Что необходимо сделать для увеличения прочности сверла
Мероприятия по увеличению стойкости свёрл
 |
Рис. 75. Способы заточки сверла:
Подточка поперечной кромки состоит в выборке материала перемычки со стороны обеих канавок. Наиболее простая форма подточки (рис. 75, б) состоит в создании выемок на передних поверхностях сверла около перемычки В-В (участки С). При такой подточке ширина кромки уменьшается на 25…40%, а угол g вблизи нее увеличивается. В результате осевые силы снижаются на 30…35%, а стойкость сверла повышается в 1,5…2 раза.
Более высокие результаты получают при подточке передней поверхности сверла вдоль всей длины режущих кромок (рис.). В этом случае углы вблизи поперечной кромки становятся положительными. Производят также подточку по способу сверловщика Средневолжского станкозавода В. И. Жирова, предложившего конструкцию сверла с прорезанной перемычкой (рис. 75, ж), на которой образуются две выступающие режущие кромки, а поперечная кромка отсутствует. При такой подточке осевая сила уменьшается примерно в 2 раза, что позволяет увеличить подачу в 2…3 раза. Недостаток этих сверл в пониженной прочности режущей части, сложности заточки, низкой точности отверстия. Рекомендуется их применять при обработке деталей из хрупких материалов с невысоким пределом прочности, при обработке деталей из прочных материалов режущие кромки ломаются.
Подточка ленточки заключается в том, что на ее участке, длиной 3…5 мм от уголка сверла затачивают задний угол α1 = 6º…8º, оставляя цилиндрическую фаску шириной 0,2…0,3мм для сохранения диаметра сверла на участке подточки, рис. 74.
Подточка ленточки рекомендуется при сверлении деталей из вязких материалов, когда на нее происходит налипание металла, при этом стойкость сверла увеличивается до 1,5 раза. На сверлах диаметром менее 12 мм никакие подточки не производят, так как их трудно выполнить и эффект незначителен. Формы заточки и их обозначение показаны на рис. 75, ж.
Дата добавления: 2017-02-13 ; просмотров: 2530 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Способы повышения стойкости сверл.
Отличительными особенностями процесса резания при сверлении спиральными сверлами являются:
переменные значения скорости резания по длине режущих кромок (от нулевой в центре до максимальной по периферии);
изменяющиеся по длине режущих кромок значения переднего и заднего углов (передний угол уменьшается от наружной поверхности к центру сверла, а задний, наоборот, возрастает);
наличие поперечной кромки, или перемычки, крайне затрудняющий процесс резания (скорость резания на ней близка к нулю, а передний угол отрицательный);
трудность конструктивного обеспечения высокой жесткости инструмента, а, следовательно, и системы СПИД в целом;
затрудненный процесс удаления стружки из зоны резания;
затрудненный теплоотвод и пониженная эффективность подвода СОЖ в связи ограниченностью зоны резания.
С целью облегчения процесса стружкообразования и повышения режущих свойств сверла производят двойную заточку сверла и подточку перемычки и ленточки.
Рис.2.14. Схема двойной заточки.
Перемычка 1-3(см. рис. 2.11) определяет жесткость и прочность сверла. В то же время увеличение ее длины отрицательно сказывается на процессе сверления в связи с неблагоприятными условиями резания (отрицательный передний угол g). Обрабатываемый материал при этом сильно наклепывается, а следовательно, возможно возникновение вибраций и потеря продольной устойчивости сверла. Поэтому широко практикуется подточка перемычек (рис.2.15). При этом длина поперечной режущей кромки снижается почти до минимума, и образуются две дополнительные кромки с положительным передним углом g = 0…5º. При сверлении титановых сплавов поперечную кромку подтачивают до 0,1d. Форма подточки перемычки должна обеспечивать плавный переход от поверхности подточки к поверхности канавки сверла.
Рис.2.15. Подточка спирального сверла по перемычке.
Исследования влияния ширины направляющей ленточки на стойкость сверла показали, что она максимальна при некоторой оптимальной ширине ленточки. При сверлении жаропрочных и коррозийно-стойких сталей и сплавов она составляет 1,25…0,40 мм. При меньшей ширине стойкость сверла значительно понижается вследствие плохого теплоотвода от его рабочих поверхностей. Особенно быстро изнашиваются в этом случае сверла по уголкам. При слишком большой ширине ленточки происходит интенсивное трение. Для его снижения и повышения стойкости у сверл диаметром более 12мм делают подточку ленточки (рис. 2.17). Поскольку ленточка выполняет функцию направления сверла в отверстии, она должна быть сохранена на значительной части сверла. Поэтому подточку достаточно проводить на небольшой длине.
Рис. 2.17. Сверло с подточенной ленточкой.
Литература [2. стр. 135-169; 3. стр.98-101 ]
Зенкеры
Классификация зенкеров.
Зенкеры используются для обработки предварительно просверленных, литых или штампованных отверстий и обеспечивают точность 8…10 квалитетов и шероховатость Ra=6, 3…3,2мкм. Они применяются также для обработки углублений или плоскостей (под головки и др.) и называются, в этих случаях, зенковками или цековками.
Зенкеры классифицируются по следующим признакам:
По конструкции– цельные, составные (сварные) с напайными пластинами и сборные.
По способу крепления – насадные, хвостовые с цилиндрическим или коническим хвостовиком.
По виду обработки – цилиндрические, зенковки для снятия фасок и обработки конусов, зенковки для обработки цилиндрических или конических углублений под головки болтов, винтов, подрезки торцев, бобышек и приливов корпусных деталей.
По виду инструментального материала – быстрорежущие и твердосплавные.
Наточить сверло можно в домашних условиях, но лучше, если это делать в мастерской или оборудованной подсобке, где установлено точило. Выполнить правильную заточку это без опыта, по началу, будет сложно — для этого нужно немного практики, так сказать, набить руку.
Восстановить остроту режущих кромок можно на обычном абразивном бруске, но это будет долгая и неблагодарная работа, на которую уйдет много времени и нервов. Для этого лучше подойдут следующие инструменты:
Как понять, что сверло затупилось
Не стоит доводить инструмент до сильного затупления, т.к. затупившееся сверло быстрее нагревается, излишний нагрев может привести к его поломке. При поломке инструмента извлечь оставшиеся в отверстии части не всегда получается, что приводит к порче детали. К тому же осколки разлетаются в разные стороны и могут травмировать работника.
Признаки износа режущих кромок:
Сам процесс заточки сверл по металлу не сложен и выполняется за пару минут, но только при наличии подходящего инструмента после беглого изучения теории и небольшой практики.
Немного теории
Для начала нужно разобраться с конструкцией инструмента и понять, каких его характеристики нужно будет восстановить, какие сохранить не испортив. В процессе понадобится инструмент для проверки углов и длин режущих кромок.
Конструкция сверла
Сверло по металлу состоит из: хвостовика и рабочей части. Эти две части изготавливаются из разных металлов, которые соединяется в одну заготовку с помощью сварки. Хвостовик выполнен из стали, не подвергшейся закалке.
Рабочая часть выполняется из быстрорежущей закаленной инструментальной стали. Её можно условно разделить на несколько частей: калибрующую и режущую. На рабочей части находятся следующие элементы конструкции:
Режущая кромка образуется на пересечении поверхностей передней части (канавки) и задней части (затылка). Для восстановления остроты режущей кромки на точиле или другим инструментом обрабатывается именно задняя поверхность.
В процессе работы тупятся именно режущие кромки. При заточке нужно восстановить их остроту, геометрию, а так же угол при вершине между задней и передней частью.
Параметры, которые нужно восстановить
При правильной заточке сверла по металлу нужно восстановить следующие его параметры:
Зависимость угла заточки от обрабатываемого материала
Значение угла заточки при вершине и заднего угла резания при работе с металлом и другими материалами может отличаться в большую или в меньшую сторону. Чем меньше угол при вершине – тем длиннее режущая кромка, что положительно сказывается на теплоотводе, стойкости сверла. С уменьшением угла снижается прочность, а при его увеличении будет сложнее удерживать инструмент по центру в начале сверления.
Значение угла при вершине необходимо выбирать, отталкиваясь от твердости материала, который нужно обрабатывать. Чем материал тверже — тем больше должен быть угол при вершине.
Угол при вершине 118° ±2° с задним углом от 7° до 12° считается универсальным, их имеют в виду, когда говорят о спиральном сверле по металлу без указания материала для обработки. Именно эти углы именно эти углы мы будем рассматривать в данной статье для примера, как типовые.
Таблица с углами заточки сверла по металлу, рекомендованными при работе с разными материалами:
Инструменты для проверки правильности заточки
Для проверки правильности углов и длин пользуются разными измерительными инструментами: транспортиром, угломером, штангенциркулем линейкой и т.д. Так же можно использовать шаблон для заточки сверл, на котором уже есть все правильные углы и нанесена шкала для проверки дин кромок. Такие шаблоны для проверки можно купить в магазине, но найти их в продаже будет сложно.
Шаблон для проверки заточки можно изготовить своими руками из листовой стали, жести или нержавейки по образцам шаблонов из магазина на изображениях выше, нанести на него разметку метчиком или алмазным карандашом. Либо сделать самый простой шаблон из двух или трех гаек. Гайка идеально подходит для этих целей, т.к. она является правильным шестиугольником, каждый внутренний угол которого равен 120 градусам. При соединении двух гаек угол между их гранями так же будет равен 120 градусам.
Такое приспособление подойдет только чтобы проверить угол при вершине. Гайки можно скрепить на сварку или на термоклей. Для этого гайки нужно нагреть, чтобы об них плавился термоклеевой стержень, намазать термоклеем, плотно прижать друг к другу и держать их так, пока они не остынут. Несмотря на кажущуюся хлипкость, скрепленные термоклеем гайки будут держаться очень крепко.
Способы заточки по выведению задней плоскости
Существует несколько основных способов правильной заточки свёрл. Они отличаются по способу выведения задней плоскости, ее геометрией, сложности выполнения и итоговым характеристикам инструмента:
Есть и другие способы заточки, они отличаются как оборудованием, на котором их можно выполнять, так и получающейся в итоге формой задней части зуба:
Винтовые способы применяются в станках для изготовления и заточки сверл на производстве. Описывать механизм их выполнения нет смысла, т.к. вручную этот процесс повторить не получится. Цилиндрический способ является частным случаем конической заточки и используется очень редко.
Эллиптический способ один из самых простых, но для него нужны полые абразивные камни специфической формы, которые очень быстро изнашиваются. Для фасонной заточки так же нужны абразивные круги разной формы не прямого профиля. Поэтому в данной статье мы их рассматривать не будем.
Способы заточки по количеству скосов на режущей кромке
Способы заточки разделяют по количеству образующихся режущих кромок. При этом угол при вершине будет не постоянный – он будет изменяться шагами от большего у центральной вершины к меньшему на боковых вершинах. Делается это для того, чтобы равномерно распределить отвод тепла и уменьшить нагрев инструмента по мере увеличения его диаметра, т.к. режущая кромка греется не равномерно — в центре греется меньше, чем на краях.
Выделяют следующие способы:
Подточка перемычки и ленточки
Дополнительно к основной заточке можно подточить перемычку и ленточку. Не обработанная перемычка создает значительное сопротивление сверлению – продвижению сверла вглубь обрабатываемого материала. Чтобы уменьшить сопротивление перемычку подтачивают с двух сторон, но не полностью. Полное стачивание перемычки недопустимо, при этом заточку инструмента придется начинать заново, чтобы ее восстановить.
Есть несколько типов подточки перемычной кромки:
Мы будем рассматривать только один способ с увеличением передних углов на кромке перемычки, но выполнять его будем абразивным кругом с прямоугольным профилем, при этом немного будут подтачиваться задние кромки, как в способе с подрезанием задней части зуба.
Подточку перемычки нужно выполнять со стороны канавок по очереди с двух сторон. Сверло устанавливается так, чтобы угол между его осью и подручником был примерно равен 45 градусам. Угол, относительно плоскости боковой поверхности диска выбирается в диапазоне от 0 до 10 градусов в зависимости от обрабатываемого материала, чем мягче материал – тем он больше.
Перемычку стачивают на глубину 0.1 — 0.15 диаметра инструмента. В результате повышается стойкость, инструмент лучше врезается в материал, повышается производительность сверления, уменьшается усилие подачи. Перемычку можно подточить на сверле любого диаметра, но для диаметров менее 5 миллиметров понадобятся специальные инструменты, например, алмазный надфиль.
При выполнении двухплоскостной заточки подточка перемычки не потребуется, т.к. она при этом уже будет подточена по условию выполнения двухплоскостной заточки.
Ленточка, а точнее ее боковая вершина — это самое уязвимое место сверла и её так же можно подточить, сделав небольшую фаску, что увеличит стойкость инструмента, продлит срок его службы. Подточка происходить по всей длине внешней кромки начиная от боковой вершины на ленточке. Кромка подрезается под углом 6° — 8°, фаска при этом получается шириной 0.1 – 0.2 мм и больше, это зависит от диаметра сверла. Этот способ применяется при диаметре инструмента более 12 мм для обработки твердых и неоднородных материалов.
При работе с материалами, требующими повышенной остроты сверла подрезание фаски на боковой грани и ленточке не выполняется. Для таких работ ленточку нужно подточить со стороны канавки, т.е. передней грани.
Правила заточки
Для заточки сверл в мастерских и на производстве, чаще всего, используют точило, реже специальное оборудование. В процессе восстановления режущей грани нужно придерживаться следующих правил:
Во время заточки нельзя допускать перегрева сверла, он приведет к растрескиванию, размягчению металла, снижению стойкости инструмента. Понять, что металл сильно греется можно по изменению его цвета.
При заточке поверхности зачищают до тех пор, пока не исчезнут все сколы и зазубрины. Нужно стремиться сделать их идеально гладкими, контролируя при этом все необходимые углы и длины граней.
Заточка сверла на точиле
Спиральные сверла по металлу, чаще всего, точат на точиле, его еще называют наждаком, точильно-полировальным, обдирочно-заточным или просто станком для заточки. Точило используют для обработки металлических заготовок и деталей, их шлифовки и заточки. Оно прекрасно подходит для заточки спиральных и других видов свёрл.
Для заточки понадобится абразивный круг из белого электрокорунда прямого профиля. Его марка должна быть 14А (A) или 25А (WA). Они предназначены для обработки углеродистых, легированных, быстрорежущих и нержавеющих марок сталей, заточки стального закаленного инструмента.
Абразивные круги так же называют наждачными и шлифовальными кругами. Реже их называют наждачными и шлифовальными камнями.
Белые абразивные круги
Рабочая поверхность камня должна быть ровной, без закруглений, выбоин и впадин. Если на поверхности есть дефекты, то их нужно устранить правилом, это процесс называется правкой шлифовального круга. При этом его поверхность стачивается, приобретая нужную форму, в данном случае – плоскую.
Для правки шлифовального камня используют алмазные и эльборовые карандаши (вставки), алмазные правящие гребенки, реже пользуются шарошками, подручными материалами, отрезными кругами с алмазным и эльборовым покрытием.
Процесс правки шлифовальных кругов разными правящими инструментами хорошо представлен в данном видео ролике:
На точиле должен быть установлен подручник, без него будет сложно выполнить качественную заточку. Подручник — это, чаще всего, металлическая регулируемая платформа, которая устанавливается перед диском для того, чтобы на нее можно было опереться или использовать как направляющую при работе с наждаком.
Подручник нужно выставить горизонтально, чтобы его верхняя плоскость была на одном уровне с осью вращения наждачного круга. Зазор между кругом и подручником нужно сделать минимально возможным, зазор в один миллиметр будет идеальным для заточки.
Выставленный подручник на точиле
Для примера рассмотрим выполнение конической одинарной заточки с подрезанием перемычки. Т.к. данный вид заточки, хоть и не самый простой, но самый распространенный и подходит для восстановления остроты свёрл диаметром от 3 миллиметров.
Убедитесь в том, что на точило установлен камень из белого электрокорунда, его геометрия выправлена, а подручник установлен на одном горизонтальном уровне с осью вращения абразивного круга и на расстоянии в 1 мм от его поверхности.
Важно! По технике безопасности у точила запрещено работать в перчатках, не важно, тканевые они или медицинские. Это актуально для любых станков, где есть вращающиеся части из-за угрозы наматывания материала и затягивания частей тела.
Для начала нужно проработать все действия с выключенным точилом. На подручнике нужно нарисовать маркером линию под углом в 60 градусов к плоскости торца наждачного круга. Это нужно, чтобы вывести угол при вершине, примерно, в 120 градусов.
Рисуем на подручнике линию под углом 60 градусов
Сверло нужно взять двумя руками, ведущей рукой за рабочую часть, второй рукой – за хвостовик. После его нужно положить на подручник так, чтобы его боковая грань при взгляде сверху совпала с линией, нарисованной на подручнике.
Между подручником и сверлом нужно положить указательный палец – он будет исполнять роль качели при конической заточке. Когда инструмент лежит на пальце, то между ним и наждачным кругом образуется угол, примерно равный 7° — 12°. Именно это значение нужно выдержать на режущей кромке.
Берем сверло в руки и кладем на подручник
Отрабатываем движения для заточки на выключенном точиле
Отводим сверло назад от круга, переворачиваем его другой режущей кромкой и снова прикладываем к кругу в том же положении, которое было в первый раз. Повторяем колебательное движение хвостовиком так, чтобы наждак опять провернулся. Данное движение с поворотом наждака и переворотом сверла нужно отработать несколько раз, до тех пор, пока оно не будет выполняться автоматически.
После можно включать точило и приступать к заточке. В процессе выполняются всё те же действия:
После выполнения нескольких подходов, когда при визуальном осмотре, режущие кромки будут гладкие и острые, а на задней части будет закругленный скос, нужно проверить соответствие углов и длин режущих кромок. Для этого желательно иметь под рукой специальный шаблон, угломер или транспортир для измерения углов заточки и штангенциркуль для измерения длин режущих кромок.
Первая ошибка, которую можно допустить в процессе заточки и выявить при проверке – это заваливание режущей кромки вперед. Из-за чего она не будет самой высокой точкой зуба, а на задней поверхности будет своеобразна возвышенность, горка. При этом сверло работать не будет, т.к. при сверлении оно просто будет тереться задней поверхностью о материал. Ошибку нужно исправить, выполнив заточку заново.
Второе, что нужно проверить – это соответствие длин режущих кромок, измеряемое от центральной точки на перемычке до боковых вершин режущих кромок. Эти расстояния должны соответствовать с двух сторон, иначе отверстие при сверлении будет разбиваться, его итоговый диаметр будет больше номинала, указанного на сверле.
Проверка штангенциркулем соответствия длин режущих кромок
Далее проверяем угол при вершине сверла при помощи специального или самодельного шаблона. При проверке можно обнаружить, что угол получился немного больше или меньше, чем 120 градусов, в целом, на это можно закрыть глаза и оставить как есть. Но, если угол при вершине у одного зуба будет больше, чем у второго, то это нужно исправлять, иначе одна сторона сверла работать не будет, а вторая будет сильно греться и быстрее изнашиваться
Финальным этапом проверки будет сверление какой-то ненужной металлической заготовки. При этом сверло должно вгрызаться в металл плавно, без биения от центра, стружка должна равномерно выходить с двух сторон из канавок в одинаковом количестве. Получившееся отверстие не должно превышать номинальный диаметр, указанный на сверле, более чем на 0.05 – 0.1 см.
Теперь можно выполнить подточку перемычки, что должно уменьшить усилие при сверлении, инструмент будет лучше врезаться в металл, а его стойкость повысится.
Стачивание перемычки
Видео инструкция по заточке
Так же мы настоятельно рекомендуем посмотреть видео инструкцию по заточке спиральных сверл на точиле от Виктора Леонтьева. В этом видео подробно рассказывается обо всем процессе заточки, начиная с теории и заканчивая практикой.
Как продлить срок службы сверла
«Посадить» сверло не сложно, сложнее будет вернуть ему работоспособность. Чтобы продлить срок его службы нужно помнить о следующих правилах работы:
Ниже приведена таблица с приблизительными значениями количества оборотов в минуту в зависимости от диаметра сверла и обрабатываемого материала.