Методические указания к выполнению практических работ по курсу "Резание материалов" для студентов специальности 120100 всех форм обучения (стр. 2 из 5)

где

(a_x — половина диаметра сердцевины, r_x — радиус окружности, на которой лежит точка х).

Пользуясь формулой Родина, можно определить передние углы в различных точках режущей кромки.

Переменный, резко изменяющийся передний угол является большим недостатком, присущим конструкции спирального сверла. Отрицательный передний угол у сердцевины (рис. 5.4) создает тяжелые условия резания поперечной кромкой, что приводит к сильному повышению усилия подачи. По экспериментальным данным, свыше 50 % общего усилия подачи приходится на работу поперечной кромки. Это заставляет изыскивать способы улучшения конструкции режущей части путем специальных заточек.

Главным задним углом сверла α называется угол между касательной к задней поверхности в рассматриваемой точке режущей кромки и плоскостью резания (см. рис. 5.2).

Если сверло только вращается, траекторией каждой точки режущей кромки является окружность. Так как сверло имеет подачу вдоль оси, траекторией каждой точки режущей кромки будет пространственная винтовая линия с шагом, равным подаче на зуб. Действительное значение заднего угла α_д будет меньше статического на величину угла η.

Рис. 4. Изменения переднего и заднего углов спирального сверла вдоль главной режущей кромки

Угол η находят из следующей формулы:

Чем ближе точка режущей кромки расположена к оси сверла, тем меньше D_xвоображаемой цилиндрической поверхности, по которой проходит траектория точки режущей кромки, и тем значительнее уменьшается задний угол сверла в процессе работы (см. рис. 5.4). Уменьшение действительного заднего угла или его отсутствие приводит к увеличению трения и изнашиванию или же делает работу сверла невозможной.

Таким образом, при заточке приходится обеспечивать такое значение заднего угла, которое необходимо для каждой точки режущей кромки, т.е. затачивают заднюю поверхность с переменным углом. Наибольшее значение задний угол должен иметь у оси сверла, наименьшее — на периферии. При этом обеспечивается примерное равенство углов заострения вдоль режущей кромки сверла. На чертежах задний угол сверла задают для периферийной точки режущей кромки, так как в этой точке его легче измерить.

Вспомогательный задний угол сверла α₁ измеряется в плоскости N₁-N₁, нормальной к вспомогательной режущей кромке (кромке ленточки). Так как ленточка шлифуется по окружности, вспомогательные задние углы сверла α₁ равны нулю (см. рис. 5.2).

Углом наклона главной режущей кромки λ называется угол между режущей кромкой и прямой, проходящей через вершину режущей кромки параллельно основной плоскости (см. рис. 5.2). Если крайняя точка режущей кромки самая низкая, то угол λ считается положительным, если же самая высокая — отрицательным.

Углом наклона поперечной кромки ψ называется угол между проекциями поперечной и главной режущих кромок на плоскость,

перпендикулярную к оси сверла. Величина этого угла при правильной заточке сверла равна 50...55°.

Форма задней поверхности сверла. Задние поверхности сверла образуются заточкой в процессе изготовления или переточкой его после затупления. От точности выполнения этой операции зависят эксплуатационные характеристики сверла.

Технологически наиболее простой является заточка сверла по плоскости (рис. 5.5, а). Чтобы гарантировать задний угол между задней поверхностью и поверхностью резания в процессе сверления, следует обеспечивать угол заточки не менее α = 25...27°. Однако это создает опасность выкрашивания режущих кромок. Данный метод используется при заточке сверл диаметром менее 3 мм. Для его применения на сверлах большего диаметра при углах α = 8...12° необходимо удалять затылочную часть пера сверла.

Рис. 5. Формы задней поверхности сверла

Чтобы на режущей части сверла получить независимые величины заднего угла на периферии, угла при вершине и угла наклона поперечной кромки, следует использовать заточку сверла по двум плоскостям (рис. 5.5,6). Поперечная кромка сверла при такой заточке состоит из двух наклонных прямых с выступающей центральной точкой, которая улучшает работу сверла в момент врезания в заготовку и повышает точность сверления. Задний угол для первой плоскости выбирают в зависимости от свойств обрабатываемого материала, а для второй — принимают в пределах 25...40°. Однако большой наклон второй плоскости

уменьшает жесткость пера сверла, ослабляет режущий клин и ухудшает теплоотвод.

При винтовой заточке (рис. 5.5, в) сверло совершает три формообразующих движения: вращение вокруг своей оси, возвратно-поступательные движения затылования и осциллирования. Движения в данном случае так кинематически взаимосвязаны, что на один оборот сверла приходится по два цикла возвратно-поступательных движений. Таким образом, обеспечивается непрерывное деление и шлифование обоих перьев при каждом обороте сверла. Преимущества винтовой заточки — в универсальности ее применения для различных стержневых инструментов, а также легкой автоматизации. Поперечная кромка имеет выпуклую форму, что улучшает самоцентрирование сверла.

При конической (рис. 5.5, г) или цилиндрической (рис. 5.5, д) заточке сверло покачивается вокруг оси 1—1, скрещивающейся с осью сверла. Задний угол для этих видов заточки возрастает от периферии к центру сверла, причем наиболее интенсивно при заточке по конусу. Это создает более благоприятные условия резания на участках, прилегающих к поперечной кромке сверла.

При эллиптической заточке требуемая форма задней поверхности создается путем разворота шлифовального круга, имеющего форму цилиндрической чашки. В заточке участвует внутренняя угловая кромка круга, которая при прямолинейном перемещении сверла образует заднюю поверхность в виде эллиптического цилиндра. Такая заточка может производиться на универсально-заточном станке.

Для улучшения режущих свойств и выравнивания нагрузки по длине режущих кромок используют сверла с криволинейными режущими кромками, которые могут иметь полностью радиусный профиль либо радиусный профиль, сопряженный с прямолинейным. Радиус профиля ρ может приниматься в зависимости от диаметра сверла: ρ = (0,5...1,2)D. Такие сверла имеют период стойкости в несколько раз больший, чем сверла с обычной заточкой. Задняя поверхность каждого лезвия поочередно обрабатывается шлифовальным кругом криволинейного профиля. Необходимый профиль наносится на периферию или торец шлифовального круга путем его правки.

Криволинейная режущая кромка сверла может быть заменена ломаной линией, состоящей из двух участков при двойной заточке. Широкое распространение получила двойная заточка, при которой сверло затачивается с углом при вершине 2φ = = 116... 140° и на периферии сверла создается дополнительная режущая кромка длиной В = 0,2D сверла с углом при вершине 2φ₀= 70...90°.

Подточки сверл. Поперечную кромку сверла диаметром свыше 12 мм подтачивают главным образом для уменьшения ее длины до (0,1...0,12)D или полного устранения, что значительно снижает осевую силу при сверлении, увеличивает период стойкости сверла и точность просверленного отверстия. Наиболее целесообразна подточка, при которой с уменьшением длины поперечной кромки изменяется передний угол. Поперечную кромку подтачивают на универсально-заточном станке с использованием специальных приспособлений.

Существует несколько типов подточки поперечной кромки сверла:

Рис. 6. Типы подточки поперечной кромки сверла

а) канавка на передней поверхности сверла образуется кругом радиусной формы, причем канавка касается поперечной кромки только в крайней ее точке (рис. 5.6, а). Длина и геометрия поперечной кромки не изменяется. Такая подточка может использоваться для большинства встречающихся на практике условий сверления, так как не требует высокой точности исполнения;

б) канавка проходит непосредственно через поперечную кромку и увеличивает передние углы (рис. 5.6, б)*;

в) применяется более простая форма круга. При этом увеличиваются передние углы поперечной кромки и срезается затылочная часть зуба (рис. 5.6, в)*;

г) частично срезается поперечная кромка с образованием но
вой режущей кромки (рис. 5.6, г). Эта подточка широко распространена и рекомендуется для сверления отверстий на глубину
не более трех диаметров;

д) применяется в тех случаях, когда необходимо дополнительно притупить или заострить главные кромки (рис. 5.6, д);

е) является дальнейшим развитием предыдущих подточек
и приводит к полному срезанию поперечной кромки с образованием γ' = 3...5°; α = (0,05...0,10)D (рис. 5.6, е).

Наряду с подточкой поперечной кромки широко применяется подточка ленточек. Ленточки у сверл как вспомогательные режущие кромки режут обрабатываемый материал, а также направляют сверло по изготовляемому отверстию. При этом задние углы на них равны 0° и излишняя ширина ленточки приводит к увеличению сил трения, температуры резания, а следовательно, к более интенсивному изнашиванию уголков сверла и самой ленточки. Подточка ленточек применяется при обработке вязких и труднообрабатываемых материалов. Приведем наиболее распространенные варианты подточки ленточек: