработанной торцевой поверхности основному отверстию обеспечивает направляющий цилиндр режущего инструмента (цековки). Центровочным сверлом (рис. 16, и) обрабатывают центровые базовые отверстия в валах. Внутреннюю резьбу обрабатывают метчиками (рис. 16, к). При этом скорость движения подачи должна быть равна шагу резьбы (So = h). Сложные поверхности обрабатывают комбинированным инструментом (рис. 16, л).

делать, сверлильный, станок, металл, обработка, сверление

Схема обработки точного конического отверстия следующая: сверление цилиндрического отверстия; зенкерование ступенчатым коническим зенкером (рис. 17, а); развертывание конической разверткой со стружкоразделительными канавками (рис. 17, б); развертывание гладкой конической разверткой (рис. 17, в).

делать, сверлильный, станок, металл, обработка, сверление
делать, сверлильный, станок, металл, обработка, сверление
делать, сверлильный, станок, металл, обработка, сверление
делать, сверлильный, станок, металл, обработка, сверление
делать, сверлильный, станок, металл, обработка, сверление
делать, сверлильный, станок, металл, обработка, сверление

Общие сведения

Сверление – распространенный метод получения отверстий в сплошном материале. На сверлильных станках получают сквозные и несквозные (глухие) отверстия и обрабатывают предварительно полученные отверстия с целью увеличения их размеров, повыше-ния точности и уменьшения шероховатости поверхности. Кроме того на станках этого типа производится нарезание резьбы машинными метчиками. Для осуществления операций по обработке отверстий инструмент получает вращательное главное движение и осевое перемещение – движение подачи.

На вертикально-сверлильных станках можно выполнять следующие операции:

Сверление – получение сквозных и глухих отверстий сверлом в сплошном материале (рис.2.1, а).

Рассверливание – обработка предварительно полученных отверстий сверлением, литьём или штамповкой с целью увели-чения их диаметра (рис. 2.1, б).

Зенкерование позволяет увеличить диаметр отверстия, повысить точность и уменьшить шероховатость просверленных отверстий (рис. 2.1, в). В качестве инструмента используется зенкер, имеющий три винтовые канавки и режущую часть в виде неполного конуса.

Развертывание отверстий, которое обычно производится после зенкерования с целью дальнейшего повышения точности и уменьшения шероховатости отверстия (рис. 2.1, г). Инструментом является развёртка, которая имеет более 4-х канавок, а, следовательно большее число режущих зубьев, что позволяет получить более высокое качество поверхности отверстия, чем сверление и зенкерование.

Нарезание резьбы в отверстиях осуществляется машинными метчиками (рис. 2.1, д).

Зенкование применяется для обработки конических и центровых отверстий с целью увеличения диаметра отверстия на определенную глубину или изменения формы отверстия. В качестве инструмента используются зенковки (рис. 2.1, е, ж).

Цекование (подрезка торцов) обеспечивает перпендику-лярность торца обрабатываемой детали относительно оси отверстия. Инструментом является цековка (рис.2.1, з).

Обрабатываемая заготовка крепится на столе сверлильного станка с помощью различных приспособлений. В качестве приспособления используются прижимные планки, машинные тиски, призмы, угольники. Если обработке подвергается большая партия деталей, их крепят в специальных приспособлениях (кондукторах).

Устройство вертикально-сверлильного станка 2н118

На полой плите А (рис. 2.2), являющейся резервуаром для смазывающеохлаждающей жидкости, установлена колонна Г. На вертикальных направляющих колонны сверху базируется сверлильная головка (шпиндельный узел) Д, а снизу. стол В. В верхней части сверлильной головки располагается коробка скоростей, а под ней – коробка подач. Сверху сверлильной головки смонтирован электродвигатель Е, передающий вращательное движение шпинделю 1 и поступательное движение через соответствующие передачи гильзе 2. Нижний конец шпинделя имеет коническое отверстие (конус Морзе) для закрепления режущего инструмента. В зависимости от габаритов заготовки стол и сверлильная головка станка могут перемещаться по направляющим колонны вверх и вниз. Сверлильная головка перемещается вручную и может фиксироваться в нужном положении специальным зажимом.

Сбоку плиты А с левой стороны станка смонтирован электродвигатель И, служащий для подачи смазывающе-охлаждающей жидкости через трубопровод 11 в зону обработки детали, закреплённой на столе станка. Там же расположен электродвигатель Б, связанный червячной передачей с ходовым винтом 9 для механического перемещения стола в вертикальном направлении.

Обработка заготовок на сверлильных станках

Обработка на сверлильных станках, как правило, осуществляется при вращательном главном движении и поступательном движении подачи, которые осуществляет инструмент. Формообразование поверхностей при сверлении, зенкеровании, развертывании происходит по методу следов; при зенковании – по методу копирования; цековании, нарезании резьбы метчиком – по методу копирования и следа. В сверлильную группу станков входят вертикально-сверлильные, горизонтально-сверлильные и радиально-сверлильные типы станков; на их базе строятся станки с ЧПУ, выполнение ряда вспомогательных движений на которых автоматизировано.

Вертикально-сверлильные станки отличаются разнообразием типоразмеров, обладают широкой универсальностью и поэтому широко используются в единичном и мелкосерийном производствах во всех отраслях промышленности. Вертикально-сверлильные станки позволяют производить различные работы по обработке отверстий диаметром от 12 до 100 мм.

Вертикально-сверлильный станок (рис.3.2) имеет опорную плиту (1), на которой базируется массивная стойка (2) с вертикальными направляющими. На стойке установлена сверлильная головка (5) с коробкой скоростей и подач. Режущий инструмент закрепляется в шпинделе и получает главное вращательное движение и движение вертикальной подачи. На вертикальных направляющих колонны установлен стол (6) с заготовкой. Перед началом обработки стол с заготовкой и сверлильная головка со шпинделем и инструментом устанавливаются соответствующим образом так, чтобы оси инструмента и обрабатываемого отверстия совпадали.

Универсальные радиально-сверлильные станки применяют в индивидуальном и мелкосерийном производствах для обработки отверстий в крупногабаритных заготовках. Радиально-сверлильный станок (рис.3.3) имеет опорную плиту 1 и смонтированную на ней массивную неподвижную колонну 2, на которой установлена поворотная колонна 3.

Рис.3.2. Общий вид вертикально-сверлильного станка Рис.3.3. Общий вид радиально-сверлильного станка

Поворотная колонна играет роль направляющей для вертикального перемещения рукава 4 с горизонтальными направляющими 5. По этим горизонтальным направляющим перемещается и фиксируется в нужном положении сверлильная головка 6 с размещенной в ней коробкой скоростей и подач. Режущий инструмент закрепляется в шпинделе станка 7 и имеет главное вращательное движение и вертикальную подачу. Заготовка устанавливается в приспособление или непосредственно на фундаментную плиту и при обработке она неподвижна. Перед началом работы необходимо обеспечить совмещение осей обрабатываемого отверстия с осью шпинделя и зафиксировать его.

Горизонтально-сверлильные станки в основном применяются для обработки глубоких отверстий сверлами специальной конструкции. Горизонтально-сверлильные станки конструктивно имеют много общего со сверлильными станками, рассмотренными выше.

Все вышеуказанные типы оборудования хорошо поддаются автоматизации; существует целый ряд одно- и многошпиндельных автоматов и полуавтоматов, созданных на базе радиально-сверлильных и вертикально-сверлильных станков. Например, на вертикально-сверлильных и радиально-сверлильных станках с ЧПУ путем переналадки можно производить различные виды работ по автоматическому циклу на деталях различных по конструкции. Такие станки с автоматическим и полуавтоматическим циклом работы благодаря своей высокой производительности успешно применяют для обработки отверстий в крупносерийном и массовом производствах.

Для обработки заготовок, имеющих несколько отверстий с точными координатами осей, успешно используются сверлильные станки с позиционным ЧПУ. Все перемещения стола станка и салазок на каждой позиции осуществляются по программе, что обеспечивает стабильную точность установки заготовки относительно инструмента без предварительной разметки отверстий и без применения кондукторов. Быстрый подвод инструмента и все необходимые изменения режима резания производятся автоматически по программе. За счет автоматического совмещения вспомогательных движений сокращается расход времени на холостые хода, что повышает производительность обработки.

Режущие инструменты закрепляют в шпинделе сверлильных станков различными способами в зависимости от формы и размера хвостовой части инструмента (рис.3.4).

Так, если размеры конического хвостовика инструмента и конического отверстия шпинделя станка совпадают, то инструмент устанавливают непосредственно в шпиндель без дополнительных элементов (рис.3.29,а); при несовпадении размеров применяют конические переходные втулки (рис.3.29,б). Инструменты, имеющие цилиндрический хвостовик, закрепляют в патронах различной конструкции. Наибольшее распространение приобрели кулачковые и цанговые патроны (рис.3.4,в).

На сверлильных станках заготовки устанавливают в универсальных или специальных приспособлениях. Универсальные приспособления (машинные тиски, прижимные планки, призмы, поворотные столы) используют в единичном или мелкосерийном производствах при обработке небольших партий заготовок. В крупносерийном и массовом производствах применяют специальные приспособления.

Обработка заготовок на сверлильных станках

Сверление – получение отверстий в сплошном материале с помощью сверл.

Процесс резания при сверлении протекает в более сложных условиях, чем точение, так как затруднен отвод стружки и подвод охлаждающей жидкости к лезвиям инструмента. Это черновая обработка отверстий (Ra5… Ra 10).

Рассверливание – процесс увеличения сверлом имеющихся отверстий.

Зенкерованиеобработка цилиндрических литых, штампованных или предварительно просверленных отверстий, зенкером для придания им правильной геометрической формы, необходимых размеров и шероховатости. Это получистовая обработка (3,2… 6,4).

Развертывание – точная (чистовая) обработка отверстий развертками (Ra0,5… 1,6, это соответствует 5…7 квалитетам).

Нарезание резьбы в отверстиях – с помощью машинных метчиков.

Режущий инструмент, применяемый при работе на сверлильных станках.

Перовые свёрла. Перовое сверло (рис.4.30, а) представляет собой стержень или закрепленную в оправке пластинку, с режущими кромками, заточенными под углом 2φ = 80…150°. Применяются при сверлении отверстий в твердых поковках и отливках глубиной l D из-за плохих условий отвода стружки и тяжёлых условий резания.

Спиральные сверла– наиболее распространенный тип сверл (рис.4.30, б). Обычный диаметр 0,1…80мм.

Рассмотрим подробнее геометрию спиральных свёрл (рис.4.31). Спиральное сверло состоит из режущей части 1, направляющей 2, шейки 3, хвостовика 4 и лапки 5 (рис.4.31, а). Лапка служит упором при выбивании из шпинделя свёрл с коническим хвостовиком. Режущая часть (рис.4.31, б) включает в себя переднюю 6 и заднюю 7 поверхности, главные 8 и вспомогательные 9 режущие кромки, а также поперечную кромку 10. Угол наклона поперечного режущего лезвия ψ обычно равен 50…55°.

Угол 2φ между двумя главными режущими лезвиями называется углом при вершине. При обработке мягких, вязких материалов (алюминиевых сплавов) 2φ = 80…90°; стали и чугуна 2φ = 116…118°; твердых и хрупких сплавов 2φ = 130…140°.

Угол наклона винтовой канавки ω = 18…30°. Чем больше ω, тем легче сходит стружка, но при этом снижается прочность сверла.

а) б)
в)
Рис.4.31. Геометрические элементы спиральных свёрл.

Передний угол γ (рис.4.31, в) измеряется в главной секущей плоскости N-N перпендикулярной главному режущему лезвию (он переменный по длине лезвия).

Задний угол α – измеряют в плоскости А-А параллельно оси сверла, α = 8…12° (у наружной поверхности) и ожжет достигать 20…25° по мере приближения к оси сверла.

Сверла для глубокого сверленияприменяются при сверлении отверстий глубиной, превышающей 5D, где D – диаметр сверла. Обычно применяют однолезвийные сверла с напаянной твердосплавной пластиной с двумя направляющими пластинами (рис.4.30, в), реже – двухлезвийные (рис.4.29, г). СОЖ подается в зону резания через внутренний канал.

Центровочные свёрла (рис.4.30, д) предназначены для образования центровочных гнёзд в заготовках, обрабатываемых в центрах на токарных станках.

Кольцевые сверла– для сверления отверстий диаметром более 75 мм (рис.4.30, е). В стружку уходит только узкая кольцевая часть материала, а оставшаяся сердцевина может быть использована.

Зенкеры – в отличие от сверл снабжены 3-6 режущими (главными) лезвиями и не имеют поперечного лезвия, что повышает их прочность и жесткость (рис.4.32, а). Обычно применяют спиральные зенкера (цилиндрические). Зенкеры изготавливаются диаметром от 10 до 100 мм, с количеством зубьев от 3 до 6. Состоят из рабочей части 1, шейки 2, хвостовика 3 и лапки 4. Рабочая часть, в свою очередь, состоит из режущей 5 и направляющей 6 частей. Передний и задний углы (γ и α) у зубьев зенкера измеряют в плоскости N-N, нормальной к режущей кромке. Классифицируют зенкеры по назначению (цилиндрические и конические) и конструкции (цельные, имеющие конический хвостовик, и насадные цельные и сборные).

Развертки – классифицируются также как и зенкеры. Подразделяются на машинные (имеют более короткую рабочую часть и конусный хвостовик) и ручные (имеют цилиндрический хвостовик с квадратом). Число зубьев у развёрток больше, чем у зенкеров, и обычно равно 6…12 (четное число).

Развертка срезает очень тонкие слои, поэтому она изнашивается, в основном, по задней поверхности. У черновых разверток передний угол γ = 5…10°; задний угол α = 7…12°; у чистовых разверток: γ = 0°; α = 3…5°.

Режим резания определяется тремя параметрами:

Подачей Sо (мм/об). Подача – величина осевого перемещения сверла за один оборот.

Глубиной резания t (мм) при сверлении. При сверлении глубина резания равна половине диаметра сверла, т.е. t = D/2; при рассверливании t = D. d/2, здесь D – диаметр отверстия после рассверливания; d – диаметр начального отверстия.

Скоростью резания V. Скорость резания – окружная скорость точки режущего лезвия, наиболее удаленной от оси сверла: V = πDn/1000, м/мин, где n – частота вращения (об/мин); D – диаметр сверла, мм.

Скорость резания, допускаемую режущим инструментом, определяют по эмпирической формуле:

где CV – коэффициент, характеризующий материал и условия обработки; T – период стойкости, m, q и yv – показатели степеней, определяемые опытным путём.

Силы резания при сверлении. Равнодействующую, действующую на каждую кромку, можно разложить на три составляющие Px, Pz и Py (рис.4.33). Составляющие Py взаимно уравновешиваются. Сила Px и сила P, действующая на поперечную режущую кромку, дают осевую силу Po сопротивления равную силе подаче:

Обработка на сверлильных станках

Сверлильные станки подразделяются на универсальные, специализированные и специальные.

К специализированным станкам относятся:

Виды обработки, которые могут выполняться на сверлильных станках, представлены на рис. 14.1.

Сверление отверстий (рис. 14.1 а) производится при вращении сверла и его осевой подаче. Инструмент – спиральное сверло или сверло другой конструкции. При сверлении достигается точность диаметра по 11…12 квалитетам.

Зенкерование отверстий (рис. 14.1 б) выполняется зенкером и служит для улучшения геометрической формы ранее просверленного цилиндрического отверстия. Точность отверстия после зенкерования повышается на один квалитет.

Развёртывание отверстий (рис. 14.1 в) выполняется после зенкерования для устранения грубых следов этой обработки. Конфигурацию и расположение оси отверстия развёртыванием не исправляется. Достижимая точность – 7…8 квалитеты. Шероховатость поверхности отверстия – до мкм.

Нарезание резьбы (рис. 14.1 г) выполняют метчиками различных конструкций после сверления отверстия. При этом необходимо обеспечить обратный ход шпинделя для вывёртывания метчика из заготовки после нарезания резьбы.

Зенкование (рис. 14.1 д) используют для снятия фаски после сверления отверстия, что можно использовать для установки винта с потайной головкой.

Цекование (рис. 14.1 е) выполняется для подрезания торца бобышки заготовки или для получения ступенчатого отверстия.

При сверлении глубоких отверстий на обычных сверлильных станках спиральные свёрла не обеспечивают правильное направление и прямолинейность оси отверстия. При этом, из-за чрезмерной податливости сверла происходит его увод в сторону от направления теоретической оси отверстия.

Чтобы предотвратить недостатки свёрл при сверлении глубоких отверстий применяют следующие способы и приёмы работы:

1) небольшие подачи и тщательная симметричная заточка свёрл, с наблю-

дением за их износом и налипанием металла на режущие кромки, а также обеспечение необходимого охлаждения сверла;

2) предварительное засверливание коротким сверлом большого диаметра (с углом. которое особенно часто применяется при работе на револьверных станках и автоматах;

3) сверление с помощью кондукторных втулок;

4) сверление при вращающейся заготовке, при котором происходит самоцентрирование сверла.

Конструкции специальных свёрл для глубокого сверления предусматривают создание надёжного направления осевого движения режущей части сверла по поверхности уже просверленной части отверстия (рис. 14.2). Простейшим видом такого сверла является пушечное сверло (рис. 14.2 а). У этого сверла име-

ется только одна режущая кромка и длинная направляющая часть сверла. Соприкосновение направляющей части с поверхностью просверленной части отверстия происходит по дуге несколько большей 180 0. Вероятность заедания сверла в отверстии достигается небольшой конусностью направляющей части сверла.

Более совершенным видом сверла для глубокого сверления является ружейное сверло (рис. 14.2 б). Направляющая часть сверла охватывает дугу окружности 250 0 …260 0. Рабочую часть таких свёрл делаю конической в направлении от режущей кромки к стержню.

Охлаждающая жидкость в ружейных свёрлах подаётся в зазор между сте-ржнем и поверхностью отверстия под большим давлением.

Ружейные свёрла могут работать не только по предварительно расточенным отверстиям, но и по сплошному металлу.

Наиболее совершенным видом сверла для глубокого сверления является пустотелое сверло (рис. 14.2 в). При использовании такого сверла в стружку превращается только кольцеобразная часть удаляемого металла. Внутренняя часть остаётся целой и, после окончания сверления, удаляется в виде цилиндрического стержня. Свёрла этого вида состоят из головки с вставными ножами, которая соединяется с державкой сверла с помощью резьбы.

Обработка отверстий на сверлильных станках

Сверление — один из самых распространенных методов получения отверстий резанием. Режущий инструмент — сверло, которым можно как получать отверстия в сплошном материале (сверление), так и увеличивать диаметр уже просверленного отверстия (рассверливание). Работа сверла показана на рис. 149, а зенкера (многолезвийного инструмента для обработки отверстия) — на рис. 1.

При сверлении обрабатываемую деталь закрепляют па столе сверлильного станка прихватами, в тисках, на призмах и т. п., а сверлу сообщают два совместных движения (см. рис. 2.) — вращательное по стрелке v и поступательное (направленное вдоль оси сверла) по стрелке s. Вращательное движение сверла называется главным (рабочим) — движением, или движением резания, а поступательное — движением подачи.

Спиральное сверло состоит из рабочей части, шейки, хвостовика для крепления сверла в шпинделе станка и лапки, служащей упором при выбивании сверла из гнезда шпинделя (рис.3, а). Рабочая часть разделяется на режущую и направляющую.

Режущая часть состоит из двух зубьев (перьев), образованных двумя канавками для отвода стружки (рис. 3, б); перемычки (сердцевины) — средней части сверла, соединяющей оба зуба (пера); Двух передних поверхностей, по которым сбегает стружка, и двух задних поверхностей; двух ленточек для направления сверла и Уменьшения его трения о стенки отверстия; двух главных режущих кромок, образованных пересечением передних и задних поверхностей и выполняющих основную работу резания; поперечной кромки (перемычки), образованной пересечением обеих задних поверхностей. На наружной поверхности сверла между краем ленточки и канавкой расположена идущая по винтовой линии несколько углубленная часть — спинка зуба.

К геометрическим параметрам режущей части сверла относятся: угол при вершине сверла, угол наклона винтовой канавки, передний и задний углы, угол наклона поперечной кромки (перемычки).

Угол при вершине сверла 2φ расположен между главными режущими кромками. Он оказывает большое влияние на работу сверла. Величина этого угла выбирается в зависимости от твердости обрабатываемого материала (от 80 до 140°): для сталей, чугунов и твердых бронз 2φ = 116—118°; для латуней и мягких бронз 2ср = 130 ° ; для легких сплавов, силумина, электрона и баббита 2φ = 140°; для красной меди 2φ = 125°; для эбонита и целлулоида 2φ = 80—90°.

Чтобы повысить стойкость сверл диаметром от 12 мм и более, применяют двойную заточку сверл; при этом главные режущие кромки имеют форму не прямой, как при обычной заточке (рис. 4. а), а ломаной линии (рис.4. б). Основной угол 2φ = 116—118° (для сталей и чугунов), а второй угол 2φ = 70.75°.

Угол наклона винтовой канавки обозначается греческой буквой Omega (ω) (см. рис. 4. а). С увеличением этого угла процесс резания протекает легче и улучшается выход стружки. Величина а) зависит от диаметра сверла. Для сверл диаметром 0,25-9,9 мм ω = 18-28°, для сверл диаметром 10 мм и более ω = 30°.

Если рассечь спиральное сверло плоскостью, перпендикулярной главной режущей кромке, то мы увидим передний угол γ (см. сечение Б — Б на рис. 4. в).

Передний у гол γ (гамма) в разных точках режущей кромки имеет разную величину: он больше у периферии сверла и заметно

меньше у его оси. Так, если у наружного диаметра передний угол γ = 25—30°, то у перемычки он близок к 0°. Непостоянство величины переднего угла относится к недостаткам спирального сверла и является одной из причин неравномерного и быстрого его износа.

Задний угол сверла α (альфа) предусмотрен для уменьшения трения задней поверхности о поверхность резания. Этот угол рассматривается в плоскости А—А, параллельной оси сверла (см. рис. 4. е). Величина заднего угла также изменяется по направлению от периферии к центру сверла: у периферии он равен 8—12°, а у оси а = 20—26°.

Угол наклона поперечной кромки φ (пси) для сверл диаметром 1—12 мм от 47 до 50° (см. рис. 4, б), а для сверл диаметром более 12 мм φ = 55°.

Сверлильные станки. Согласно классификации, принятой в России, сверлильные станки подразделяются на шесть основных типов:

Наиболее распространены одношпиндельные вертикально-сверлильные станки. Они бывают настольными, настенными и на колонне. Настольные станки весьма быстроходны и применяются для сверления отверстий диаметром до 12 мм.

Многошпиндельные сверлильные станки применяют главным образом в серийном производстве. станки этого типа выполняют с неподвижными (постоянными) и с переставными шпинделями.

Многошпиндельные сверлильные станки с постоянными шпинделями имеют обычно от двух до шести шпинделей, расположенных в один ряд с постоянными расстояниями между их осями. Последовательно перемещая деталь, на этом станке можно выполнить различные операции (сверление, зенкерование, развертывание и т. д.) или одновременно обработать несколько отверстий в одной детали.

Любой одношпиндельный станок можно приспособить для одновременного сверления нескольких отверстий. Для этого на шпинделе укрепляют многошпиндельную головку, имеющую специальное устройство для передачи вращательного движения от шпинделя сверлильного станка всем шпинделям головки.

Радиально-сверлильные станки применяют для обработки нескольких отверстий, расположенных на значительном расстоянии друг от друга, в крупных по весу и габаритам деталях (рис.5). Эти станки в отличие от обычных сверлильных дают возможность, не меняя положения обрабатываемой детали, перемещать лишь сверлильную головку.

1 — основание, 2 — неподвижная колонна. X — вращающаяся колонна, 4—траверса, 5 — механизм подъема и опускания траверсы, 6 — сверлильная головка, 7 — шпиндель

На современных механизированных предприятиях получили распространение агрегатные станки, состоящие из отдельных стандартных самостоятельных узлов — агрегатов: силовых головок, многошпиндельных головок, станин, колонн, специальных плит, зажимных приспособлений и т. п.

Расточные станки. На сверлильных станках можно обрабатывать отверстия сравнительно небольшого диаметра (до 80—100 мм). Кроме того, они не приспособлены для обработки точных отверстий, к которым предъявляются строгие требования в отношении прямолинейности оси и расположения относительно других поверхностей деталей. Для решения этих задач наиболее приспособлены расточные станки.

| Denial of responsibility | Contacts |RSS | DE | EN | CZ