622 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Геометрические параметры режущей части сверла

Геометрия режущей части сверла

Геометрия режущей части спирального сверла представлена на рис. 17.3. Главные режущие кромки перекрещиваются под углом 2φ, который называется углом при вершине и равен сумме двух углов в плане φ. Угол 2φ образуется проекциями главных режущих кромок на параллельную им плоскость, проходящую через ось сверла. Величина этого угла зависит от твёрдости и прочности обрабатываемого материала, возрастая при их увеличении. Чаще всего угол 2φ колеблется в пределах 90…160°. При обработке пластмасс угол при вершине может иметь значения меньше 90°.

Рис. 17.3. Геометрические параметры спирального сверла

Для исключения защемления сверла в отверстии направляющая часть делается с обратной конусностью, т. е. диаметр рабочей части сверла у режущих кромок больше, чем на другом конце у хвостовика. Такая разница составляет 0,04…0,1 мм на 100 мм длины сверла.

Угол ψ называется углом наклона поперечной режущей кромки. Это угол между проекциями главной режущей кромки и перемычки на плоскость, перпендикулярную оси сверла. Чаще всего величина этого угла находится в пределах 50…55°.

Угол ω называется углом наклона винтовой канавки. Он образуется касательной к винтовой линии канавки и осью сверла. У стандартных свёрл угол ω принимается равным 25…30°, а у специальных – в зависимости от твёрдости материала. Для различных материалов угол колеблется в пределах 15…45°.

Передний угол γ – это угол между плоскостью, касательной к передней поверхности, и плоскостью, проходящей через главную режущую кромку параллельно оси сверла. Его величина определяется параметрами винтовой поверхности и носит изменяющийся характер, уменьшаясь в точках главной режущей кромки по мере приближения к поперечной кромке. Задний угол α – угол между плоскостью, касательной к задней поверхности, и плоскостью, перпендикулярной оси сверла. При заточке сверла по конической поверхности задний угол в различных точках главной режущей кромки является переменным, увеличиваясь (в отличие от переднего угла) по мере приближения к поперечной режущей кромке. На чертежах задний угол даётся в периферийной точке главной режущей кромки, так как здесь его легче замерить. Для свёрл диаметром до 15 мм в периферийной точке
α = 11…14°, а для свёрл диаметром от 15 до 80 мм α = 8…11°.

Свёрла стандартной конструкции имеют ряд недостатков в геометрии режущих кромок. Для того чтобы улучшить геометрию, повысить качество обрабатываемой поверхности, увеличить производительность свёрл, используется так называемая подточка поперечной кромки и ленточки (рис. 17.4).

Рис. 17.4. Некоторые формы подточек спирального сверла:
а – подточка поперечной кромки; б – подточка ленточки; в – двойная заточка главной режущей кромки; г – срез поперечной кромки с двойной заточкой главной режущей кромки

Подточка поперечной кромки уменьшает её длину и увеличивает передний угол вблизи оси сверла. Уменьшение поперечной кромки резко уменьшает осевую силу при обработке твердых и хрупких (например, чугун) материалов.

Подточка ленточки делается обычно на длине 1,5…2,5 мм. Двойная заточка разделяет стружку на два потока и улучшает отвод тепла на наибольшем диаметре. Переходную кромку делают под углом 2φ =70°.

Порядок выполнения работы

1. Нарисовать эскиз сверла с обозначением основных размеров и геометрии.

2. Измерить параметры, указанные в табл. 17.1, используя штангенциркуль, микрометр, угломер и линейку. При определении углов ψ и ω, длины главных режущих кромок и перемычки можно пользоваться отпечатками режущих кромок и ленточки на листе бумаги.

Результаты измерений параметров сверла

Измеряемые параметрыОбозначениеВеличины
Общая длина сверла, мм Длина рабочей части, мм Длина шейки, мм Длина хвостовика, мм Длина лапки, мм Длина главных режущих кромок, мм Длина поперечной режущей кромки, мм Наибольший диаметр рабочей части, мм Конусность рабочей части Диаметр шейки, мм Наибольший диаметр хвостовика, мм Наименьший диаметр хвостовика, мм Конусность хвостовика Толщина лапки, мм Ширина ленточки, мм Высота ленточки, мм Угол при вершине, град Угол наклона поперечной кромки, град Угол наклона винтовой канавки, градL lр lш lх lл lрк lпк Dр Кр Dш Dх dх Кх a Hл hл 2φ ψ ω

Содержание отчёта

1. Описание цели работы.

2. Эскиз исследуемого сверла.

3. Таблица результатов измерения параметров сверла.

4. Краткая характеристика исследуемого сверла: марка материала режущей части, форма заточки, тип хвостовика, номинальный диаметр, назначение.

17.4. Контрольные вопросы

1. Каково назначение свёрл, их типы?

2. Из какого материала изготовляется режущая часть сверла?

3. Из каких частей состоит сверло?

4. Для чего нужна ленточка сверла?

5. Какие существуют типы хвостовиков свёрл?

6. Каково назначение лапки хвостовика?

7.Что такое передний угол? Его влияние на процесс сверления.

8. Каковы функции поперечной режущей кромки?

9. Для чего делается подточка поперечной кромки?

10. Что такое двойная заточка сверла?

11. Каково значение угла при вершине?

Рекомендуемая литература [3, 13–17].

Изучение конструкции фрез

Цель работы:изучить конструкции фрез, определить радиальное и торцовое биения режущих кромок.

Приборы и оборудование: фрезы различных конструкций, микрометр, штангенциркуль, индикатор, стойка индикаторная.

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-06; Нарушение авторского права страницы

Геометрия спирального сверла

Сверление является одним из самых распространённых методов получе­ния отверстия. Режущим инструментом служит сверло, с помощью которого получают отверстие в сплошном материале или увеличивают диаметр ранее просверленного отверстия (рассверливание). Движение резания при свер­лении — вращательное, движение подачи — поступательное. Режущая часть сверла изготовляется из инструментальных сталей (Р18, P12, P6M5 и др.) и из твердых сплавов. По конструкции различают свёрла: спиральные, с прямыми канавками, перовые, для глубоких отверстий, для кольцевого сверления, центровочные и специальные комбинированные. К конструктив­ным элементам относятся: диаметр сверла D, угол режущей части (угол при вершине), угол наклона винтовой канавки w, геометрические пара­метры режущей части сверла, т.е. соответственно передний g и задний a углы и угол резания d, толщина сердцевины d (или диаметр сердцевины), толщина пера (зуба) b, ширина ленточки f, обратная конусность j1, форма режущей кромки и профиль канавки сверла, длина рабочей части lo, общая длина сверла L.

Рис. 5.9. Части и элементы спирального сверла

Диаметр сверла следует всегда брать немного меньше, чем диаметр просверливаемого отверстия, так как диаметр отверстия при сверлении увеличивается.

Как и резец, сверло имеет передний и задний углы. Передний угол — угол между касательной к передней поверхности в рассматриваемой точке режущей кромки и нормалью в той же точке к поверхности вращения режу­щей кромки вокруг оси сверла. Передний угол рассматривается в плоскос­ти, перпендикулярной к режущей кромке.

Рис. 5.10. Передний и задний углы сверла

Наибольшее значение угол g имеет на периферии сверла, где в плос­кости, параллельной оси сверла, он равен углу наклона винтовой канавки w. Наименьшее значение угол g имеет у вершины сверла. На поперечной кромке угол g имеет отрицательное значение, что создаёт угол резания больше 90°, а, следовательно, и тяжелые условия работы. Такое резкое из­менение переднего угла вдоль всей длины режущей кромки является боль­шим недостатком сверла, так как это вызывает более сложные условия об­разования стружки. На периферии сверла, где небольшая скорость резания и наибольшее тепловыделение, необходимо было бы иметь и наибольшее те­ло зуба сверла. Большой же передний угол уменьшает угол заострения, что приводит к более быстрому нагреву этой части сверла, а, следова­тельно, и к наибольшему износу.

Задний угол a — угол между касательной к задней поверхности в рассматриваемой точке режущей кромки и касательной в той же точке к окружности ее вращения вокруг оси сверла. Этот угол принято рассматри­вать в плоскости, касательной к цилиндрической поверхности, на которой лежит рассматриваемая точка режущей кромки.

Для точки, находящейся на периферии сверла, задний угол в нормаль­ной плоскости Б-Б может быть определён по формуле

Действительное значение заднего угла во время работы иное по срав­нению с тем углом, который мы получили при заточке и измерили в стати­ческом состоянии. Это объясняется тем, что сверло во время работы не только вращается, но и перемещается вдоль оси. Траекторией движения точки будет не окружность (как это принимают при измерении угла), а некоторая винтовая линия, шаг которой равен подаче свёрла в миллимет­рах за один его оборот. Таким образом, поверхность резания, образуе­мая всей режущей кромкой, представляет собой винтовую поверхность, касательная к которой и будет действительной плоскостью резания.

Рис. 5.11. Поверхности заготовки при сверлении

Действительный задний угол в процессе резания a’ заключен между этой плоскостью и плоскостью, касательной к задней поверхности сверла.

Рис. 5.12. Углы режущих кромок сверла в процессе резания

Он меньше угла, измеренного в статическом состоянии, на некоторую величину m:

Чем меньше диаметр окружности, на которой находится рассматривае­мая точка режущей кромки, и чем больше подача s тем больше угол m и меньше действительный задний угол a’.

Действительный же передний угол в процессе резания g’ соответс­твенно будет больше угла g измеренного после заточки в статическом состоянии:

Чтобы обеспечить достаточную величину заднего угла в процессе ре­зания в точках режущей кромки, близко расположенных к оси сверла, а также для получения более или менее одинакового угла заострения зуба вдоль всей длины режущей кромки, задний угол заточки делается: на пе­риферии 8 -14°, у сердцевины 20 — 27°, задний угол на ленточках сверла 0°.

Кроме переднего и заднего углов, сверло характеризуется углом наклона винтовой канавки w, углом наклона поперечной кромки y, углом при вершине 2j, углом обратной конусности j1. Угол w = 18-30°, y=55°, j1 = 2-3°, у свёрл из инструментальных сталей 2j = 60-140°.

Спиральное сверло имеет ряд особенностей, отрицательно влияющих на протекание процесса стружкообразования при сверлении:

а) уменьшение переднего утла, в различных точках режущих кромок по мере приближения рассматриваемой точки к оси сверла,

б) неблагоприятные условия резания у поперечной кромки (так как
угол резания здесь больше 90°),

в) отсутствие заднего угла у ленточек сверла, что создает большое
трение об обработанную поверхность.

Для облегчения процесса стружкообразования и повышения режущих свойств сверла производят двойную заточку сверла и подточку перемычки и ленточки.

Читать еще:  Как ставить подкатной домкрат под машину

При двойной заточке сверла вторая заточка производится под углом 2jо=70° на ширине В=2,5-15 мм.

Рис. 5.13. Элементы заточки и подточки спиральных свёрл

Такая заточка повышает стойкость сверла, а при одной и той же стойкости позволяет увеличить и скорость резания.

Подточка перемычки (сердцевины) производится на длине l=3-15мм.

От такой подточки уменьшается длина поперечной кромки (размер А=1,5-7,5 мм) и величина угла резания в точках режущих кромок, распо­ложенных вблизи перемычки сверла. Для уменьшения трения ленточек об обратную поверхность (о стенки отверстия) производится подточка ленто­чек под углом a1=6-8° на длине l1= 1,5-4 мм, что приводит к повышению стойкости сверла.

|следующая лекция ==>
Фрезерование против подачи и по подаче|Смещение вершины резца в вертикальном направлении

Дата добавления: 2017-12-05 ; просмотров: 3796 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

8.1. КОНСТРУКТИВНЫЕ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ СПИРАЛЬНЫХ СВЕРЛ И РАЗМЕРЫ СРЕЗАЕМОГО СЛОЯ

Спиральное сверло (рис. 8.1) состоит из рабочей части, шейки и хвостовика. В свою очередь рабочая часть сверла состоит из режущей и калибрующей частей. На режущей части сверла, заточенной на конус с углом при вершине 2ср, располагаются две симметрично расположенные главные режущие кромки /, представляющие собой линии пересечения двух винтовых передних 2 и двух фасонных главных задних поверхностей 3. Главные режущие кромки соединены поперечной режущей кромкой (перемычкой) 4 — линией пересечения двух главных задних поверхностей. На наружной поверхности сверла, выполненной в виде двух направляющих калибрующих ленточек шириной/ находятся две вспомогательные режущие кромки 5. Передняя поверхность спирального сверла представляет собой линейчатую конволюгную винтовую поверхность, гак как она образуется винтовым движением с постоянным шагом главной режущей кромки, наклоненной к оси сверла под углом ф по направляющему цилиндру, диаметр которого равен

Рис.8.2. Передняя поверхность спирального сверла

Рис. 8.1. Основные конструктивные элементы и геометрические параметры спирального сверла:

1 — главная режущая кромка; 2 — передняя поверхность; 3 — главная задняя поверхность; 4 — поперечная режущая кромка; 5 — вспомогательная режущая кромка

диаметру сердцевины сверла d0 (рис. 8.2). К основным геометрическим параметрам спирального сверла, кроме угла ф, относятся угол со — угол наклона винтовых стружечных канавок к оси сверла, измеряемый на наружном диаметре сверла d, и угол Ф — угол наклона поперечной режущей кромки (перемычки). Калибрующая часть сверла не только калибрует отверстие, но и выступает в качестве направляющей инструмента в обработайном отверстии и служит запасом на переточку сверла, осуществляемую по задним поверхностям.

Для снижения сил трения на направляющих ленточках их ширина , где d — диаметр сверла. Во избежание

защемления сверла в обработанном отверстии, возможном из-за упругого восстановления поверхности последнего, на ленточках предусматривают обратную конусность, т.е. уменьшение диаметра инструмента в направлении к хвостовику в пределах 0,03. 0,12 мм на 100 мм длины рабочей части сверла.

Для повышения продольной устойчивости сверла предусмотрена прямая конусность его сердцевины, г.е. увеличение диаметра сердцевины к хвостовику в пределах 1,4. 1,7 мм на 100 мм длины рабочей части сверла. При этом начальный диаметр сердцевины сверла dn = (0,15. 0,25)с/.

Для крепления сверла в шпинделе станка служит хвостовик, который может быть коническим (конус Морзе) или цилиндрическим. Хвостовики спиральных сверл изготавливают из конструкционной стали и соединяют сваркой с рабочей частью.

Половина угла при вершине сверла ф выполняет роль угла в плане. У стандартных сверл универсального назначения угол 2ф = = 116. 120°. Этот угол можно изменить путем заточки, но при этом нарушается прямолинейность главных режущих кромок и изменяется фактическое значение передних углов. Обычно угол 2ф у спиральных сверл затачивают в пределах 2ф = 70. 135°. При этом меньшее значение этого угла берут при сверлении хрупких материалов, например чугунов, а большее — при сверлении вязких легированных сталей и цветных металлов.

Передние и задние углы на главных режущих кромках сверла переменны но длине этих кромок. На рис. 8.3 в произвольно взятой точке i на радиусе эти углы показаны в трех сечениях: 1) N-N — перпендикулярно к главной режущей кромке; 2) А-А — параллельно оси сверла; 3) В

В — касательно к окружности радиусом гг

Рис. 8.3. Передние и задние углы спирального сверла в различных сечениях

Значения передних углов в сечении А—А зависят от угла со, наклона воображаемой винтовой линии к оси сверла:

Если принять, что превышение главных режущих кромок относительно оси сверла г =с//2 = 0, где с/ — диаметр сердцевины сверла, то передний угол в продольном сечении А-А

Передний угол в нормальном сечении N-N

Таким образом, передние углы уAj и уЛ., изменяются по длине главных режущих кромок спирального сверла.

У стандартных спиральных сверл превышение главных режущих кромок г0 > 0 и поэтому определение фактических (рабочих) передних углов уЛ,ф. в сечении N-N значительно усложняется. Эго объясняется тем, что основная плоскость, относительно которой отсчитываются передние углы, проходит через главную режущую кромку и перпендикуляр к вектору скорости резания v,. Поэтому положение основной плоскости в /-й точке переменно и отклоняется от плоскости, параллельной оси сверла, на угол г|(. (рис. 8.4, б). При этом поверхность резания будет представлять собой не конус, а поверхность однополостного гиперболоида и тогда фактические передние углы в перпендикулярном сечении уменьшатся на угол р,:

где , удг, — передний угол, отсчитываемый от

плоскости, параллельной оси сверла; с — коэффициент радиуса сердцевины, с = г /р.

После преобразования этого уравнения получено:

Уравнение (8.2) существенно упрощается, если в него подставить значения, принятые для стандартных сверл: оз = 30°, ф = 60°, с = 0,16:

Рис. 8.4. Распределение но длине главных режущих кромок спирального сверла переднего угла у и угла наклона главной режущей кромки а

Картина распределения передних углов но длине главных режущих кромок спирального сверла, рассчитанная по уравнениям (8.1) и (8.3), показана на рис. 8.4, а.

При наличии превышения г > 0 в каждой точке главной режущей кромки сверла из-за поворота вектора скорости резания v, относительно перпендикуляра к этой режущей кромке N возникают переменные значения угла наклона главной режущей кромки А.; (рис. 8.4, в), которые можно определить но уравнению

Из рис. 8.4 следует, что в любой /-й точке главной режущей кромки фактические передние углы имеют разные значения, изменяясь от положительных значений (уЛ,ф( = 27°) на периферии и до

отрицательных значений в районе поперечной режущей кромки (Улф#= — 30°). Угол наклона А. наоборот, увеличивается при

уменьшении радиуса /’, достигая больших значений около поперечной режущей кромки.

Задние углы а у осевых инструментов обычно задаются в цилиндрическом сечении. На их величину оказывает влияние кинематика сверла (рис. 8.5): по мере приближения /-й точки главной режущей кромки к оси сверла задний угол аст, замеренный в статическом положении, уменьшается на величину угла 0,, который

Рис. 8.5. Статический аст и кинематический ак задние углы в цилиндрическом сечении спирального сверла можно рассчитать по формуле

где s — подача сверла, мм/об; d, — диаметр г-й точки сверла.

Следовательно,

где 9, — угол подъема винтовой линии /-й точки главной режущей кромки сверла, зависящий от подачи сверла s и диаметра цилиндра гпроходящего через ;’-ю точку.

Форма задних поверхностей спирального сверла определяется методом заточки. На практике наибольшее применение получили •заточки по конической и винтовой поверхностям, а также по плоскостям. При этом все методы заточки должны обеспечивать статический •задний угол на периферии (ленточке) сверла в пределах аС1 = 8. 14°.

Поперечная режущая кромка АВ (рис. 8.6, а) состоит из двух полукромок АО и ОВ, являющихся продолжением до оси сверла главных режущих кромок. В сечении N-N этих полукромок передние углы имеют большие отрицательные значения. При этом на форму сечения и величину передних углов влияет принятый метод заточки сверла. Так, например, при заточке по конической поверхности (рис. 8.6, б) ул,«ф= -60°, по винтовой поверхности (рис. 8.6, в) у л,

-20.. -30°, а по двум плоскостям (рис. 8.6, г) у Л, * -30°.

Рис. 8.6. Передние углы на поперечной режущей кромке спирального сверла:

а — вид сверла с торца; б — коническая заточка; в — винтовая заточка; г — двухплоскостная заточка

Размеры срезаемого слоя при сверлении (рис. 8.7) определяются кинематикой процесса сверления. Траектория движения режущих кромок спирального сверла состоит из вращательного движения вокруг оси сверла со

Рис. 8.7. Размеры слоя, срезаемого при сверлении

скоростью (в м/мин) и поступательного движения вдоль этой же оси [движения подачи s (в мм/об)]. При этом подача на одну главную режущую кромку sz =s/2, так как z = 2 . Отсюда толщина слоя, срезаемого одной режущей кромкой, , а ширина

Глубина резания при сплошном сверлении t = d/2, а при рассверливании отверстий диаметром . Машинное время, затраченное на сверление одного отверстия, Ты = I l(sn), где / — глубина отверстия, п — частота вращения сверла, об/мин.

14.1. Конструктивные и геометрические параметры спирального сверла

У спирального сверла различают следующие части (рис. 14.2).

Рабочая часть – часть сверла, снабженная двумя спиральными (точнее, винтовыми) канавками; рабочая часть включает в себя режущую и направляющую части сверла.

Режущая часть – часть сверла, заточенная на конус и несущая режущие кромки.

Направляющая часть – часть сверла, которая обеспечивает направление сверла в процессе резания.

Хвостовик – часть сверла, служащая для его закрепления и передачи крутящего момента от шпинделя.

Лапка (у сверл с коническим хвостовиком) служит упором при выбивании сверла из отверстия шпинделя.

Рис. 14.2. Конструктивные элементы сверла

Основные элементы спирального сверла (рис. 14.3).

Передняя поверхность 1 – винтовая поверхность канавки, по которой сходит стружка.

Главная задняя поверхность 2 – поверхность, обращенная к поверхности резания.

Вспомогательная задняя поверхность (ленточка) 3 – узкая полоска на цилиндрической поверхности сверла, расположенная вдоль винтовой канавки; обеспечивает сверлу направление при резании.

Читать еще:  Углерод хвг что это

Главная режущая кромка 4 – кромка, образуемая пересечением передней и главной задней поверхностей.

Вспомогательная режущая кромка 5 – кромка, образуемая пересечением передней и вспомогательной задней поверхностей.

Поперечная кромка 6 – образуется при пересечении двух главных задних поверхностей.

Вершина лезвия 7 – точка пересечения главной и вспомогательной режущих кромок.

Спинка сверла 8 – заниженная относительно ленточки поверхность, предназначенная для уменьшения трения между сверлом и обработанной поверхностью отверстия.

Рис. 14.3. Поверхности лезвий сверла и его режущие кромки

Две главные режущие кромки (см. рис. 14.2), расположенные на режущей части (заборном конусе), образуют угол при вершине 2φ, который у сверл из инструментальных сталей при обработке конструкционных материалов обычно равен 116…118°; для разных материалов он должен быть различным: для более твердых – больше, для более мягких – меньше. Например, при обработке жаропрочных и нержавеющих материалов максимальной стойкостью обладают сверла с углом 2φ = 125…135° (для глухого отверстия) и 2φ = 140° (для сквозных отверстий); при обработке эбонита, мрамора и других хрупких материалов угол 2φ = 80…90°; при сверлении титановых сплавов 2φ = 90…120°; при сверлении алюминия и алюминиевых сплавов 2φ = 130…140°.

Угол наклона поперечной кромки ψ измеряется между проекциями поперечной и главных режущих кромок на плоскость, перпендикулярную к оси сверла; при правильной заточке сверла угол ψ = 50…55°.

Наклон винтовой канавки, по которой сходит стружка, определяется углом ω, заключенным между осью сверла и касательной к винтовой линии по наружному диаметру сверла. Этот угол ω, называемый углом наклона винтовой канавки сверла, определяет величину переднего угла: с увеличением угла ω увеличивается передний угол и тем самым облегчается процесс стружкообразования. Наклон винтовой канавки у сверл берется от 18 до 30°. С увеличением угла ω уменьшается прочность сверла, вследствие чего у сверл малого диаметра он делается меньше, чем у сверл большого диаметра.

Геометрические параметры режущей части сверла. Углы режущих кромок сверла рассматривают в статическом состоянии и в процессе резания (в движении). Рассмотрим сверло как геометрическое тело в статической системе координат.

Статическая система координат – прямоугольная система координат с началом в рассматриваемой точке режущей кромки, ориентированная относительно направления скорости главного движения резания (рис. 14.4,а).

Основная плоскость PV координатная плоскость, проведенная через рассматриваемую точку режущей кромки перпендикулярно направлению скорости главного движения резания в этой точке.

Плоскость резания Pn координатная плоскость, касательная к режущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярная основной плоскости РV.

Главная секущая плоскость Pτ координатная плоскость, перпендикулярная линии пересечения основной плоскости и плоскости резания.

Рабочая плоскость Рs плоскость, в которой расположены направления скоростей V и Vs главного движения резания Dr и движения подачи Ds.

Рис. 14.6. Статические углы сверла в главной секущей и рабочей плоскостях для различных точек режущей кромки

Главный передний угол γ – угол в главной секущей плоскости PτPτ между передней поверхностью Aγ лезвия и основной плоскостью РV–РV. Передний угол сверла в произвольно взятой точке x режущей кромки наглядно представлен на рис. 14.7. Передние углы γ и γs в главной секущей плоскости PτPτ и рабочей плоскости Рs–Рs определяются следующим образом. На рис. 14.8 представлены развертки винтовых линий, лежащих на цилиндрах диаметром D, D1, D2. Из рис. 14.8 видно, что передние углы в рабочей плоскости для рассматриваемых точек будут равны:

,

,

.

Рис. 14.7. Схема измерения переднего угла

Для произвольной точки режущей кромки, лежащей на диаметре Dx, будем иметь

,

где H – шаг винтовой канавки сверла, мм.

Так как в любой точке X режущей кромки шаг винтовой линии сверла Н остается постоянным, то можно написать

.

В главной секущей плоскости PτPτ передний угол определяется пересчетом по формуле

.

Окончательная формула пересчета имеет вид

.

Геометрические параметры сверла

При сверлении и рассверливании отверстий обработанной поверхностью является поверхность полученного отверстия. Поверхность резания – это поверхность, образованная режущей кромкой при её движении в процессе резания.

Геометрические параметры сверла рассматриваются в следующих плоскостях:

1. Основная плоскость Pv – координатная плоскость, проведенная через рассматриваемую точку режущей кромки перпендикулярно направлению скорости главного или результирующего движения резания в этой точке (рис.2.6);

2. Плоскость резания Pn – координатная плоскость, касательная к режущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярная основной плоскости (рис.2.6);

3. Главная секущая плоскость Pτ , нормальная N-N – координатная плоскость, перпендикулярная линии пересечения основной плоскости и плоскости резания (рис.2.6);

4. Рабочая плоскость Ps – плоскость, в которой расположены направления скоростей главного движения резания и движения подачи (рис.2.6);

5. Продольная плоскость О-О, совпадающая с направлением подачи (рис 2.7);

6. Осевая плоскость, плоскость проходящая через ось сверла, параллельно режущим кромкам;

7. Плоскость N1-N1 (рис.2.7), перпендикулярная к вспомогательной режущей кромке;

8. Плоскость М-М, перпендикулярная к поперечной кромке (поперечному лезвию) (рис.2.7).

Рис.2.6. Координатные плоскости при сверлении

Рис. 2.7. Геометрические параметры спирального сверла

Главным углом в плане j – называется угол в основной плоскости между плоскостью резания и рабочей плоскостью. От угла j зависит ширина и толщина срезаемого слоя, условие теплоотвода, прочность режущей части сверла. Величину угла j назначают в зависимости от свойств обрабатываемого материала. На практике требуется быстро определять, для каких условий работы предназначено заточенное сверло. Для этого измеряют угол между проекциями главных режущих кромок на плоскость, проходящую через ось сверла, параллельно режущим кромкам –угол между режущими кромками 2j (рис. 2.7). Измерить угол 2j можно с помощью простых угломеров. Но на ширину и толщину среза влияет не угол 2j, а угол j на каждом пере сверла. При заточке можно получить точную величину угла 2j, но разные величины углов j на перьях сверла. Условия работы на каждом пере сверла в данном случае разные. При этом ухудшаются условия резания, снижается точность и качество обработанного отверстия. Вот почему при оценке качества и заточки сверла необходимо измерять углы j на каждом из перьев.

В основной плоскости рассматриваются также вспомогательные углы в плане j1 (рис. 2.7). Чтобы избежать защемления сверла в просверленном отверстии, диаметр рабочей части сверла уменьшают по направлению к хвостовику, т. е. делают обратную конусность. Чтобы после переточек диаметр сверла изменялся незначительно, обратная конусность сверла невелика – 0,03…0,15 мм на 100 мм длины сверла.

Вспомогательным углом в плане j1 называется угол между проекцией вспомогательной режущей кромки (кромки ленточки) на основную плоскость и рабочей плоскостью. Величина его не превышает 10¢. Её можно определить по формуле:

где D и D1 – диаметры сверла в начале и в конце направляющей части;

l – длина направляющей части.

В продольной плоскости со следом О-О, совпадающей с направлением подачи, рассматриваются главный задний угол α и передний продольный угол, который для периферийной точки лезвия равен углу наклона стружечной канавки сверла γ’=ω (рис. 2.8). Задний угол α указывает на фактический зазор между задней поверхностью зуба сверла и поверхностью резания.

Передняя поверхность сверла представляет собой винтовую поверхность, состоящую из семейства винтовых линий, у которых одинаковый шаг и различный диаметр. Поэтому угол наклона этих винтовых линий различный.

Задний угол так же как и передний не одинаковый по величине для точек лезвия сверла, расположенных на разных диаметрах D1, D2, D3.

Рис. 2.8. Передние и задние углы сверла в разных точках режущей кромки

Главным передним углом g – называется угол между касательной к передней поверхности в рассматриваемой точке режущей кромки и нормалью в той же точке к поверхности резания. Главный передний угол расположен в главной секущей плоскости N-N (рис. 2.8). Передний угол на чертежах сверла не проставляют, так как положение и форму передней поверхности сверла определяет угол наклона винтовой канавки. Так как угол наклона винтовой канавки, являющейся передней поверхностью сверла, уменьшается при приближении от периферии к оси сверла, то и передний угол неодинаков для разных точек режущей кромки. Чем ближе рассматриваемая точка к оси сверла, тем меньше этот угол. На наружном диаметре передний угол находится в пределах g = 25. 30°.

Соотношение передних углов g, измеренных в главной секущей плоскости и gпр впродольном сечении О-О, следующее:

, (2.8)

где .

Следовательно, на периферии сверла:

, (2.9)

а для любой точки режущей кромки:

(2.10)

Из формулы видно, что наибольшее значение имеет передний угол g у периферии свeрла. Аналогично изменяются также углы ωх. Угол наклона стружечных канавок ω для периферийных точек сверла назначается в зависимости от диаметра сверла и при D=0,25…80мм, соответственно ω=18…30º.

Если передний угол образуется при изготовлении сверла, то задний получают при его заточке.

Задним углом сверла aN называется угол между касательной к задней поверхности в рассматриваемой точке режущей кромки и касательной в той же точке к окружности, образованной режущей кромкой при её вращении вокруг оси сверла. Измеряется нормальный задний угол αх в главной секущей плоскости.

Траектория точек режущих кромок располагается на воображаемых цилиндрических поверхностях с осями, совпадающими с осью сверла. На этих поверхностях и рассматривают главные задние углы сверла. Таким образом, главным задним углом α является продольный задний угол.

Если сверло только вращается, то траектория точки режущей кромки – окружность. Так как сверло имеет подачу вдоль оси, то траектория точки режущей кромки – винтовая, и действительный задний угол будет меньше статического. Развернём на плоскость траекторию точки режущей кромки при отсутствии подачи и при работе подачи (рис. 2.9).

Рис. 2.9. Передний и задний углы сверла в процессе резания:

1 – развёрнутая винтовая линия; 2 – развёрнутая окружность.

Кинематический задний угол уменьшается на угол h, αк =α-n. Величина угла h различна для разных точек режущей кромки.

; (2.11)

Чем ближе точка режущей кромки лежит к оси сверла, тем меньше диаметр воображаемой цилиндрической поверхности, по которой идёт траектория точки режущей кромки, и тем значительнее уменьшается задний угол сверла в процессе работы. Уменьшение зазора между задней поверхностью сверла и поверхностью резания (заднего угла) или отсутствие его приводит к повышенному трению и износу или же делает дальнейшую работу сверла невозможной.

Вспомогательный задний угол a1сверла измеряется в плоскости, нормальной к вспомогательной режущей кромке (кромке ленточки). Так как ленточка шлифуется по окружности, то вспомогательные задние углы сверла a1 равны нулю (рис. 2.7).

Углом наклона главной режущей кромки l называется угол между режущей кромкой и основной плоскостью (рис. 2.7).

Пересечение главных задних плоскостей образует поперечную кромку или перемычку.

Угол наклона перемычки поперечной кромки y угол между проекциями поперечной и главной режущей кромки на плоскость, перпендикулярную оси сверла (рис. 2.7). Величина этого угла при правильной заточке сверла y = 50..55°.

Пересекая перемычку перпендикулярными к ней секущими плоскостями М-М (рис. 2.7), можно видеть, что угол резания перемычки больше 90°, т.е. передний угол перемычки gn – отрицательный: перемычка не режет металл, а скоблит его (выдавливает). Из-за этого около 65% усилия подачи и около 15% крутящего момента приходится на перемычку. На практике применяют различные методы подточки перемычки. Даже небольшое улучшение формы перемычки значительно уменьшает силу резания и увеличивает стойкость сверла и точность обработки.

Измерение конструктивных и геометрических параметров спиральных свёрл

Диаметр свёрл измеряется обычным микрометром (рис. 2.10); диаметр сердцевины сверла – микрометром с острыми наконечниками (рис. 2.11); длина поперечной режущей кромки сверла и ширина ленточки – штангенциркулем у вершины сверла (рис. 2.12); угол наклона поперечной кромки y – универсальным угломером УМ (рис. 2.13); угол наклона винтовой канавки сверла w можно измерить с помощью угломера МИЗ (рис. 2.15), на плиту которого установлена призма. Режущую кромку в этом случае следует располагать в горизонтальной плоскости. Угол наклона винтовой канавки можно также измерить универсальным угломером, получив развёртку винтовой линии, прокатив сверло по листу бумаги. С помощью универсального угломера можно определить угол 2j (рис. 2.14), но контролировать заточку сверла таким образом нельзя, так как перья сверла могут быть заточены неодинаково, и углы j на разных перьях могут различаться, что ухудшит условия работы сверла и уменьшит его стойкость и контроль углов j относительно ленточек осуществляют с помощью специальной лупы или микроскопа. В лабораторной работе угол φ можно измерить с помощью универсаольного угломера относительно касательной к ленточке.

Рис. 2.10. Измерение диаметра сверла микрометромРис. 2.11. Измерение диаметра сердцевины микрометром с острыми наконечниками

Рис. 2.12. Измерение длины поперечной кромки и ширины ленточки f сверла штангенциркулем

Вспомогательный угол в плане j1, можно определить по формуле:

, 2.12

где D и D1 диаметры сверла, измеренные на расстоянии . Для упрощения значение принимают равным 100 мм.

Рис. 2.13. Измерение угла наклона поперечной кромки сверла универсальным угломером УМРис. 2.14. Измерение угла при вершине сверла универсальным угломером УМ

Рис. 2.15. Измерение угла наклона винтовой канавки сверла на угломере МИЗ

Главный передний угол сверла g определяется в плоскости, перпендикулярной режущей кромке сверла. Данный угол в точке режущей кромки можно подсчитать по формуле:

, (2.13)

где ω – угол наклона винтовой канавки сверла;

j – угол в плане режущей кромки сверла;

D –наружный диаметр сверла;

Dx – диаметр, соответствующий рассматриваемой точке режущей кромке сверла.

Задний угол сверла a в разных точках режущей кромки можно измерить при помощи делительной головки и индикатора. Замечают показания индикатора, соответствующие повороту сверла на каждые 5°. В этом случае сверло, закрепленное в шпинделе головки, медленно поворачивается на угол η и индикатор при этом покажет величину падения затылка сверла у. Затем строят кривую заточки, задней поверхности сверла, соответствующую рассматриваемой точке режущей кромки (рис. 2.16).

Рис. 2.16. Построение кривой заточки задней поверхности сверла

К кривой проводится касательная, по наклону которой можно определить задний угол:

, (2.14)

где y – падение затылка сверла;

х – длина окружности, соответствующая углу поворота сверла.

Длину дуги окружности, соответствующую углу поворота сверла h, можно подсчитать по формуле:

, (2.15)

Задний угол сверла можно также измерить на микроскопе.

Дата добавления: 2014-11-18 ; Просмотров: 6461 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Конструктивные элементы и геометрия спирального сверла

Спиральное сверло состоит из рабочей части 1, шейки /3 и хвостовика /4, имеющего на конце лапку /5 (рис. 6.30). Рабочая часть в свою очередь разделяется на режущую /2 и калибрующую / 2. Рабочая часть включает следующие элементы: шлифованные ленточки (вспомогательные режущие кромки) 1, поперечную режущую кромку 2, канавки 3, две главные режущие кромки 4, передние 7 и задние 5 поверхности, два зуба (пера) 6 сверла.

Рис. 6.30. Конструктивные элементы спирального сверла

Хвостовик сверла может быть как коническим, так и цилиндрическим с поводком.

В первом случае крутящий момент передается из-за сил трения между коническими поверхностями хвостовика сверла и посадочного отверстия шпинделя, а во втором — посредством поводка. Лапка необходима для выбивания сверла из шпинделя станка и передачи крутящего момента в начале резания, когда еще отсутствует осевая сила и силы трения малы. Шейка предназначена для выхода шлифовального круга при изготовлении сверла. Калибрующая часть обеспечивает направление сверла в просверливаемом отверстии и является резервом для образования режущей части при его переточках.

Режущие свойства сверла определяются геометрическими параметрами и материалом его рабочей части. Угол наклона винтовой канавки со — это угол, заключенный между осью сверла и развернутой винтовой линией стружечной канавки (рис. 6.31, б).

Величина его непостоянна: чем ближе к оси сверла, тем меньше угол со. Определяют его так:

Рис. 6.31. Геометрические параметры спирального сверла

где D — диаметр сверла на периферии; Dx диаметр сверла, соответствующий текущей точке Л»; со — угол наклона винтовой канавки, измеренный в сечении, параллельном оси сверла; для сверл диаметрами 0,25. 80 мм из быстрорежущей стали угол со назначается в зависимости от их диаметра в пределах от 17 до 34° (для меньших диаметров угол меньше).

Угол наклона поперечной режущей кромки (перемычки) у заключен между проекциями поперечной и одной из главных режущих кромок на плоскость, перпендикулярную оси сверла. Обычно j/ = 50. 55° (рис. 6.31, а). Угол резания у перемычки больше 90°, поэтому металл не режется, а скоблится.

Угол при вершине 2ср (рис. 6.31, а) заключен между проекциями главных режущих кромок на плоскость, проходящую через ось сверла (основную плоскость). Величина этого угла зависит от свойств обрабатываемого материала и лежит в пределах 80. 140°. Для сверления пластичных материалов принимают большие значения угла 2ф, чем для хрупких. Например, для обработки стали и чугуна 2ср = 116. 120°, для алюминия 2ф = 80, для труднообрабатываемых материалов 2ф = 140°.

Вспомогательный угол в плане ф1 образуется из-за выполнения рабочей части сверла с обратной конусностью. Величина его составляет 1.. .2°. Вспомогательные задние углы оц на ленточках равны нулю.

Угол наклона главной режущей кромки X определяется так же, как и для резцов общего назначения.

Передним углом у называется угол между касательной к передней поверхности сверла в рассматриваемой точке и нормалью в той же точке к поверхности вращения, образованной при вращении режущей кромки вокруг оси сверла (рис. 6.31, а). В каждой точке режущей кромки в плоскости Ш угол у имеет различную величину, а в плоскости ОО, параллельной оси сверла, он равен углу наклона винтовой канавки, т. е. уо = со. Из рис. 6.31, б видно, что

где Я—шаг винтовой канавки сверла; Я = const.

Разделив одно уравнение на другое, получают

Для сравнения формулы для определения действительного переднего угла в нормальном сечении N—N: 1) для резца tg уп = tg у ? sin = имеем tg со = tg у • sin ф. Отсюда

Аналогично, для текущей точки X

Совместное решение уравнений (6.35) и (6.37) дает

Анализ последней формулы показывает, что наибольшее значение передний угол имеет у периферии сверла. Поскольку в осевом сечении углы у и со равны между собой, для точек режущей кромки, лежащих ближе к центру, передний угол уо меньший, чем для периферийных.

Задний угол а — это угол, заключенный между касательной к задней поверхности пера в рассматриваемой точке режущей кромки и касательной к окружности ее вращения вокруг оси сверла (рис. 6.31, а). Измеряется он в плоскости 00, параллельной оси сверла и касательной к цилиндрической поверхности, на которой лежит данная точка режущей кромки. В статическом состоянии (по аналогии со значением переднего угла) задний угол а, измеренный в нормальной плоскости,

В процессе резания значение заднего угла уменьшается, так как действительной траекторией точки, лежащей на главной режущей кромке, будет не окружность, а винтовая линия с шагом, равным величине подачи. Поверхность же резания представляет собой винтовую поверхность. Поэтому действительный задний угол ад определяется между касательными к этой винтовой и задней поверхностям в рассматриваемой точке. По своей величине он будет меньше значения а на величину угла ц (рис. 6.31, а):

С приближением к оси сверла задний угол ад уменьшается, причем для точек режущей кромки, лежащих ближе к оси сверла, например для точки X, уменьшение главного заднего угла будет более интенсивным, чем для периферийной. Чтобы обеспечить достаточную величину заднего угла в процессе резания у точек режущей кромки, расположенных ближе к оси сверла, задняя поверхность затачивается так, что на периферии угол а имеет минимальное значение, а по мере приближения к сердцевине он увеличивается. Такая заточка обеспечивается конструкцией и кинематикой заточных станков.

Поскольку у периферии сверла передний угол у сверла больший, а задний меньший, а у центра наоборот, угол заострения остается для всех точек режущего лезвия примерно одинаковым. Фактический передний угол изменяется от 30° до нуля и даже отрицательного значения его у перемычки. Задний угол у периферии 6. 8°, а у перемычки 25. 35 0 .

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector