Для сверления отверстий глубиной до 10 диаметров на универсальном оборудовании разработано спиральное сверло НПИЛ (рис. 5.14) с усиленной сердцевиной k = (0,3...0,5)D. Профиль стружечной канавки сверла получается при обработке инструментом простой конфигурации. Угол наклона винтовой канавки ω = 45°.
Рис. 14. Сверло НПИЛ
Режущие лезвия сверла НПИЛ затачиваются по передней поверхности. Стружколомающий желобок имеет радиусную форму, заточен под углом |Х к главной режущей кромке и обеспечивает формирование стружки в виде конических завитков небольшого размера. Заточка сверла по передней поверхности дает возможность назначать рациональные передние углы в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемых материалов.
Созданное в Белорусском политехническом институте (ныне Белорусский национальный технический университет)
сверло БПИ (рис. 5.15) для обработки отверстий диаметром 3...30 мм
на глубину до 30...35 диаметров отличается от предыдущих конструкций специальным профилем стружечных канавок и наличием двух ленточек на каждом пере. Стружечные канавки выполнены под углом ω = 53...55°, диаметр сердцевины равен 0,5D. Подвод охлаждающей жидкости к режущим лезвиям осуществляется по каналам, выполненным в спинке сверла. Для эффективного охлаждения режущей части достаточно подавать СОЖ с расходом не более 2...3 л/мин под давлением 0,05 МПа.
Надежное дробление стружки обеспечивается специальной заточкой передней поверхности сверла. Задняя поверхность затачивается по плоскости. Выбор геометрических параметров и состава СОЖ зависит от обрабатываемого материала.
Высокая эффективность процесса сверления достигается за счет непрерывного транспортирования стружки из отверстия, подачи СОЖ непосредственно к режущим лезвиям сверла, увеличения в 2 раза его жесткости. Это позволяет увеличить минутную подачу в 2...3 раза и до 5 раз сократить время обработки глубоких отверстий по сравнению со стандартными спиральными сверлами.
Для сверления отверстий повышенной точности с малым уводом оси используют сверла одностороннего резания (ружейные, пушечные и др.). Эти сверла делят на сверла с внутренним подводом СОЖ и наружным отводом стружки диаметром 3...30 мм и на сверла с наружным подводом СОЖ и внутренним отводом стружки диаметром 16...65 мм. Сверла первого типа изготавливают из быстрорежущей стали или оснащают пластинами или коронками из твердого сплава.
Ружейное сверло с наружным отводом стружки (рис. 5.16) состоит из режущей части и стебля. Стебель выполняется из углеродистой стали в виде трубки с провальцованной по длине стружечной канавкой с углом профиля ψ = 110...140° и полостью для подачи СОЖ в зону резания. При этом обеспечивается достаточная жесткость сверла и создается необходимое пространство для отвода стружки. На шлифованной цилиндрической поверхности расположены направляющие.
Рис. 16. Ружейное сверло с наружным отводом стружки
Сверло имеет одну режущую кромку, состоящую из двух частей — наружной и внутренней. Вершина сверла для лучшего направления при работе смещена относительно оси на некоторую величину, равную примерно 0,2D. В процессе работы сверла на детали образуется конус, обеспечивающий сверлу дополнительное направление.
На различных отрезках режущей кромки имеют место различия в действующих на них радиальных силах. В результате сверло прижимается направляющей частью к обработанной поверхности отверстия. Это предохраняет сверло от увода, отверстие — от разбивки, а также повышает период стойкости сверла. Для уменьшения трения при работе калибрующая часть имеет обратную конусность в пределах 0,1...0,3 мм на длине 100 мм. Вдоль вспомогательной режущей кромки на калибрующей части оставляется ленточка шириной 0,2...0,6 мм
Конструкции сверл с внутренним отводом стружки и расположенными в шахматном порядке пластинами из твердого сплава приведены на рис. 5.17. Сверла диаметром 65...180 мм целесообразно оснащать многогранными неперетачиваемыми пластинами.
Рис. 17. Сверла с внутренним отводом стружки
Эжекторные сверла (рис. 5.18) изготавливаются диаметром 20...65 мм. Их особенностью является эффект подсоса СОЖ, уходящей вместе со стружкой в результате разрежения и перепада давлений, создаваемых внутри корпуса сверла. Прямой поток жидкости подается под давлением 2...3 МПа по каналу Л между внутренним и наружным стеблями. Не доходя до рабочей части, он разделяется. Примерно 70 % жидкости направляется в зону резания через выполненные в корпусе сверла отверстия, а 30 % жидкости отводится обратно через щелевые сопла Б, сделанные на внутреннем стебле. Между потоком жидкости, которая отводится вместе со стружкой из рабочей зоны, и потоком, уходящим через сопла Б по стеблю 1, создается разрежение и перепад давлений. В результате основной поток жидкости со стружкой, отходящий из зоны резания, как бы засасывается жидкостью,
уходящей через сопла Б, и движется с большей скоростью. Сверла обеспечивают точность обработки отверстий по квалитетам 9-11 и шероховатость поверхности Ra = 2,5...0,63 мкм [9].
Головки для кольцевого сверления
Головки для кольцевого сверления бывают цельными из быстрорежущей стали (диаметром 30...60), оснащенными напаянными или неперетачиваемыми твердосплавными пластинами (рис. 5.19).
Рис. 19. Головки для кольцевого сверления
В зависимости от диаметра головки число зубьев выбирается в пределах 4... 12. На зубьях делается направляющая ленточка шириной 0,8...1,5 мм с обратной конусностью 30...45'. Зубья и канавки на головке наклонены к оси под углом 5° и затачиваются по задней поверхности с углами 6...8°. На передней поверхности зубьев затачивают стружколомающую канавку. В результате такой заточки обеспечивается получение мелкой дробленой стружки, которая легко удаляется из зоны резания с помощью СОЖ. Последняя подается в зону резания через зазор между стержнем и внутренней поверхностью корпуса. СОЖ вместе со стружкой удаляется через зазор между поверхностью отверстия и наружной поверхностью корпуса сверла. Для облегчения отвода стружки на наружной поверхности головки и оправки делают канавки. Ширина стружечной канавки равна ширине зуба. Оправки для крепления головки имеют форму трубы. Головки крепят на ней многозаходной прямоугольной резьбой. Кольцевое сверление обеспечивает обработку отверстий квалитетов точности 11-12 и шероховатость поверхности Ra = 5...10 мкм.
На детали при сверлении образуются кольцевая канавка и сердечник, который выходит из отверстия по окончании сверления
Центровочные сверла
Для изготовления центровых отверстий применяются центровочные сверла (рис. 5.20) трех типов: простые, комбинированные, комбинированные с предохранительным конусом [22].
Рис. 20. Центровочные сверла
Простые сверла по конструкции не отличаются от спиральных. Комбинированные сверла изготавливаются двухсторонними для лучшего использования материала. Канавки делаются или прямыми, или наклонными с углом наклона ω= 5...8°. Угол при вершине режущей части φ = 50...60°, угол наклона поперечной кромки ψ = 50...55°. Толщина сердцевины к = (0,25...0,17)D и увеличивается по направлению к хвостовику под углом 3°. Передний угол γ= 5...6°. Заточка комбинированного сверла производится так же, как и спирального. Задний угол α на периферии режущей части равен 8°.
КОНТРОЛЬ СВЕРЛ
Методы к средства контроля размеров и геометрических параметров сверл указаны в табл.. Контроль диаметра D рабочей части сверла производят при помощи микрометра по цилиндрической поверхности ленточек (рис,5). За диаметр рабочей части принимают размер, измеренный у заборного конуса сверла. Величину конусности К подсчитывают по формуле:
где D- - диаметр, измеренный у заборного конуса сверла
D - диаметр, измеренный на расстояний от заборного конуса сверла.
Контроль диаметра сверла по спинке выполняют микрометром. Для сверл диаметром свыше 8 мм это измерение производят штангенциркулем. Контроль диаметра сердцевины осуществляют резьбовым микрометром с коническими или сферическими вставками. За диаметр сердцевины принимают размер, измеренный у заборного конуса сверла. Контроль величины и симметричности угла 2φ при вершине проверяют при помощи универсального угломера (рис.21) и штангенциркуля с ценой делений 0,1 мм.
