Призначення, будова та геометрія спірального свердла

Відокремлений структурний підрозділ

Київський індустріальний коледж

Київського національного університету будівництва і архітектури

Лабораторна робота № 2

Тема: „ Геометричні параметри спірального свердла”

Студент групи ОМ-31

Перевірив:

Волобуєва Г. В.

Київ 2015

1. Тема: Геометричні параметри спірального свердла.

2. Мета: Закріплення відомостей про будову та геометричні параметри спірального свердла, елементах режимів різання та зрізуваного шару при свердлінні; ознайомлення з методами вимірювання геометричних параметрів свердла; набуття навичок ескізування спірального свердла.

3. Обладнання: Стенд „Інструменти для обробки отворів”, спіральні свердла, кутоміри оптичні, штангенциркуль, лінійка.

4. Література:

- Середюк В. С. Основи обробки матеріалів різанням та метало-різальні інструменти. НВПЕТ, 2007.

- Аршинов В.А., Алексеев Г.А. Резание металлов и режущий инструмент. М. Машиностроение, 1975.

- Коженкова Т. И., Фельдштейн Е. Э. Лабораторные работы по резанию металлов. Минск. Вышейшая школа, 1985.

- Справочник технолога-машиностроителя. Т.2, под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М. Машиностроение, 1986.

5. Студент має знати:

- призначення спіральних свердл;

- будову спірального свердла (частини та елементи свердла);

- геометричні параметри свердла;

- елементи режимів різання і зрізуваного шару при свердлінні і розсвердлюванні отворів;

- методику вимірювання параметрів свердла.

6. Студент має вміти:

- виконати ескіз спірального свердла;

- вибирати значення кута біля вершини свердла для певних умов;

- вимірювати геометричні параметри свердла і контролювати кути свердла в процесі заточування.

7. План роботи:

1. Ознайомлення з правилами і прийомами роботи.

2. Самостійне виконання роботи:

- виконання ескізу спірального свердла;

- позначення геометричних параметрів свердла на ескізі;

- описання свердла (будова, елементи режиму різання і зрізуваного шару, матеріали свердла);

- визначення геометричних параметрів свердла.

3. Оформлення звіту про виконану роботу та захист її у викладача.

4. Приведення в порядок робочого місця.

Короткі теоретичні відомості

Призначення, будова та геометрія спірального свердла

Свердління застосовується для обробки отворів в суцільному металі та для збільшення діаметру отвору (розсвердлювання). Свердла дозволяють отримувати отвори з точністю по 11–14 квалітетах і шорсткістю обробленої поверхні R_а = 6, 3–12, 5 мкм. Невисока точність обробки обумовлена можливістю розбивки отвору та можливим зміщенням осі отвору.

Спіральне свердло (рис. 1.) є найбільш поширеним інстру-ментом для обробки отворів і складається з різальної та направляючої частин, шийки і хвостовика. На різальній частині свердла (рис. 2.5) виділяють передню (3) і задню (1) поверхні, різальні кромки (4) і поперечну кромку (5). По передніх гвинтових поверхнях сходить стружка, а задні поверхні свердла обернені до поверхні різання. Перетин передніх і задніх поверхонь утворює різальні кромки. Перетин задніх поверхонь утворює поперечну кромку. Різальна частина характеризується переднім кутом γ та заднім кутом α, кутом біля вершини свердла 2φ, кутом нахилу поперечної різальної кромки ψ та кутом нахилу гвинтової лінії свердла ω (рис. 2.).

Передній кут γ в точці К вимірюють у головній січній площині. Він утворюється дотичною, проведеною через точку К до передньої поверхні, та лінією, що проходить через цю точку перпендикулярнл до площини різання. Величина переднього кута зменшується при наближенні до осі свердла. На серцевині свердла γ = 0^○ при нормальній формі заточування, а при підточуванні поперечної кромки кут γ з наближенням до серцевини стає від’ємним. На поперечній кромці свердла передній кут має великі

Рис. 1. Спіральне свердло

Рис. 2. Елементи та геометричні параметри спірального свердла

від’ємні значення (до -60^○ ). Тому поперечна кромка метал не ріже,

а витискує його під різальні кромки. На це витрачається 50–65 % осьової сили та до 15 % крутного моменту. Довжина поперечної кромки визначається діаметром серцевини d_c. Зі зменшенням діаметра серцевини зменшується довжина поперечної кромки, але при цьому знижується міцність свердла. Для швидкорізальних свердл d_c = (0, 12–0, 2) D, для твердосплавних свердл d_c = 0, 25 D. У свердл малого діаметра, призначених для обробки важко-оброблюваних матеріалів, товщину серцевини збільшують до (0, 32–0, 35) D.

Задній кут α також вимірюється у головній січній площині. Кут α утворюється дотичною до задньої поверхні, проведеною через точку К, і площиною різання. Значення заднього кута при наближенні до осі свердла збільшується. В залежності від діаметра свердла α = 8–14^○ на периферії і α = 20–25^○ біля серцевини свердла.

Перетин різальних кромок утворює кут біля вершини свердла 2φ. Кут 2φ впливає на величину складових сили різання, довжину різальної кромки і елементи перерізу стружки. При збільшенні кута 2φ зменшується довжина різальної кромки, зростають сили різання, що діють на одиницю довжини різальної кромки, тому свердло швидше спрацьовується, але при цьому збільшується товщина стружки, яка буде легше сходити по гвинтових канавках, вона менше деформується, що обумовлює зниження моменту опору обертанню свердла. Досліди показують, що при зменшенні кута 2φ з 140^○ до 90^○ осьова сила зменшується на 40–50 %, а момент опору збільшується на 25–30 %. Значення цього кута вибирається з врахуванням властивостей матеріалу заготовки. Для обробки конструкційних сталей та чавунів 2φ = 116–118^○ . При обробці жаростійких сталей, алюмінієвих сплавів і твердих чавунів кут 2φ збільшується до 125–150^○ . При обробці твердих бронз, пластмас кут 2φ зменшується до 80–110^○ .

Кут нахилу поперечної кромки ψ лежить в площині, перпендикулярній до осі свердла, і утворюється проекціями різальної кромки та поперечної кромки на цю площину. Величина кута ψ знаходиться в межах 50–55^○ .

Направляюча частина має гвинтові направляючі стрічки, які забезпечують точний напрям руху свердла і знижують шорсткість стінок отвору. Кут нахилу гвинтової лінії стрічок ω знаходиться між віссю свердла і дотичною до гвинтової лінії стрічки. Величина цього кута впливає на міцність і жорсткість свердла та на вихід стружки. Зі збільшенням кута ω збільшується передній кут γ, тому стружка легше зрізується і легше відводиться, зростає жорсткість свердла на скручування, але знижується жорсткість в осьовому напрямі. Зменшення осьової сили і моменту опору відбувається при зростанні кута ω до 25–35^○ . При подальшому збільшенні кута ω сили різання не зменшуються, але знижується міцність леза біля периферії. Свердла діаметром до 10 мм мають кут ω = 25–28^○ , а для більших діаметрів ω = 30–35^○ . Для обробки в’язких матеріалів (алюмінієві сплави, мідь) рекомендуються свердла з ω = 35–45^○ . Ширина направляючих стрічок f вибира-ється в залежності від діаметра свердла. З метою зниження тертя між стрічками і стінкою отвору, діаметр направляючої частини зменшується в напрямі до хвостовика (0, 03–0, 12 мм на 100 мм довжини).

Хвостовик призначений для закріплення і центрування свердла та для передачі крутного моменту. Він може бути циліндричним або конусним.

Шийка призначена для з’єднання направляючої частини і хвостовика. На шийці часто вказується діаметр свердла та матеріал різальної частини.