>>> Перейти на полный размер сайта >>>

Учебное пособие

Слесарное дело

§ 2. Сверла

По конструкции и назначению различают сверла: а) спиральные и б) специальные (перовые или плоские, для кольцевого сверления, ружейные, комбинированные с другими инструментами, центровочные и др.).

Наибольшее распространение в промышленности получили спиральные сверла. Спиральное сверло состоит из хвостовика с лапкой, шейки и рабочей части.

Хвостовик конический (рис. 153, а) или цилиндрический (рис. 153, б) служит для крепления сверла в шпинделе станка или патроне.

Рис. 153. Части и элементы спирального сверла

Лапка хвостовика у сверл с коническим хвостовиком не позволяет сверлу провертываться в шпинделе и служит упором при выбивании сверла из гнезда шпинделя.

Шейка сверла — промежуточная часть, соединяющая рабочую часть сверла с хвостовиком.

Рабочая часть сверла представляет собой цилиндрический стержень с двумя профрезерованными спиральными (винтовыми) канавками, образующими два рабочих зуба (пера). Рабочая часть включает режущую и направляющую части с двумя ленточками.

Ленточки служат для направления сверла и способствуют уменьшению трения между сверлом и стенками отверстия. Уменьшение трения сверла о стенки просверливаемого отверстия достигается также и тем, что рабочая часть сверла имеет обратный конус, т. е. диаметр сверла у режущей части больше, чем на другом конце, около шейки. Разность в величине этих диаметров составляет 0,04—0,09 мм на каждые 100 мм длины сверла.

Канавки на сверлах имеют специальный профиль, обеспечивающий правильное образование режущих кромок сверла и необходимое пространство для выхода стружки. Ширина и угол наклона w винтовой канавки должен соответствовать толщине и форме стружки. Узкие винтовые канавки, которые образуются при больших передних углах и малых углах заострения, отводят стружку лучше, чем более широкие канавки, образующиеся при малом переднем угле и большом угле заострения.

Режущая часть сверла (рис. 154) представляет собой конус, на котором имеются две режущие кромки, перемычка (поперечная кромка), две задние и две передние поверхности. В поперечном сечении сверла между двумя винтовыми канавками остается сердцевина, создающая жесткость сверлу.

Рис. 154. Геометрические параметры режущей части сверла

Передний угол у сверла в каждой точке режущей кромки является величиной переменной и по мере приближения к центру сверла уменьшается и в самом центре равен нулю (например, если у наружного диаметра передний угол у=25-30°, то у перемычки он близок к 0°). Непостоянство величины переднего угла относится к недостаткам спирального сверла и является одной из причин неравномерного и быстрого его износа.

Задний угола сверла предназначается для уменьшения трения задней поверхности о поверхность обрабатываемого отверстия. Величина заднего угла а также изменяется по направлению от периферии к центру сверла. Если в точке, взятой на наружной поверхности сверла а=8-12°, то у оси сверла а = 20-26° (для сверл средних диаметров).

Спиральные сверла изготовляются из стали Р9, Р18, 9ХС.

Сверла, оснащенные пластинками из твердых сплавов (рис. 155, а и б), находят широкое применение при сверлении и рассверливании чугуна, закаленной стали, пластмасс, стекла, мрамора и других твердых материалов.

Рис. 155. Сверла, оснащенные пластинками из твердого сплава (а, б), сверла с отверстиями для охлаждения (в)

По сравнению со сверлами, изготовленными из инструментальных углеродистых сталей, они имеют значительно меньшую длину рабочей части, больший диаметр сердцевины и меньший угол наклона винтовой канавки. Эти сверла обладают высокой стойкостью и обеспечивают высокую производительность труда.

Существует несколько типов сверл, оснащенных твердыми сплавами:

1. Сверла с прямыми канавками применяют при сверлении отверстий глубиной до 3—4 мм в чугуне и других хрупких металлах. Для сверления глубоких отверстий эти сверла применять нельзя: затрудняется выход стружки из отверстия.
2. Сверла с винтовыми канавками, обеспечивают значительно лучший выход стружки из отверстий, особенно при сверлении вязких металлов. Это достигается благодаря тому, что на длине 1,5—2 диаметра сверла винтовая канавка прямая, а далее к хвостовой части сверла — винтовая.
3. Сверла с косыми канавками применяют для сверления неглубоких отверстий, так как длина канавок для выхода стружки у них очень мала. Длина рабочей части таких сверл составляет примерно 1,5 диаметра.
4. Твердосплавные монолитные сверла предназначены для обработки жаропрочных сталей. Эти типы сверл могут быть применены для работы на сверлильных машинах (материалом служит твердый сплав марки ВК15М) и для работы на станках (твердый сплав марки ВК10М).

Корпуса твердосплавных сверл изготавливаются из стали Р9, 9ХС, 40Х, 45Х. В сверлах прорезается паз под пластинку твердого сплава.

Сверла с отверстиями для охлаждения (рис. 155, в) имеют повышенную стойкость, так как охлаждающая жидкость, подаваемая под давлением 10—20 ат в пространство между наружным диаметром стебля и стенками отверстия обеспечивает охлаждение режущих кромок и облегчает удаление стружки.

Сверло крепится в специальном патроне, обеспечивающем подвод охлаждающей жидкости к отверстию в хвостовой части сверла. Эти сверла особенно эффективны при работе с жаропрочными материалами.

При резании сверлами с отверстиями для охлаждения режимы резания повышаются в два-три раза, а стойкость инструмента — в пять-шесть раз. Сверление таким способом осуществляют на специальных станках.

Перовые сверла (рис. 156. а) наиболее просты в изготовлении, применяются для сверления неответственных отверстий диаметром до 25 мм. Эти сверла изготовляются из инструментальной углеродистой стали марок У10, У12, У10А и У12А, а чаще всего из быстрорежущей стали марок Р9 и Р18.

Рис. 156. Перовые сверла:
a — двухстороннее, б — одностороннее

Перовые сверла подразделяются на двухсторонние и односторонние (рис. 156, б). Наиболее распространенными являются двухсторонние перовые сверла. Угол резания одностороннего перового сверла принимается: для стали в пределах 75—90°, а для цветных металлов 45—60°. Угол резания двухстороннего перового сверла принимается 120—135°.

Перовые сверла не допускают высоких скоростей резания и непригодны для сверления больших отверстий, так как стружка из отверстия не отводится, а вращается вместе со сверлом и царапает поверхность отверстия.

Кроме того, в процессе работы сверло быстро тупится, изнашивается теряет свои режущие качества и уходит в сторону.

Центровочные сверла (рис. 157) служат для получения центровых отверстий в различных заготовках. Они изготавливаются без предохранительного конуса и с предохранительным конусом.

Рис. 157. Центровочные сверла

Комбинированные сверла, например сверло-зенковка, сверло-развертка, сверло-метчик, применяются для одновременного сверления и зенкования, сверления и развертывания или сверления и нарезания резьбы.