Новости

Новости

Сверление и рассверливание отверстий


Сверление отверстий, у которых длина меньше 10 диаметров, а диаметр не более 50 мм, производится обычными спиральными сверлами.
Сверла изготовляются из хромистой стали марки 9ХС пли из быстрорежущей стали марки Р18. Кроме того, применяются сверла, армированные пластинками твердых сплавов, которые припаиваются к стержню сверла.
Особенно производительно работают такие сверла при обработке чугуна и бронз.
Головки расточных шпинделей имеют конусные отверстия, выполненные по системе Морзе; по этой же системе выполняются конические хвостовики сверл и других инструментов, применяемых на горизонтально-расточных станках. В тех же случаях, когда конус сверла имеет меньший номер, сверло закрепляется в конусном отверстии шпинделя при помощи переходной втулки 1 (фиг. 130), наружный конус которой соответствует конусному отверстию шпинделя, а внутренний — конусу 2 сверла.

Когда просверливаемое отверстие удалено от конца шпинделя настолько,, что длины обычного (стандартного) сверла не хватает, вместо нормальной переходной втулки применяют удлиненные переходные втулки (фиг. 131).
Цилиндрический участок наружной поверхности удлинителей делают с точным диаметром и шлифуют. Это позволяет использовать его в качестве дополнительного направления во втулке (фиг. 131, б), вставляемой в отверстие передней стенки детали в тех случаях, когда необходимо просверлить отверстие во второй или третьей стенке.
При установке сверла необходимо протереть как отверстие шпинделя, так и хвостовик сверла. Следует оберегать конусные поверхности инструмента и шпинделя от забоин, так как даже небольшие повреждения поверхности являются причиной неточной установки инструмента. Ось сверла при этом не совпадает с осью шпинделя и появляется радиальное биение сверла, вызывающее увеличение диаметра обрабатываемого отверстия и быстрый износ режущих кромок, а иногда даже поломку сверл. Кроме того, неплотное сопряжение конусных поверхностей понижает жесткость закрепления инструмента, что может служить источником возникновения вибраций. Каждый раз после установки сверла в шпиндель надо убедиться, что оно не имеет видимого на глаз радиального биения.
Перед сверлением прежде всего необходимо совместить ось сверла с осью будущего отверстия в изделии.
Существует несколько методов совмещения: по разметке; по координатам; по шаблону; по кондуктору.
Рассмотрим совмещение по разметке; три последних метода описаны ниже.
При разметке оси отверстий, подвергаемых обработке, обозначаются центровыми рисками и кернами по вертикали и по горизонтали.

Один из приемов совмещения оси инструмента с осью отверстия состоит в использовании конического центроловителя 1 (фиг. 132, а), устанавливаемого в конусное отверстие шпинделя 2, вершину которого совмещают с керном в центре отверстия. После этого центроискатель снимают, а на его место устанавливают сверло.
Второй прием состоит в том, что в конус шпинделя вставляется оправка 1 (фиг. 132, б), в которой закреплена чертилка 2, острие которой устанавливается от оси вращения шпинделя на радиус круговой контрольной риски разметки; вращением шпинделя осуществляется контроль совмещения оси шпинделя с осью отверстия.
При сверлении глубоких отверстий, особенно тогда, когда сверло врезается в черную поверхность (необработанные стенки отливок, поковок), рекомендуется начать сверление отверстия коротким сверлом меньшего диаметра. Тогда последующее сверло будет лучше направлено и его меньше уведет в сторону.
При сверлении подача может быть осуществлена двояко: перемещением инструмента (шпинделя) на деталь или перемещением детали (стола станка) на инструмент.

Подача может быть ручной, осуществляемой поворотом штурвальных рукояток, и механической.
Сверление обычно ведется с применением подачи шпинделя.
Приступая к сверлению, надо убедиться, что глубина отверстия, если оно глухое, меньше длины спиральных канавок сверла, так как иначе не будет обеспечен свободный выход стружки и сверло может быть поломано.
Сверло подводится к детали при обязательном его вращении, врезается при ручной подаче, а затем включается механическая подача. Такой прием вызывается тем, что вначале сверло работает только поперечным лезвием (перемычкой), у которой передний угол отрицателен, вследствие чего происходит не резание, а скобление металла, что может привести к «уводу» сверла.
При сверлении глубоких отверстий необходимо, периодически выводить сверло для того, чтобы удалить образовавшуюся стружку, которая в этих случаях накапливается в стружечных канавках. Если не делать этого, стружка будет спрессовываться что может вызвать поломку сверла. Вывод сверла из отверстия производится вручную при его вращении.
Нельзя останавливать вращение шпинделя, когда инструмент находится в отверстии. Это может вызвать заедание сверла и даже его поломку.
Чтобы просверлить глухое отверстие заданной глубины, необходимо переместить шпиндель до соприкосновения сверла с деталью, заметить на круговом лимбе подачи шпинделя деление, совпадающее с нулевой риской, и сверлить до тех пор, пока круговой лимб не переместится до деления, соответствующего глубине отверстия.
Во время сверления отверстий в различных изделиях нередко бывает, что при выходе сверла из изделия «вскрывается» только половина или меньшая часть отверстия (фиг. 133).
В таких случаях нельзя вести сверление до полного выхода сверла, так как неизбежны либо поломка инструмента, либо очень большой увод отверстия в сторону по направлению стрелки, с искажением формы отверстия, как это изображено пунктиром. Поэтому необходимо обеспечить нормальный выход сверла предварительным фрезерованием или подрубкой участка а. Крайней мерой является прием обработки участка б специально заточенным сверлом (без заборного конуса с углом при вершине 2ф = 180°).
В процессе сверления иногда возникает резкий звук высокого тона; к причинам его относятся: затупление режущих кромок и износ ленточек, а также увод отверстия. В этих случаях работа должна быть приостановлена. Необходимо прекратить подачу, вывести сверло, остановить вращение шпинделя и лишь после выяснения причины возобновить обработку.
В случае увода отверстия исправление его оси осуществляется в отдельных случаях зенкерованием или растачиванием.
Важным условием рациональной эксплуатации сверл является их своевременная заточка. Необходимо уметь определять, когда следует затачивать сверло вновь.
На фиг. 134 показан износ (истирание) по задней поверхности, по ленточке, передней поверхности и углам, образуемым режущими кромками и ленточками.

В качестве предельно допустимых значений износа рекомендуются следующие величины: при сверлении сталей — износ по задней поверхности 1,0-1,2 мм; при сверлении чугуна — износ по углам 0,5-0,8 мм для твердого чугуна (HB = 170) и 0,9—1,2 мм для чугуна средней твердости.
Для повышения производительности при сверлении рекомендуется изменять заточку сверл по ГОСТ 2322—43.
Поперечная кромка сверла работает в тяжелых условиях, так как скорость резания на ее участке мала, кроме того, углы резания имеют невыгодные значения. Все это сказывается на величине усилия подачи.
Для того чтобы уменьшить величину этого усилия, поперечная кромка укорачивается путем подточки на участке BC (фиг. 135, а).
В процессе сверления цилиндрическая ленточка А на участке, примыкающем к задним коническим поверхностям, испытывает значительное нагревание, возникающее в результате ее интенсивного трения о стенки отверстия и трения стружки по передней поверхности (грани) в этом же месте сверла. Отвод тепла от этого участка затруднен. В силу сказанного, под действием высокой температуры к ленточке привариваются частички срезаемого металла, что еще больше способствует увеличению трения. Результатом этого является быстрое затупление сверла.
Чтобы повысить стойкость этих участков сверла, т. е. способность дольше сохранять режущие свойства, производят подточку ленточек па длине е (фиг. 135, б). Благодаря уменьшению поверхности трения нагрев этих участков становится не столь интенсивным, приварка частиц металла прекращается и в результате увеличивается стойкость инструмента.
С той же целью рекомендуется производить двойную заточку (фиг. 135, в). При двойной заточке удлиняются режущие кромки сверла и тем самым уменьшается нагрузка, приходящаяся на единицу длины кромок, чем и достигается увеличение стойкости.
Приведенные выше видоизменения заточки сверл способствуют повышению их стойкости в 1,2—2,0 раза при сверлении стали и до 3 раз при сверлении чугуна.
Рассверливанием называется увеличение диаметра предварительно просверленного отверстия путем обработки сверлом большего диаметра. Обработка отверстий сверлами, имеющими диаметр более 35 мм, малопроизводительна, так как при отсутствии подточки у этих сверл длина поперечной кромки сравнительно большая, что вызывает значительные усилия подачи, вынуждающие сокращать ее величину, а следовательно, и увеличивать время сверления.

При рассверливании поперечная кромка не участвует в работе, что позволяет в 2—2,5 раза увеличить подачу по сравнению с величиной подачи, допускаемой при сверлении сверлом того же диаметра и, кроме того, исправить искажение направления ранее полученного отверстия.
Отверстия, предварительно полученные в заготовках (в литье, штамповках, поковках), рассверливать нельзя, так как припуск в них распределяется неравномерно. Это вызывает неравномерное нагружение режущих кромок сверла, что приводит к его смещению в ту сторону, где припуск меньше, и, как следствие, к заеданию и поломке.
Для сверления больших отверстий небольшой длины в сплошном металле и совмещения в одном проходе предварительного сверления и рассверливания иногда применяют комбинированные инструменты — сверла-улитки (фиг. 136). Они состоят из короткого Спирального сверла (небольшого диаметра), вставляемого в центральное конусное отверстие большего спирального сверла, тоже короткого, выполненного в виде головки с коническим хвостовиком для крепления в конусе шпинделя.
Сверла-улитки — высокопроизводительный инструмент, так как они позволяют обрабатывать большие отверстия диаметром до 80 мм с величиной подачи, соответствующей условиям рассверливания.
Скорость резания при сверлении подсчитывается по формуле

где v — скорость резания в м/мин;
D — диаметр сверла в мм; п — число оборотов шпинделя в минуту.
Из этой формулы можно определить число оборотов шпинделя станка в минуту:

Скорость резания при сверлении и рассверливании назначается главным образом в зависимости от следующих факторов:
а) обрабатываемого металла (чугун, сталь, бронза, силумин и др.) и его предела прочности ов или твердости HB;
б) материала режущего инструмента (быстрорежущая сталь, твердый сплав и др.);
в) глубины резания (диаметра сверла);
г) подачи сверла;
д) условий охлаждения.
На фиг. 137 изображены элементы, определяющие режим резания. Глубина резания t равна половине диаметра сверла. Ширина стружки b = d/2*1/sina мм. Подача одного пера сверла sz равна половине подачи на оборот. Толщина стружки a = sz sin (р мм.
Из формулы для определения толщины стружки видно, что она зависит не только от значения sz, но и от величины угла ф при вершине сверла.
Сверление и рассверливание отверстий

С уменьшением угла ф при той же величине sz уменьшается и толщина стружки, а следовательно, и нагрузка на каждую единицу длины режущей кромки. Сказанное более убедительно объясняет причину увеличения стойкости сверл с двойной заточкой.
Назначение режима обработки, т. е. совокупности величин подачи и скорости резания, начинается с выбора подачи.
Подачи при выборе по таблицам разделяются па три группы. Каждой из них соответствуют определенные технологические требования: чистота поверхности после обработки; допустимое отклонение от прямолинейности оси просверленного отверстия; величина припуска под последующую обработку; глубина — длина отверстия и т. д.
Выбирая подачи, нужно руководствоваться следующими рекомендациями:
Подачи группы I — для сверления глухих (несквозных) отверстий — применять:
1) при обработке отверстий с чистотой поверхности v1, v2, v3 со свободным (не ограниченным допуском) размером диаметра;
2) при обработке отверстий с чистотой поверхности v1, v2, v3 по 5-му классу точности;
3) при обработке отверстий под последующее рассверливание;
4) при сверлении отверстий, которые затем будут дополнительно обрабатываться несколькими инструментами (резцами, зенкерами, развертками).
Подачи группы II — для сверления глухих и сквозных отверстий — применять:
1) при обработке нежестких деталей под последующее растачивание, рассверливание, зенкерование, когда окончательно обработанные отверстия должны быть точно параллельны;
2) при обработке нежестких деталей с тонкими стенками вокруг отверстий под последующее рассверливание, зенкерование или растачивание при отсутствии допусков на параллельность осей;
3) при сверлении отверстий с чистотой поверхности v3 для последующего нарезания резьбы метчиками;
4) при сверлении отверстий длиной от 2,5 до 6 диаметров.
Подачи группы III — для сверления глухих и сквозных отверстий — применять:
1) при сверлении отверстий в жестких деталях под последующее рассверливание, растачивание или зенкерование, когда допуски на параллельность окончательно обработанных отверстий малы по величине;
2) при сверлении под развертывание черновыми развертками или нарезание резьбы;
3) при сверлении отверстий длиной от 6 до 10 диаметров.
При сверлении и рассверливании чугуна сверлами, оснащенными твердым сплавом ВК8, следует применять подачи и скорости резания в соответствии с данными.
При сверлении и рассверливании стальных деталей рекомендуется охлаждать сверло в зоне резания направлением в отверстие охлаждающей жидкости — эмульсии (концентрация 5%) в количестве не менее 6 л/мин.
Однако осуществление охлаждения в условиях работы на горизонтальнорасточном станке связано со значительными затруднениями, вызванными тем, что сверло вращается.
На фиг. 138 показаны сверла, у которых подвод охлаждающей жидкости осуществляется через трубки, в которые жидкость поступает при вращении сверла через охватывающую муфту т или через специальную переходную втулку. Применение таких сверл экономически целесообразно в случаях сверления глубоких отверстий.