Учебный элемент "Виды, конструкция сверл".
учебно-методическое пособие на тему

              УЧЕБНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Наименование:

Профессия:         Электромонтер по ремонту и обслуживанию      электрооборудования                        

Отрасль:                          Машиностроение

Код:                                        

06 - 03

Цели:

Изучив данный элемент, вы будете знать:

- конструкцию сверла и его элементы

- геометрические параметры сверла

- разновидности сверл и их применение

- материал для изготовления сверл

- правила заточки режущих кромок сверла на заточном станке

- контроль качества заточки сверла.

Оборудование, материалы и вспомогательные средства:

Сопутствующие учебные элементы и пособия:

1. Ю.Д.Сибикин. Техническое обслуживание и ремонт электрооборудования       промышленных предприятий, Москва «Академия» 2009

2. Б.С.Покровский. Слесарно-сборочные работы, Москва «Академия» 2006

3. Н.И.Макиенко. Общий курс слесарного дела, Москва «Высшая школа» 1989

4. Н.И.Макиенко. Общий курс слесарного дела, Москва «Высшая школа» 1984

Сверление – это операция по образованию сквозных и глухих отверстий в сплошном материале, выполняемая при помощи режущего инструмента – сверла, совершающего вращательное и поступательное движения относительно своей оси.

Сверление применяется: для получения неответственных отверстий, невысокой степени точности, например под крепежные болты, заклепки, шпильки и т.д.

Сверла изготавливаются из быстрорежущей стали марок Р18, Р12, Р9, Р6АМ5, Р6АМ5ФЗ, Р6П5К5 и Р9М4К8. Возможно оснащение режущей части сверла пластинами твердого сплава марок ВК6, ВК6М, ВК8, ВК10М, ВК15М, что позволяет использовать их при обработке материалов на высоких скоростях резания, а также при обработке материалов высокой твердости, например легированных конструкционных сталей.

Сверла бывают различных видов:  

а, б - спиральные, в - с прямыми канавками, г - перовое, д - специальное, е - однокромочное с внутренним отводом стружки для глубокого сверления, ж - двухкромочное для глубокого сверления, з - для кольцевого сверления, и - центровочное

Спиральное сверло, это двузубый (двулезвийный) режущий инструмент, состоящий из двух основных частей: рабочей и хвостовика.

Рабочая часть сверла образована двумя спиральными канавками и включает в себя режущую и цилиндрическую (направляющую) части с двумя ленточками.

Ленточки,  это расположенные вдоль винтовых канавок две узкие полоски на цилиндрической поверхности сверла. Они служат для уменьшения трения сверла о стенки отверстия, направляют сверло в отверстие и способствуют тому, чтобы сверло не уводило в сторону. Сверла Ø 0,25...0,5 мм выполняют без ленточек.

Винтовые канавки, расположенные одна против другой на цилиндрической части сверла, отводят стружку из просверливаемого отверстия во время работы сверла.

Шейка сверла соединяет рабочую часть сверла с хвостовиком, служит для выхода абразивного круга в процессе шлифования, на ней указана марка сверла и материал.

Зуб - это выступающая с нижнего конца часть сверла, имеющая режущие кромки. Зуб сверла имеет спинку, представляющую собой углубленную часть его наружной поверхности, и заднюю поверхность, представляющую собой торцовую поверхность зуба на режущей части.

Режущей частью сверла является его вершина, образующая при заточке сверла два зуба с режущими кромками. Режущие кромки сверла выполняют основную работу резания.

Угол между режущими кромками — угол 2 φ при вершине сверла — 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.

(2 φ – угол при вершине, w – угол наклона винтовой канавки  α – главный задний угол,  ϒ – передний угол)

У стандартных сверл величина этого угла колеблется в пределах 116… 118°.

В зависимости от обрабатываемого материала величина угла при вершине выбирается в следующих пределах: Чугун, сталь -  116...118; Стальные поковки и закаленная сталь – 125;

Латунь и мягкая бронза -  130... 140; Мягкая медь -  125; Алюминий, баббит, электрон - 130... 140; Силумин - 90... 100; Магниевые сплавы - ПО...120; Эбонит, целлулоид - 80... 90;

Мрамор и другие хрупкие материалы -90...10; Органическое стекло – 70; Пластмассы - 50...60;

Угол наклона поперечной режущей кромки  составляет 50… 55 а угол наклона винтовой канавки к оси отверстия со – 23… …27°.

Спиральные сверла выпускают с хвостовой частью (хвостовиком) двух типов:

Конический хвостовик сверла (применяется для сверл диаметром от 6 мм до 80 мм)  имеет лапку, служащую для установки сверла в шпинделе станка или перехо

дной втулке, она облегчает    удаление (выбивание)

сверла из переходной втулки или шпинделя станка.

Цилиндрический хвостовик (применяется для сверл

диаметром до 20 мм) имеет поводок для дополнительной передачи крутящего момента сверлу от шпинделя.  Сверла  с таким хвостовиком

закрепляются в станке или сверлильном приспособлении, механизированном инструменте  при помощи специиальных сверлильных патронов.                                                                                            

Сверла, оснащенные пластинками из твердых сплавов, изготавливают из инструментальных углеродистых сталей, применяются при сверлении и рассверливании чугуна, закаленной стали, пластмасс, стекла, мрамора и других твердых материалов.

Существует несколько типов сверл Ø 5...30 мм, оснащенных пластинками из твердых сплавов типа ВК. Корпуса этих сверл изготовляют из сталей Р9, 9ХС, 40Х, Р6М5 и 45XC.

Сверла с винтовыми канавками, оснащенные пластинками из твердых сплавов обеспечивают значительно лучший выход стружки из отверстий, особенно при сверлении вязких металлов. Это достигается благодаря тому, что на длине 1,5..2 диаметра

сверла канавка прямая, а далее, к хвостовой

части сверла, - винтовая.

Сверла с прямыми канавками, оснащенные пластинками из твердых сплавов применяют при сверлении отверстий в хрупких металлах. Они проще в изготовлении, но для сверления глубоких отверстий

эти сверла применять нельзя, так как затрудняется вы

ход стружки из отверстия.

Сверла с отверстиями для подвода охлаждающей жидкости к режущим кромкам предназначаются для сверления глубоких отверстий в неблагоприятных условиях. Эти сверла имеют повышенную стойкость.

Сверла с отверстиями для подвода охлаждающей жидкости 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.

Перовые сверла имеют форму лопатки с хвостовиком. Режущая часть - треугольной формы, с углами при вершине 2φ = 118...120° и задним углом α = 10...20°

Эти сверла изготовляют из инструментальных углеродистых сталей У10, У12, У10А и У12А, а чаще - из быстрорежущей стали Р6М5

а - перовые сверла двусторонние –

наиболее распространены. Угол заточки двустороннего

перового сверла принимается равным 120... 135°.

б - перовые сверла односторонние, угол заточки для стали принимается в пределах 75...90°, а для цветных металлов - 45...60°.

в - перовые сверла с цилиндрическим хвостовиком                в                                   

г - перовые сверла с коническим хвостовиком                         г                          

 д - перовые сверла с подводом СОЖ                               д                                                             

Перовые сверла применяют для сверления неответственных отверстий диаметром до 25 мм (главным образом ступенчатых и фасонных отверстий в твердых поковках и отливках).

Рабочую часть таких сверл (перо) часто выполняют так, чтобы ее можно было заменить. Отсутствие спиральной части упрощает изготовление перовых сверл и повышает их жесткость в осевом направлении, однако затрудняет отвод стружки из зоны резания.

Перовые сверла не допускают высоких скоростей резания и непригодны для сверления больших отверстий, так как стружка не отводится, а вращается вместе со сверлом и царапает поверхность отверстия. В процессе работы сверло быстро тупится, изнашивается и теряет режущие свойства; кроме того, его уводит в сторону от оси отверстия

Сверла с внутренним отводом стружки служат для глубокого сверления

Однокромочные сверла с внутренним отводом стружки 

Двухкромочные сверла с внутренним отводом стружки 

Центровочные сверла служат для получения центровых отверстий в различных заготовках, их изготовляют из быстрорежущих инструментальных сталей марок Р 9 и Р12.

По конструкции различают:

а - центровочные сверла  без предохранительного конуса  

б - центровочные сверла с предохранительным  конусом

Ружейные сверла применяются для сверления глубоких и сверхглубоких отверстий. Главные режущие кромки и вершина сверла расположены не симметрично относительно его оси на 0,2… 0,25 мм диаметра, что требует обязательного направления сверла по кондукторной втулке, по предварительно просверленному цилиндрическому, либо центровому отверстию. 

Ружейное сверло типовой конструкции с наружным отводом стружки состоит из колоска, который оснащен одной режущей, двумя направляющими пластинами и имеет отверстие

для подвода смазывающе-охлаждающей жидкости

(СОЖ). Ружейные сверла с наружным отводом

стружки используются для обработки отверстий

диаметром от 3 до 30 мм.

а – ружейное сверло с колоском из быстрорежущей стали

б) - ружейное сверло, армированное пластинами из твердого сплава

в) - ружейное сверло с внутренним отводом СОЖ

Надежное ориентирование сверла в обрабатываемом отверстии, комбинированное резание (выглаживание в процессе обработки), подача СОЖ в зону резания под давлением, стабильное удаление стружки из зоны резания, отсутствие поперечной режущей кромки, а также возможность достаточно простого оснащения сверла пластинами из твердого сплава позволяет обеспечить за один проход ружейного сверла высокую производительность и малые отклонения размера, формы и расположения оси при малых параметрах шероховатости обработанной поверхности.

Кольцевые сверла  применяются для уменьшения сил резания и потребляемой мощности оборудования, повышения производительности обработки сплошных отверстий диаметром более 50 мм, а также уменьшения объема стружки и последующего использования образующегося вдоль

оси обрабатываемого отверстия центрального стержня.

В зависимости от требуемого размера отверстий используются различные конструкции кольцевых сверл:

а - двурезцовые кольцевые сверла применяются для образования глубоких отверстий диаметром 110… 180 мм. Состоят из корпуса 1, в котором установлены два сменных резца 2 и 3 и три направляющие пластины 4, 5 и 6

б - трехрезцовые кольцевые сверла применяют для образования глубоких отверстий диаметром 180…250 мм. Они отличаются от двурезцовых только габаритными размерами и числом резцов

в - многорезцовые кольцевые сверла используются для образования отверстий диаметром 50… 100 мм на глубину до 400 мм.   Вставные резцы 1 установлены в корпусе 2 сверла, на наружной поверхности корпуса выполнены винтовые канавки для отвода стружки, для лучшего направления сверла в его корпус встроены подпружи

ненные шариковые опоры.

Заточку режущих кромок сверл на рабочем месте выполняют на заточных станках. Централизованная заточка спиральных сверл осуществляется на специальных заточных участках или в заточных цехах на специальном оборудовании.

Левой рукой удерживают сверло за рабочую часть как можно ближе к режущей части (конусу), а правой охватывают хвостовик, слегка прижимая режущую кромку сверла к боковой поверхности шлифовального круга. Затем плавным движением правой руки, не отнимая сверло от круга, поворачивают его вокруг своей оси и, выдерживая правильный наклон и слегка нажимая на сверло, затачивают заднюю поверхность. Заточку ведут с охлаждением, периодически погружая конец инструмента в водно-содовый раствор. Заточенное сверло доводят на оселке или бруске.

Проверка качества заточки сверл. 

Шаблон с тремя вырезами - позволяет проверять длину режущей кромки, угол заточки, угол заострения, а также угол наклона поперечной кромки.

Прибор, состоящий из двух вращающихся на оси дисков.

Достоинство прибора — это универсальность, допускающая измерение углов заточки и элементов различных режущих инструментов

а - проверка качества заточки угла при вершине

б - проверка качества заточки угла заострения

в - проверка качества заточки угла наклона поперечной кромки

.

1.   Необходимо отрегулировать положение подручника заточного станка таким образом, чтобы между ним и периферией заточного круга был зазор не менее 2 мм. Следует проверить наличие и исправность экрана заточного станка.

2. Необходимо соблюдать следующие требования к заточке сверл:

•  заточку следует производить периферией заточного круга;

•  в левой руке должна находиться режущая часть сверла режущими кромками вверх, в правой руке – хвостовик сверла;

•  кисть левой руки должна опираться на подручник станка.

Спиральное сверло, это двузубый (двулезвийный) режущий инструмент, состоящий из двух основных частей: рабочей и хвостовика.

3.   При заточке следует периодически проверять правильность заточки сверла по специальному шаблону

•  длина режущих кромок должна быть одинаковой;

•  угол заточки при вершине сверла должен соответствовать шаблону;

•  углы между кромками и боковой поверхностью сверла должны быть одинаковыми;

•  углы заострения кромок должны быть равны и соответствовать шаблону.

4.  Необходимо заправить режущие кромки сверла на бруске.

5.  Необходимо произвести пробное сверление отверстия заточенным сверлом:

•  стружки от обеих режущих кромок должны быть одинаковой толщины (проверять визуально);

•  диаметр просверленного отверстия должен точно соответствовать диаметру сверла;

•  отверстие не должно смещаться более чем на 0,2 мм (проверка осуществляется по контрольным рискам).

6. Необходимо соблюдать следующие требования правил безопасности:

•   заточку сверл малого диаметра надо производить на мелкозернистом круге;

•  запрещается выполнять заточку сверл на заточном станке без подручника и с неисправным защитным кожухом или без него;

•   категорически запрещается осуществлять заточку сверл «на весу», т. е. без использования подручника;

•  обязательно, особенно при заточке сверл большого диаметра, опускать защитный экран, при отсутствии экрана заточку сверл производить с использованием защитных очков во избежание попадания абразивной пыли в глаза.

1. Дайте определение спирального сверла

2. Для чего служат ленточки сверла? Где они расположены?

3. Сверла какого диаметра выполняются без ленточек?

4. Какой тип хвостовика имеют спиральные сверла диаметром от 6 до 80 мм?

5. На какой части сверла указывается марка сверла и его материал? Какую роль выполняет данный элемент?

6. Какие кромки имеет зуб сверла?

7. Назовите элемент сверла, с помощью которого устанавливают сверло в шпиндель станка или переходные втулки. Какой хвостовик имеет данное сверло?

8. Какие сверла не используют при высоких скоростях резания и сверления больших отверстий? Почему эти сверла не допускают данные характеристики?

9. Какие сверла применяют для сверления глубоких и сверхглубоких отверстий?

10. Дайте правильный ответ.

Многорезцовые кольцевые сверла используются для образования отверстий диаметром:

а) 180…250 мм

б) 110…180 мм

в) 50…100 мм

                                                                                                        Эталон ответа.

1. Дайте определение спирального сверла (Спиральное сверло, это двузубый (двулезвийный) режущий инструмент, состоящий из двух основных частей: рабочей и хвостовика).

2. Для чего служат ленточки сверла? Где они расположены? (Ленточки,  это расположенные вдоль винтовых канавок две узкие полоски на цилиндрической поверхности сверла. Они служат для уменьшения трения сверла о стенки отверстия, направляют сверло в отверстие и способствуют тому, чтобы сверло не уводило в сторону).

3. Сверла какого диаметра выполняются без ленточек?

(Сверла Ø 0,25...0,5 мм выполняют без ленточек).

4. Какой тип хвостовика имеют спиральные сверла диаметром от 6 до 80 мм?

(Спиральные сверла диаметром от 6 до 80 мм имеют конический хвостовик).

5. На какой части сверла указывается марка сверла и его материал? Какую роль выполняет данный элемент? (Марка и материал указаны на шейке сверла, она соединяет рабочую часть сверла с хвостовиком и служит для выхода абразивного круга в процессе шлифования).

6. Какие кромки имеет зуб сверла?

(Зуб - это выступающая с нижнего конца часть сверла, имеющая режущие кромки). 

7. Назовите элемент сверла, с помощью которого устанавливают сверло в шпиндель станка или переходные втулки. Какой хвостовик имеет данное сверло? (Сверло устанавливают в шпинделе станка или переходной втулке с помощью лапки сверла с коническим хвостовиком).

8. Какие сверла не используют при высоких скоростях резания и сверления больших отверстий? Почему эти сверла не допускают данные характеристики?

(Высоких скоростей резания не допускают перовые сверла, они  непригодны для сверления больших отверстий, так как стружка не отводится, а вращается вместе со сверлом и царапает поверхность отверстия. В процессе работы сверло быстро тупится, изнашивается и теряет режущие свойства; кроме того, его уводит в сторону от оси отверстия).

9. Какие сверла применяют для сверления глубоких и сверхглубоких отверстий?

(Для сверления глубоких и сверхглубоких отверстий применяются  ружейные сверла).

10. Дайте правильный ответ.

Многорезцовые кольцевые сверла используются для образования отверстий диаметром:

а) 180…250 мм

б) 110…180 мм

в) 50…100 мм