Сверление при слесарных работах тех механика. Глава X. Сверление. Слесарные работы. Инструменты для рубки
В работе слесаря по изготовлению, ремонту или сборке деталей механизмов и машин часто возникает необходимость получения в этих деталях самых различных отверстий. Для этого производят операции сверления, зенкования, зенкерования и развертывания отверстий.
Сущность данных операций заключается в том, что процесс резания (снятия слоя материала) осуществляется вращательным и поступательным движениями режущего инструмента (сверла, зенкера и т. д.) относительно своей оси. Эти движения создаются с помощью ручных (коловорот, дрель) или механизированных (электрическая дрель) приспособлений, а также станков (сверлильных, токарных и т.д.).
Сверление - это один из видов получения и обработки отверстий резанием с помощью специального инструмента - сверла.
Как и любой другой режущий инструмент, сверло работает по принципу клина. По конструкции и назначению сверла делятся на перовые, спиральные, центровочные и др. В современном производстве применяются преимущественно спиральные сверла и реже специальные виды сверл.
Спиральное сверло состоит из рабочей части, хвостовика и шейки. Рабочая часть сверла, в свою очередь, состоит из цилиндрической (направляющей) и режущей частей.
На направляющей части расположены две винтовые канавки, по которым отводится стружка в процессе резания.
Направление винтовых канавок обычно правое. Левые сверла применяются очень редко. Вдоль канавок на цилиндрической части, сверла имеются узкие полосочки, называемые ленточками. Они служат для уменьшения трения сверла о стенки отверстия (сверла диаметром 0,25-0,5 мм выполняются без ленточек).
Режущая часть сверла образуется двумя режущими кромками, расположенными под определенным углом друг к другу. Этот угол называют углом при вершине. Его величина зависит от свойств обрабатываемого материала. Для стали и чугуна средней твердости он составляет 116-118°.
Хвостовик предназначен для закрепления сверла в сверлильном патроне или шпинделе станка и может быть цилиндрической или конической формы. Конический хвостовик имеет на конце лапку, которая служит упором при выталкивании сверла из гнезда.
Шейка сверла, соединяющая рабочую часть с хвостовиком, служит для выхода абразивного круга в процессе шлифования сверла при его изготовлении. На шейке обычно обозначают марку сверла.
Изготовляются сверла преимущественно из быстрорежуще стали марок Р9, Р18, Р6М5 и др. Все шире применяются металлокерамические твердые сплавы марок ВК6, ВК8 и Т15К6 Пластинками из твердых сплавов обычно оснащают только рабочую (режущую) часть сверла.
В процессе работы режущая кромка сверла притупляется поэтому сверла периодически затачивают.
Сверлами производят не только сверление глухих (засверливание) и сквозных отверстий, т.е. получение этих отверстий в сплошном материале, но и рассверливание - увеличение размера (диаметра) уже полученных отверстий.
Зенкованием называется обработка верхней части отверстий в целях получения фасок ил цилиндрических углублений, например, под потайную головку винта или заклепки. Выполняется зенкование с помощью зенковок сверлом большего диаметра; Зенкерование - это обработка отверстий, полученных; литьем, штамповкой или сверлением, для придания им цилиндрической формы, повышения точности и качества поверхности. Зенкерование выполняется специальными инструментами - зенкерами (20, в). Зенкеры могут быть с режущими кромками на цилиндрической или конической поверхности (цилиндрические и конические зенкеры), а также с режущими кромками, расположенными на торце (торцовые зенкеры). Для обеспечения соосности обрабатываемого отверстия и зенкера на торце зенкера иногда делают гладкую цилиндрическую направляющую часть.
Зенкерование может быть процессом окончательной обработки или подготовительным к развертыванию. В последнем случае при зенкеровании оставляют припуск на дальнейшую обработку.
Развертывание - это чистовая обработка отверстий. По своей сущности она подобна зенкерованию, но обеспечивает более высокую точность и малую шероховатость обработки поверхности отверстий. Выполняется эта операция слесарными (ручными) или станочными (машинными) развертками. Развертка состоит из рабочей части, шейки и хвостовика. Рабочая часть подразделяется на заборную, режущую (коническую) и калибрующую части. Калибрующая часть ближе к шейке имеет обратный конус (0,04-0,6) для уменьшения трения развертки о стенки отверстия. Зубья на рабочей части (винтовые или прямые) могут быть расположены равномерно по окружности или неравномерно. Развертки с неравномерным шагом зубьев используются обычно для обработки отверстий вручную. Они позволяют избежать образования так называемой огранки, т.е. получения отверстий неправильной цилиндрической формы. Хвостовик ручной развертки имеет квадрат для установки воротка. Хвостовик машинных разверток диаметром до 10 мм выполняется цилиндрическим, других разверток - коническим с лапкой, как у сверл.
Для черновой и чистовой обработки отверстия применяют комплект (набор) разверток, состоящий из двух-трех штук. Изготовляют развертки из тех же материалов, что и другие режущие инструменты для обработки отверстий.
Рассмотренные операции обработки отверстий выполняются в основном на сверлильных или токарных станках. Однако, в тех случаях, если деталь невозможно установить на станок или отверстия расположены в труднодоступных местах, обработка производится вручную с помощью воротков, ручных или механизированных (электрических и пневматических) дрелей.
Вороток с квадратными отверстиями используют при работе инструментом, имеющим на хвостовике квадрат, например ручной разверткой.
Ручная дрель состоит из остова с упором /, который нажимают, чтобы придать сверлу поступательное движение, зубчатой передачи с ручным приводом, рукоятки для держания дрели 6, шпинделя А установленным на нем патроном для закрепления режущего инструмента.
В целях облегчения труда при обработке отверстий и повышения его производительности используют механизированные дрели (ручные сверлильные машинки). Они могут быть электрическими или пневматическими. В практике работы в учебных мастерских более широкое; применение имеют электрические дрели, так как пневматические требуют подвода к ним сжатого воздуха.
Электрические сверлильные машинки изготовляются трех типов: легкого, среднего и тяжелого. Машинки легкого типа предназначены для сверления отверстий диаметром до 8-9 мм. Корпус таких машинок часто выполняется в форме пистолета.
Машинки среднего типа обычно имеют замкнутую рукоятку; на задней части корпуса. Они используются для сверления отвертствий диаметром до 15 мм.
Машинки тяжелого типа применяют для получения и обработки отверстий диаметром 20-30 мм. Они имеют две рукоятки на корпусе (или две рукоятки и упор) для удержания машинки и передачи поступательного движения рабочему инструменту.
Рассмотрим устройство вертикально-сверлильных станков на примере станка типа 2А135. Этот станок предназначен для сверления и рассверливания глухих и сквозных отверстий диаметром до 35 мм, а также зенкования, зенкерования, развертывания отверстий и нарезания резьбы.
Он имеет станину, в верхней части которой установлена шпиндельная головка. Внутри коробки головки расположена коробка скоростей, передающая вращение от электродвигателя на шпиндель. Осевое перемещение инструмента производится при помощи коробки подач, установленной на станине. Обрабатываемая заготовка закрепляется на столе, который может подниматься и опускаться при помощи рукоятки, что дает возможность обрабатывать заготовки различной высоты. Смонтирован станок на плите
При работе на сверлильных станках применяют различные приспособления для закрепления заготовок и режущего инструмента.
Машинные тиски - приспособление для закрепления заготовок разного профиля. Они могут иметь сменные губки для зажима деталей сложной формы.
Призмы служат для закрепления цилиндрических заготовок.
В сверлильных патронах закрепляют режущие инструменты с цилиндрическими хвостовиками.
С помощью переходных втулок устанавливают режущие инструменты, у которых размер конуса хвостовика меньше размера конуса шпинделя станка.
На сверлильных станках могут выполняться все основные операции по получению и обработке отверстий сверлением, зенкованием, зенкерованием и развертыванием.
Для настройки станка на тот или иной вид обработки отверстий важно правильно установить скорость резания и подачу.
Скоростью резания (м/мин) при сверлении называют величину пути, проходимого в направлении главного движения наиболее отдаленной от оси инструмента точкой режущей кромки в единицу времени.
Скорость резания выбирают в зависимости от свойств обрабатываемого материала, диаметра, материала и формы заточки режущей части инструмента и других факторов.
В соответствии с полученной частотой вращения инструмента устанавливается частота вращения шпинделя станка.
Подача - это величина перемещения режущего инструмента относительно заготовки вдоль его оси за один оборот. Она измеряется в миллиметрах за один оборот (мм/об).
Значения подач также зависят от свойств обрабатываемого материала, материала сверла и других факторов.
При определении скорости резания и подачи учитывается глубина резания. Глубина резания t при сверлении и других видах обработки отверстий - это расстояние между обработанной и обрабатываемой поверхностями, измеренное перпендикулярно оси заготовки.
Поскольку глубина резания при обработке отверстий - величина относительно неизменная (заданная чертежом или припуском на обработку), то основное влияние на производительность обработки будут оказывать выбираемые значения скорости резания и подачи.
С увеличением скорости резания процесс обработки ускоряется. Но при работе со слишком большими скоростями режущие кромки инструмента быстро затупляются и его приходится часто затачивать. Увеличение подачи тоже повышает производительность обработки, но при этом обычно увеличивается шероховатость поверхности отверстия и затупляется режущая кромка.
Приемы нарезания резьбы, и особенно применяемый при этом режущий инструмент, во многом зависят от вида и профиля резьбы.
Резьбы бывают однозаходные, образованные одной винтовой линией (ниткой), или многозаходные, образованные двумя и более нитками.
По направлению винтовой линии резьбы подразделяют на правые и левые.
Профилем резьбы называется сечение ее витка плоскостью, проходящей через ось цилиндра или конуса, на котором выполнена резьба.
Для нарезания резьбы важно знать основные ее элементы: шаг, наружный, средний и внутренний диаметры и форму профиля резьбы.
Шагом резьбы S называют расстояние между двумя одноименными точками соседних профилей резьбы, измеренное параллельно оси резьбы.
Наружный диаметр d - наибольшее расстояние между крайними наружными точками, измеренное в направлении, перпендикулярном оси резьбы.
Внутренний диаметр di - наименьшее расстояние между крайними внутренними точками резьбы, измеренное в направлении, перпендикулярном оси.
Средний диаметр di - расстояние между двумя противоположными параллельными боковыми сторонами профиля резьбы, измеренное в направлении, перпендикулярном оси.
Основание резьбы Вершина резьбы
По форме профиля резьбы подразделяют на треугольные, прямоугольные, трапецеидальные, упорные (профиль в виде неравнобокой трапеции) и круглые.
В зависимости от системы размеров резьбы делятся на метрические, дюймовые, трубные и др.
В метрической резьбе угол треугольного профиля ф равен 60°, наружный, средний и внутренний диаметры и шаг резьбы выражаются в миллиметрах. Пример обозначения: М20Х Х1.5 (первое число-наружный диаметр, второе - шаг).
Трубная резьба отличается от дюймовой тем, что ее исходным размером является не наружный диаметр резьбы, а диаметр отверстия трубы, на наружной поверхности которой нарезана резьба. Пример обозначения: труб. 3/У (цифры - внутренний диаметр трубы в дюймах).
Нарезание резьбы производится на сверлильных и специальных резьбонарезных станках, а также вручную.
При ручной обработке металлов внутреннюю резьбу нарезают метчиками, а наружную - плашками.
Метчики по назначению делятся на ручные, машинно-ручные и машинные, а в зависимости от профиля нарезаемой резьбы - на три типа: для метрической, дюймовой и трубной резьб.
Метчик состоит из двух основных частей: рабочей части и хвостовика. Рабочая часть представляет собой винт с несколькими продольными канавками и служит для непосредственного нарезания резьбы. Рабочая часть, в свою очередь, состоит из заборной (режущей) и направляющей (калибрующей) частей. Заборная (режущая) часть производит основную работу при нарезании резьбы и изготовляется обычно в виде конуса. Калибрующая (направляющая) часть, как видно из самого названия, направляет метчик и калибрует отверстие.
Продольные канавки служат для образования режущих перьев с режущими кромками и размещения стружки в процессе нарезания резьбы.
Хвостовик метчика служит для закрепления его в патроне или в воротке во время работы.
Для нарезания резьбы определенного размера ручные (слесарные) метчики выполняют обычно в комплекте из трех штук.
металл слесарь деталь
Сверлением называется процесс образования отверстий в сплошном материале режущим инструментом - сверлом. Сверление применяется: для получения не ответственных отверстий, невысокой степени точности и невысокого класса шероховатости, например под крепежные болты, заклепки, шпильки и т. д.;
для получения отверстий под нарезание резьбы, развертывание и зенкерование.
Рассверливанием называется увеличение размера отверстия в сплошном материале, полученного литьем, ковкой, штамповкой или другими способами.
Сверлением и рассверливанием можно получить отверстие 10-го, в отдельных случаях 11-го квалитета и шероховатость поверхности 320 80. Когда требуется более высокое качество поверхности отверстия, его (после сверления) дополнительно зенкеруют и развертывают.
Точность сверления в отдельных случаях может быть повышена благодаря тщательному регулированию станка, правильно заточенному сверлу или сверлением через специальное приспособление, называемое кондуктором.
По конструкции и назначению различают сверла: спиральные и специальные (перовые или плоские, для кольцевого сверления, ружейные, комбинированные с другими инструментами, центровочные и др.).
Для сверления отверстий чаще применяют спиральные сверла и реже специальные.
Спиральное сверло (рис. 179, а, 6, в) - двух зубый (двухлезвийный) режущий инструмент, состоящий из двух основных частей: рабочей и хвостовика.
Рабочая часть сверла в свою очередь состоит из цилиндрической (направляющей) и режущей частей. На цилиндрической части имеются две винтовые канавки, расположенные одна против другой. Их назначение - отводить стружку из просверливаемого отверстия во время работы сверла. Канавки на сверлах имеют специальный профиль, обеспечивающий правильное образование режущих кромок сверла и необходимое пространство для выхода стружки (рис. 180).
Форма канавки и угол наклона со (омега) между направлением оси сверла и касательной к ленточке должны быть такими, чтобы, не ослабляя сечения зуба, обеспечивалось достаточное стружечное пространство и легкий отвод стружки. Однако сверла (особенно малого диаметра) с увеличением угла наклона винтовой канавки ослабляются. Поэтому у сверл малого диаметра этот угол делается меньше, для сверл больших диаметров - больше. Угол наклона винтовой канавки сверла составляет 18 - 45°. Для сверления стали пользуются сверлами с углом наклона канавки 26 - 30°, для сверления хрупких металлов (латунь, бронза) - 22 - 25°, для сверления легких и вязких металлов - 40 - 45°, при обработке алюминия, дюралюминия и электрона - 45°.
В зависимости от направления винтовых канавок спиральные сверла подразделяют на правые (канавка направлена по винтовой линии с подъемом слева направо, движение сверла во время работы происходит против хода часовой стрелки) и левые (канавка направлена по винтовой линии с подъемом справа налево, движение происходит по ходу часовой стрелки). Левые сверла применяют редко.
Расположенные вдоль винтовых канавок сверла две узкие полоски на цилиндрической поверхности сверла называются ленточками. Они служат для уменьшения трения сверла о стенки отверстия, направляют сверло в отверстие и способствуют тому, чтобы сверло не уводило в сторону. Сверла диаметром 0,25 - 0,5 мм выполняются без ленточек.
Уменьшение трения сверла о стенки просверливаемого отверстия достигается также тем, что рабочая часть сверла имеет обратный конус, т. е. диаметр сверла у режущей части больше, чем на другом конце у хвостовика. Разность этих диаметров составляет 0,03 - 0,12 мм на каждые 100 мм сверла. У сверл, оснащенных пластинками из твердых сплавов, обратная конусность применяется от 0,1 до 0,3 мм на каждые 100 мм длины сверла.
Зуб - это выступающая с нижнего конца часть сверла, имеющая режущие кромки.
Зуб сверла имеет спинку, представляющую собой углубленную часть наружной поверхности зуба, и заднюю поверхность, представляющую собой торцовую поверхность зуба на режущей части.
Поверхность канавки, воспринимающая давление стружки, называется передней поверхностью. Линия пересечения передней и задней поверхностей образует режущую кромку. Линия, образованная пересечением задних поверхностей, представляет поперечную кромку. Ее величина зависит от диаметра сверла (в среднем равна 0,13 диаметра сверла).
Линия пересечения передней поверхности с поверхностью ленточки образует кромку ленточки.
Режущие кромки соединяются между собой на сердцевине (сердцевина - тело рабочей части между канавками) короткой поперечной кромкой. Для большей прочности сверла сердцевина постепенно утолщается от поперечной кромки и к концу канавок (к хвостовику).
Угол между режущими кромками - угол при вершине сверла 2φ оказывает существенное влияние на процесс резания. При его увеличении повышается прочность сверла, но одновременно резко возрастает усилие подачи. С уменьшением угла при вершине резание облегчается, но ослабляется режущая часть сверла.
Величина этого угла выбирается в зависимости от твердости обрабатываемого материала (град):
На рис. 181 показаны углы спирального сверла. Передняя поверхность зуба (клина) сверла образуется спиральной канавкой, задняя - боковой поверхностью конуса. Геометрические параметры режущей части сверла показаны на рис. 182 (см. сечение N-N).
Передним углом γ (гамма) называют угол, заключенный между поверхностью резания (обработанной поверхностью) и касательной к передней поверхности (или передней грани).
Наличие переднего угла облегчает врезание инструмента, стружка лучше отделяется и получает возможность естественного схода.
С увеличением переднего угла улучшаются условия работы инструмента, уменьшается усилие резания, повышается стойкость. Вместе с тем ослабляется тело режущей части инструмента, которое может легко выкрашиваться, ломаться; ухудшается отвод тепла, что приводит к быстрому нагреву и потере твердости. Поэтому для каждого инструмента приняты определенные значения переднего угла. Передние углы меньше при обработке твердых и прочных материалов, а также при меньшей прочности инструментальной стали. В данном случае для снятия стружки требуются большие усилия и режущая часть инструмента должна быть прочнее. При обработке мягких, вязких материалов передние углы берутся больше.
Задний угол α (альфа) - это угол наклона задней поверхности, образуемый касательной к задней поверхности (или задней грани) и касательной к обрабатываемой поверхности. Задний угол дается для уменьшения трения задней поверхности (или задней грани) об обрабатываемую поверхность.
При слишком малых углах а повышается трение, увеличивается сила резания, инструмент сильно нагревается, задняя поверхность быстро изнашивается. При очень больших задних углах ослабляется инструмент, ухудшается отвод тепла.
Передние и задние углы сверла в разных точках режущей кромки имеют разную величину; для точек, расположенных ближе к наружной поверхности сверла, передний угол больше, и наоборот, для точек, расположенных ближе к центру, передний угол меньше. Если у периферии сверла (наружный диаметр) он имеет наибольшую величину (25 - 30°), то по мере приближения к вершине сверла уменьшается до величины, близкой к нулю.
Как и передний, задний угол сверла изменяется по величине для разных точек режущей кромки: для точек, расположенных ближе к наружной поверхности сверла, задний угол меньше, а для точек, расположенных ближе к центру, - больше.
Угол заострения β образуется пересечением передней и задней поверхностей.
Величина угла заострения β (бета) зависит от выбранных значений переднего и заднего углов, поскольку
α + β + γ = 90°.
Хвостовики у спиральных сверл могут быть коническими и цилиндрическими. Конические хвостовики имеют сверла диаметром от 6 до 80 мм. Эти хвостовики образуются конусом Морзе. Сверла с цилиндрическими хвостовиками изготовляют диаметром до 20 мм. Хвостовик является продолжением рабочей части сверла.
Сверла с коническим хвостовиком устанавливают непосредственно в отверстие шпинделя станка (или через переходные втулки) и удерживаются благодаря трению между хвостовиком и стенками конического отверстия шпинделя. Сверла с цилиндрическим хвостовиком закрепляют в шпинделе станка при помощи специальных патронов. На конце конического хвостовика имеется лапка (см. рис. 179, а), не позволяющая сверлу провертываться в шпинделе и служащая упором при выбивании сверла из гнезда. У сверл с цилиндрическим хвостовиком имеется поводок (см. рис. 179, 6), предназначенный для дополнительной передачи крутящего момента сверлу от шпинделя.
Шейка сверла, соединяющая рабочую часть с хвостовиком,"имеет меньший диаметр, чем диаметр рабочей части, служит для выхода абразивного круга в процессе шлифования, на ней обозначена марка сверла.
Спиральные сверла изготовляются из углеродистой инструментальной стали У10 и У12А, легированной стали (хромистой марки 9Х и хромокремнистой 9ХС), быстрорежущей Р9, Р18.
Для изготовления сверл все шире применяют металлокерамические твердые сплавы марок ВК6, ВК8 и Т15К6. Наиболее распространенными являются спиральные сверла из быстрорежущей стали.
Сверла, оснащенные пластинками из твердых сплавов (рис. 183, а, 6), находят широкое применение при сверлении и рассверливании чугуна, закаленной стали, пластмасс, стекла, мрамора и других твердых материалов.
По сравнению со сверлами, изготовленными из инструментальных углеродистых сталей, они имеют значительно меньшую длину рабочей части, большой диаметр сердцевины и меньший угол наклона винтовой канавки. Эти сверла обладают высокой стойкостью и обеспечивают высокую производительность труда.
Существует несколько типов сверл диаметром от 5 до 30 мм, оснащенных твердыми сплавами типа ВК. Корпуса этих сверл изготовляются из стали марок Р9, 9ХС и 40Х.
Сверла с винтовыми канавками обеспечивают значительно лучший выход стружки из отверстии, особенно при сверлении вязких металлов. Это достигается благодаря тому, что на длине 1,5 -2 диаметра сверла винтовая канавка прямая, а далее к хвостовой части сверла винтовая.
Сверла с прямыми канавками применяют при сверлении отверстий в хрупких металлах. Они проще в изготовлении, но для сверления глубоких отверстий эти сверла применять нельзя, так как затрудняется выход стружки из отверстия.
Сверла с косыми канавками применяют для сверления неглубоких отверстий, так как длина канавок для выхода стружки у них очень мала.
Сверла с отверстиями для подвода охлаждающей жидкости к режущим кромкам сверла (рис. 183, в) предназначаются для сверления глубоких отверстий в неблагоприятных условиях. Эти сверла имеют повышенную стойкость, так как охлаждающая жидкость, подаваемая под давлением 10 - 20 кгс/см 2 в пространство между наружной поверхностью сверла и стенками отверстия, обеспечивает охлаждение режущих кромок и облегчает удаление стружки.
Сверло крепят в специальном патроне, обеспечивающем подвод охлаждающей жидкости к отверстию в хвостовой части сверла. Эти сверла особенно эффективны при работе с жаропрочными материалами.
При сверлении отверстий сверлами со сквозными каналами режим резания повышается в 2 - 3 раза, а стойкость инструмента - в 5 - 6 раз. Сверление таким способом осуществляют на специальных станках в специальных патронах (рис. 184).
Твердосплавные монолитные сверла предназначены для обработки жаропрочных сталей. Эти типы сверл могут быть применены для работы на сверлильных машинах (материалом служит твердый сплав ВК15М) и для работы на токарных металлорежущих станках (твердый сплав ВК10М).
Корпуса твердосплавных сверл изготовляют из стали Р9, 9ХС, 40Х, 45Х. В сверлах прорезается паз под пластинку из твердого сплава, которую закрепляют медным или латунным припоем.
Комбинированные сверла, например сверло-зенковка, сверло-развертка, сверло-метчик, применяют для одновременного сверления и зенкования, сверления и развертывания или сверления и нарезания резьбы.
Центровочные сверла служат для получения центровых отверстий в различных заготовках. Их изготовляют без предохранительного конуса (рис. 185, а) и с предохранительным конусом (рис. 185, б).
Перовые сверла наиболее просты в изготовлении, применяются для сверления неответственных отверстий диаметром до 25 мм, главным образом при обработке твердых поковок и отливок, ступенчатых и фасонных отверстий. Сверление, как правило, осуществляют трещотками и ручными дрелями.
Эти сверла изготовляют из инструментальной углеродистой стали У10, У12, У10А и У12А, а чаще всего из быстрорежущей стали Р9 и Р18.
Перовое сверло имеет форму лопатки с хвостовиком. Его режущая часть - треугольной формы с углами при вершине 2φ = 118 + 120° и задним углом α = 10÷20°.
Перовые сверла подразделяют на двусторонние (рис. 186, а) и односторонние (рис. 186, б), наиболее распространенными являются двусторонние. Угол заточки одностороннего перового сверла принимается для стали в пределах 75 - 90°, а для цветных металлов - 45 - 60°. Угол заточки двустороннего перового сверла принимается 120-135°.
Перовые сверла не допускают высоких скоростей резания и непригодны для сверления больших отверстий, так как стружка из отверстия не отводится, а вращается вместе со сверлом и царапает поверхность отверстия. Кроме того, в процессе работы сверло быстро тупится, изнашивается, теряет режущие качества и уходит в сторону от оси отверстия.
Сверлением называется процесс образования отверстий в сплошном материале режущим инструментом -- сверлом. Для сверления применяют спиральные сверла различных диаметров, электросверлилки и другие инструменты.
Спиральное сверло состоит из рабочей части и хвостовика, которым оно закрепляется в шпинделе станка.
Рабочая часть сверла состоит из цилиндрической и режущей. На цилиндрической части расположены две винтовые канавки 4, которые предназначаются для отвода стружки в сторону. По краям канавок находятся ленточки 5. Они служат для уменьшения трения сверла о стенки отверстия в детали.
Режущая часть сверла состоит из конуса, на котором находятся две режущие кромки 3, поперечная кромка 1 и задняя поверхность 2. Угол заточки в зависимости от металла детали мо жет колебаться в пределах 110--150°.
* Хвостовики бывают двух типов: конические и цилиндрические. Конический хвостовик удерживает сверло в шпинделе благодаря трению, возникающему между конусом хвостовика и переходной конусной втулкой. Сверло с цилиндрическим хвостовиком укрепляют в шпинделе станка при помощи кулачкового патрона. Лапка -- концевой часть сверла -- служит упором при выбивании сверла из гнезда или патрона.
При работе сверло совершает вращательноё движение, во время которого срезается стружка металла, и поступательное перемещение, направленное вдоль оси вращения, при котором сверло углубляется в обрабатываемую деталь.
Высокая производительность и хорошее качество работы сверл возможны лишь при правильной их заточке, иначе сверло при работе будет смещаться с оси или его режущая часть будет ломаться. Затачивают сверла на заточных станках или вручную на наждачном круге. Правильность заточки проверяют шаблоном.
Ручная электросверлилка ИЭ1008 состоит из легкого литого корпуса 5, внутри которого помещается электродвигатель с редуктором и шпинделем, выходящим наружу. На конце шпинделя укреплен кулачковый патрон для крепления сверла диаметром до 9 мм. Настольный вертикально сверлильный станок корпусе имеется рукоятка для держания. Электросверлилка подключается в сеть через гибкий шнур, один конец которого постоянно связан с электродвигателем. На другом конце кабеля имеется вилка для подключения прибора к электросети. Кабель должен иметь, кроме силовых проводов, также заземляющий.
Настольный вертикально-сверлильный станок применяют в построечных мастерских при большом объеме работ. Станок устанавливают на массивном верстаке.
Чтобы просверлить в детали отверстие, зажимают деталь, устанавливают в патроне сверло требуемого диаметра, накернивают деталь в требуемом месте, включают станок, причем центр вращающегося сверла устанавливают на накрененное место. Затем, сообщив шпинделю необходимое усилие, начинают сверление.
Если во время работы сверло быстро затупляется в углах режущей кромки, это значит, что скорость резания велика и ее нужно уменьшить. Если же сверло затупляется или выкрашивается по режущим кромкам, это указывает на чрезмерную подачу. Чтобы сверло не ломалось и не тупилось, в конце сверления уменьшают подачу. Сверло работает лучше при большой скорости резания и малой подаче.
При перегреве сверла его охлаждают. При сверлении твердых металлов (стали) используют мыльную воду, мягких (алюминия, меди)--содовый раствор.
При работе с приводными сверлилками вращающиеся части их периодически смазывают маслом. Необходимо следить за состоянием гибких передач (на станкаХ) и состоянием питающего кабеля (на ручных электросверлилках). По окончании работы следует убирать стружку и протирать все рабочие части станка, стол и станину.
При сверлении на станках и при помощи электросверлилок надо выполнять следующие правила техники безопасности. Шкивы, гибкие или зубчатые передачи должны быть надежно ограждены. При сверлении отверстий в мелких деталях нельзя удерживать эти детали в руках; надо закреплять в ручных или настольных тисках.
Зенкерование является либо окончательной обработкой отверстия, либо промежуточной операцией перед развертыванием отверстия, поэтому при зенкеровании оставляют еще небольшие припуски для окончательной отделки отверстия разверткой.
Зенкерование обеспечивает точность обработки отверстий в пределах 3--5-го классов точности и 4--6-го шероховатости обрабатываемой поверхности. Зенкерование -- операция более производительная, чем сверление, так как при равных (примерно) скоростях резания подача при зенкеровании допускается в 2,5-- 3 раза больше, чем при сверлении.
По конструкции зенкеры бывают цилиндрические и конические. Цилиндрические зенкеры применяют для более точной обработки отверстий в заготовках, полученных литьем, штамповкой, а также после сверления. Цилиндрические зенкеры бывают цельные, насадные и со вставной твердосплавной пластинкой.
Для обработки отверстий диаметром 12--35 мм применяют зенкеры цельной конструкции, а для обработки отверстий диаметром в пределах 24--100 мм -- насадные зенкеры. Для снятия фасок у отверстий, получения конических и цилиндрических углублений под головки винтов и, заклепок и т. п. применяют зенкование.
Зенковки цилиндрические применяют для обработки цилиндрических гнезд. Для достижения соосности с точно обработанными отверстиями зенковки имеют направляющую цапфу. Зенковки конические применяют для обработки конусных гнезд центровых отверстий. Конусная часть зенковки может быть заточена под углом 60, 90 и 120°.
Отверстия припуски на зенкерование должны составлять: для зенкеров диаметром до 25 мм -- 1 мм, диаметром от 26 до 35 мм -- 1,5 мм и диаметром от 36 до 45 мм -- 2 мм.
Развертывание. Отверстия, полученные сверлением, часто для обеспечения высокой точности подвергают дополнительной обработке -- развертыванию. Развертка в отличие от сверла и зенкера снимает очень небольшой слой металла (припуск) в пределах десятых долей миллиметра.
Отверстия, полученные сверлением, не отличаются высокой чистотой обработанной поверхности, точностью, поэтому их подвергают дополнительной обработке путем развертывания.
Развертывание можно производить как на сверлильных и токарных станках, так и вручную специальными инструментами, называемыми развертками.
Развертка в отличие от сверла и зенкера снимает очень не большой слой металла (припуск под развертку), в пределах десятых долей миллиметра.
Развертки изготовляют из стали марок У10А, У12А, 9ХС, Р9 и Р18.
Развертки, применяемые для станочного развертывания, называются машинными, а для ручного - ручными.
Обработка отверстий развертками позволяет получить точность 2-3-го классов и чистоту поверхности 7-9-го классов.
Отверстия 2-го класса точности диаметром более 6 мм обрабатывают двумя развертками: черновой и чистовой. Отверстия 3-го класса точности получают одной разверткой.
По своей конструкции и назначению развертки разделяются на следующие виды:
Развертки ручные цилиндрические изготовляются диаметром 3-50 мм и используются для обработки отверстий 2-3-го классов точности. Развертывание производится с помощью воротка.
Развертки машинные с цилиндрическим хвостовиком применяются для обработки отверстий 2-3-го классов точности. Они изготовляются диаметром 3-10 мм. Развертки закрепляются в самоцентрирующих патронах станков.
Развертки машинные с коническим хвостовиком изготовляются с диаметром от 10 до 32 мм и более короткой рабочей частью. Эти развертки закрепляются в шпинделе станка.
Развертки машинные насадные изготовляются диаметром 25-80 мм. Этими развертками обрабатываются отверстия 1-го класса точности.
Развертки машинные с квадратной головкой изготовляются диаметром 10-32 мм и предназначены для обработки отверстий по 2-му классу точности, закрепляются в патронах, допускающих покачивание и самоцентрирование разверток в отверстиях.
Развертки со вставными ножами (насадные) имеют то же назначение, что и предыдущие, и изготовляются диаметром 40-100 мм.
Развертки машинные, оснащенные пластинками из твердых сплавов, служат для обработки отверстий больших диаметров с высокой скоростью и большой точностью.
Для обработки цилиндрических отверстий применяются цилиндрические развертки, а для обработки конических отверстий- конические. По конструктивному признаку развертки подразделяются на цельные, у которых рабочая часть изготовляется из одного куска металла, и раздвижные, у которых рабочая часть делается отдельно и насаживается на оправку.
Цельные цилиндрические развертки делаются с правыми и левыми спиральными канавками, с прямым и спиральным зубом, диаметром от 3 до 50 мм.
Цилиндрическая ручная развертка состоит из трех частей: рабочей, шейки и хвостовика (рис. 185, а). В свою очередь рабочая часть развертки состоит из режущей и калибрующей частей. Режущая или заборная часть развертки делается в виде конуса и выполняет основную работу - снимает стружку в отверстии. Калибрующая часть является продолжением заборной части и имеет цилиндрическую форму, она почти не производит резания, а направляет развертку в отверстии. Канавки между зубьями образуют режущие кромки, в них размещается стружка.
Рис. 185. Части и углы цельной ручной развертки (с), угловой шаг ручной и машинной разверток (б)
В целях предупреждения возникновения продольных рисок (граней) в обрабатываемом отверстии и достижения заданной чистоты поверхности и точности обработки зубья разверток разполагаются по окружности с неравномерным шагом. Если бы шаг развертки был равномерным, то при каждом повороте воротком зубья останавливались бы в одних и тех же местах, что неизбежно привело бы к получению волнистой поверхности. Поэтому при ручном развертывании применяются развертки с неравномерным шагом зубьев, а машинные развертки изготовляются с равномерным шагом зубьев (рис. 185, б). Число зубьев делается четным от 6 до 14.
При работе разверткой со спиральным зубом поверхность получается более чистая, чем при обработке с прямым зубом. Однако изготовление и особенно заточка разверток со спиральным зубом очень сложны, и поэтому такие развертки применяются только при развертывании отверстий, в которых имеются пазы или канавки.
Как конические, так и цилиндрические развертки изготовляются комплектами из двух или трех штук (рис. 186, а). В комплекте из двух штук одна развертка предварительная, а вторая чистовая. В комплекте из трех штук первая развертка черновая, или обдирочная, вторая - промежуточная и третья - чистовая, придающая отверстию окончательные размеры и требуемую чистоту.
Рис. 186. Комплект из трех разверток (а), машинная развертка (б), раздвижная развертка (в)
Конические развертки работают в более тяжелых условиях, чем цилиндрические, поэтому у конических разверток на прямолинейных зубьях делаются поперечные прорези для снятия стружки не всей длиной зуба, что значительно уменьшает усилия при резании. Причем, поскольку черновая развертка снимает большой припуск, ее делают ступенчатой, в виде отдельных зубьев, которые при работе дробят стружку на мелкие части. На промежуточной развертке, которая снимает значительно меньшую стружку, прорези делаются меньше и другого профиля. Чистовая развертка никаких стружколомательных канавок не имеет.
У машинных разверток, применяемых при развертывании отверстий на станках, в отличие от ручных, рабочая часть более короткая (рис. 186, б). Кроме того, у них имеются некоторые конструктивные особенности, связанные с работой на более высоких скоростях резания и с большими напряжениями. Машинные развертки чаще всего делаются насадными со вставными ножами из твердых сплавов и раздвижными.
Раздвижные (регулируемые) развертки (рис. 186, в) применяются при развертывании отверстий диаметром от 24 до 80 мм. Они допускают увеличение диаметра на 0,25-0,5 мм.
Регулируемые развертки получили наибольшее распространение. Они состоят из корпуса, который служит довольно долго, и изготовляются из сравнительно недорогих конструкционных сталей и вставных ножей простой формы. Ножи делают из тонких пластинок, на них расходуется небольшое количество дорогостоящего металла. Их можно переставлять или раздвигать на больший диаметр, регулируя или затачивая до нужного размера. Когда ножи стачиваются и уже не обеспечивают надежного крепления, их заменяют новыми.
Для развертывания сквозных отверстий широко применяются разжимные развертки (рис. 187), ножи в которых крепятся или винтами, или в точно пригнанных пазах прижимаются к дну паза конусными выточками концевых гаек, или же винтами, разжимающими корпус.
Рис. 187. Разжимная развертка
Элементы резания при развертывании приведены на рис. 188.
Рис. 188. Элементы резания при развертывании
