Сверло

Заточка производится под углом бн (1). Вычислительная формула для угла заточки с учетом (6, 7) имеет вид:

.   (14)

 

Рисунок 7. Заточка специального сверла по винтовой поверхности прямого геликоида:

1 - сверло; 2-приспособление; 3 - центр универсально-заточного станка; 4-шлифовальный круг; Н, Щ - параметры винтового движения поступательного и вращательного.

Настройка  приспособления ведется по углу бн для точки М1 на режущей кромке и шагу винтового движения:

Н =2рр, где   - параметр винта; t - длина режущей кромки, мм:

,

где бн1 и бн - задние углы в нормальном сечении для d1 = d и d2 = 0,35d вычисляются по формуле (14).

Конструкторский задний угол бМ1 для простановки на чертеже вычисляется по формуле (8) при dМ1 = d.

2.3 Проверка на прочность и жесткость

Решение третьей задачи упрочнения уголка, устранения износа ленточки и выравнивания износа на режущей части сверла связано с формой профиля стружечной канавки. Кромка ленточки сверла вблизи уголка участвует в резании, выполняет роль вспомогательной режущей кромки, тяжело нагружена и характеризуется передним углом г1 (рис.9).

Рисунок 8. Передний угол г1 кромки ленточки

В торцевом сечении сверла рассматривается передний угол г1 на кромке ленточки М1, образованный радиальным направлением ОМ1 и касательной к следу сечения АМ1.

,                                   (15)

где r1 = 0,5d1 - радиус сверла, мм; a - смещение режущей кромки, мм;

р - параметр винта стружечной канавки, мм; ц - угол при вершине сверла, град.

Анализ свёрл для обработки деталей из жаропрочных и др. труднообрабатываемых материалов показал, что рациональный угол г1 = 00. У сверл для обычных машиноподелочных сталейг1 = 100. Угол г1 находится в прямой зависимости от параметра винта г ~ р и обратной - от смешения режущей кромки г1 ~ 1/а.

Приведение переднего  угла г1 к рациональному для специального сверла выполняется путем введения в конструкцию сверла нового элемента - фаски шириной f. При радиальном направлении образующей фаски г1 = 00.

Исключение подрыва сверла возможно за счет перераспределения напряжений в донышке отверстия. Достигается это путей увеличения угла при вершине г1 = 70…750, при одновременном уменьшении длины режущей части. При этом наибольшие напряжения в донышке концентрируются по периметру. При достижении предельного размера толщины донышка напряжения достигают предела прочности, происходит разрушение и отрыв донышка. Сверло получает свободный выход. Например, при сверлении отверстия O 8 мм в детали из жаропрочного сплава ЖС6К специальным сверлом из быстрорежущей стала P9K10 о углом при вершине ц = 750 толщина донышка S = 0,3 мм.

2.4 Расчёт виброустойчивости сверла

                                (16)

где M1 - момент схватывания; M2 - момент резания; ф2" = 0,012с - время покоя вершины сверла при вибрациях; С - коэффициент жёсткости вылета сверла;

щ0 - угловая скорость шпинделя станка.

Представление о виброустойчивости обычно связывается с каким-либо параметром динамической системы или прочностью в связи с практической целесообразностью и может иметь различное выражение. Свёрла малых размеров при входе в режим вибраций ломаются. При этом опасность поломки не выражается какими-либо внешними признаками. Сверла средних и крупных размеров подвержены вибрациям уже при малом износе. При работе с вибрациями катастрофически увеличивается износ, что приводит к усилению вибраций и поломке сверла.

Поломка сверла обусловлена превышением момента схватывания М1, над моментом прочности МK, М1 > Мк.

Если возникают вибрации уже при малом износе, то это объясняется недостаточной жесткостью С, согласно формуле (16), и неравенством М1 < МK.

При таком толковании причины поломок или вибраций свёрл целесообразно виброустойчивости D придать выражение:

                                                 (17)

Сверло малого размера ломается от вибраций, но при первом же цикле. Сверло крупного размера в режиме вибраций может работать со скрипом и треском некоторое время прежде, чем сломается.

В этих случаях следует говорить об излишнем запасе виброустойчивости в случае сверл малого размера и недостаточном для сверл большого размера.

Оптимальным запасом виброустойчивости должен быть такой, при котором D предельно большой, но обеспечивающий время для отключения подачи в остановки станка после начала вибрации. Эти условия, как показывает расчёт, обеспечиваются при D = 0,8…0,9 для сверл всех размеров.

2.5 Повышения основных  свойств материала инструмента  технологическими средствами

В цеховой практике применяются износостойкие покрытия нитридом и карбидом титана (TiN, TiC), ионное азотирование, термическая обработка с режимами, отвечающими максимальной прочности и достаточной твердости. На чертеже, в технических требованиях должны быть соответствующие указания.

Таблица 8. Зависимости для определения элементов заточки сверла по поверхности прямого геликоида

Наименование параметра	Формула	Обозн.ф-лы
Длина главной режущей кромки сверла		(1)
Коэффициент смещения режущей кромки		(2)
Параметр винтового движения		(3)
Угол заточки в нормальном сечении в точках режущей кромки М1 и М2		(4)
Угол заточки в цилиндрическом сечении		(5)
Шаг винтового движения	H = 2рp	(6)

 

Таблица 9. Зависимости для определения элементов конструкции сверла по условию виброустойчивости

№ п/п	Наименование параметра	Обозн.	Расчетная формула	Размер-ность
1.	Крутящий момент (9)	М2
2.	Момент прочности сверла	Мк
3.	Жесткость сечения единицы длины винтовой части (6)	Св		2
4.	Жесткость сечения единицы длины цилиндрической части	Сц		2
5.	Длина винтовой части, приведенная к длине цилиндрической (8)	lв пр	lв. пр = (Cц / Cв ) lв	мм
6.	Приведенная длина вылета сверла	lпр	lпр = 10-3(lв  пр + lц)	м
7.	Коэффициент жесткости вылета сверла	C	С = Cц / lпр
8.	Момент схватывания	M1	M1 = M2 + 0,006С щ0
9.	Запас виброустойчивости	D	D = M1/ Mk	-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический список

1. Б.И. Черпаков, Т.А. Альперович. «Металлорежущие станки»;
2. В.А. Аршинов, Г.А. Алексеев «Резание металлов и режущий инструмент»;
3. А.С. Зубченко «Марочник сталей и сплавов»;
4. И.А. Ординарцев «Справочник инструментальщика»;
5. Г.Н. Сахаров «Металлорежущие инструменты»;

Интернет-сайты:

6. http://www.autowelding.ru/publ/1/sverlilnye_stanki/osnovnye_ponjatija_o_processakh_obrabotki_otverstij_i_rezhushhem_instrumente_ispolzuemom_na_sverlilnykh_stankakh/24-1-0-440

7. http://www.nntu.ru/trudy/2012/03/097-105.pdf

8. http://hgtshop.narod.ru/proektirovanie_specialnogo_spiralnogo_sverla.html

9. http://tarefer.ru/works/82/100165/index.html#