Вимірювання спіральних свердел

Чернігівський державний педагогічний університет імені Т. Г. Шевченка

Кафедра ЗТД

Різання матеріалів

Лабораторна робота №3

Вивчення геометрії конструкції й заточки спіральних свердел

М. Чернігів

Лабораторна робота № 3

Тема: Вивчення геометрії конструкції й заточки спіральних свердел

Для виконання роботи слід:

1. Попередньо ознайомитись з основними поняттями про елементи та геометрію спірального свердла.

2. Вивчити прилади які використовуються при вимірюванні свердел (кутоміри, штангенциркулі).

3. Виміряти геометричні та конструктивні елементи спірального свердла.

4. Заточити спіральне свердло на заточному станку.

5. Ознайомитися з типовими конструкціями свердел.

6. Оформити роботу та заповнити протокол.

Основні поняття про елементи та геометрію спірального свердла.

Спіральні свердла призначені для свердління глухих та наскрізних отворів в суцільному матеріалі та розсвердлювання існуючих отворів. Схема роботи спірального свердла 3 приведена на рис. 1. Під час роботи на свердлильному станку свердло рухається навколо своєї осі (обертальний рух) та вздовж осі (поступальний). Свердло кріпиться у шпинделі 4.

Рис. 1. Конструкція і схема роботи

Деталь 2 нерухомо закріплюють на столі 1 станка. При роботі на токарних станках обертається деталь, а свердло рухається поступально.

Спіральне свердло (рис. 2) складається з робочої частини l, ріжучої (забірної) частини l₁, шийки l₂, хвостовика l₃ та лапки l₄.

Хвостовик свердла невеликого діаметра (d<10мм) має форму циліндра та служить для закріплення свердла у спеціальному патроні.

Свердла d > 10мм мають конічний хвостовик, за допомогою якого їх встановлюють у конічному отворі шпинделя, або перехідній конічній втулці.

Рис. 2

Основні елементи ріжучої частини спірального свердла показані на рис. 3. Ріжуча частина свердла складається з 2-х головних ріжучих кромок АВ і ВЕ, розташованих симетрично відносно осі свердла і поперечної кромки (перемички) ВС.

Рис. 3

Для зменшення тертя свердла в створі на робочій частині свердла залишають шліфовані по діаметру стрічки шириною f, якими свердло дотикається до оброблюваного отвору.

Дві головні ріжучі кромки, розташовані на забірній частині свердла, утворюють кут при вершині 2 , який для нормальних свердел дорівнює 118-120°.

Кут нахилу поперечної кромки (рис. 2) вимірюється між проекціями поперечної та головної ріжучих кромок на площину, перпендикулярну осі свердла; за умови правильної заточки свердла кут дорівнює 50-55⁰.

Нахил гвинтової канавки, по якій сходить стружка під час різання, визначається кутом , що знаходиться між віссю свердла та проекцією, дотичною до гвинтової лінії по зовнішньому діаметру. Кут визначає також величину переднього кута та умови руху стружки по передній поверхні.

Спіральне свердло має змінний зовнішній діаметр, що зменшується у напрямку хвостовика. Конічну форму придають свердлу з метою усунення його можливого защемлення у отворі під час свердління. Кут зворотного конуса свердла позначають .

У спірального свердла розрізняють довжину поперечної кромки ВС і товщину перемички b (рис. 3).

Головна ріжуча кромка свердла утворюється перетином передньої 1; задньої 2 поверхонь. Передніми поверхнями свердла є поверхні гвинтових канавок, по яким сходить стружка. Задні поверхні – поверхні повернені до оброблюваної деталі.

Кути ріжучих кромок спірального свердла можна розглядати:

1) в площинах N₁-N₁, N₂-N₂, N₃-N₃, перпендикулярних до головної ріжучої кромки, що проходять відповідно через точки 1,2,3 (рис. 4);

2) в площинах О₁-О₁, О₂-О₂, О₃-О₃ паралельних вісі свердла і дотичних до окружностей, проведених через ті ж точки 1,2,3 (рис. 4).

Головні передні кути спірального свердла , , знаходяться в нормальних до головної ріжучої кромки площинах N₁-N₁, N₂-N₂, N₃-N₃; головні передні кути , , відповідають точкам ріжучої кромки 1, 2, 3.

Передня поверхня свердла гвинтова, то величина передніх кутів для всіх точок ріжучого леза свердла не постійна: > > де

Рис. 4

Передні кути , , розглядають в площинах О₁-О₁, О₂-О₂, О₃-О₃. Ці кути є кутами нахилу гвинтових ліній по передній поверхні свердла для точок ріжучої кромки 1, 2, 3.

Для того, щоб переконатись у цьому, необхідно зробити розгортку свердла для діаметрів D₁, D₂, D₃ (рис. 4). По вісі абсцис відкладають розгортки кіл діаметрів D₁, D₂, D₃ та по вісі ординат – крок гвинтової лінії Н, який залишається сталим.

Кути , , є кутами нахилу гвинтових ліній для точок 1,2,3 (рис. 4). На основі рис. 4 можемо записати:

Оскільки для будь-якої точки ріжучої кромки X крок гвинтової лінії , то можемо записати: .

Передній кутв головній січній площині для будь-якої точки ріжучої кромки дорівнює: , де – передній кут в площині;

D₁ – зовнішній діаметр свердла, мм.

Задні кути , , лежать між дотичними до задньої поверхні свердла та в точках 1, 2, 3 і площинами, проведеними через ті ж точки перпендикулярно вісі свердла, де ,

Вимірювання спіральних свердел.

Для вимірювання спірального свердла застосовують такі інструменти універсальний кутомір, штангенциркуль, мікрометр, прилад для вимірювання задніх кутів.

Діаметр свердла вимірюють штангенциркулем між стрічками біля забірного конуса з точністю до 0,05 мм (рис. 5).

Рис. 5

Вимірюють також діаметр свердла біля хвостовика з метою визначення кута зворотного конуса. Кут зворотного конуса свердла визначають за формулою:

,

де – піврізниця діаметрів свердла, виміряних на відстані l від вершини. Для спрощення підрахунків значення l вибирають рівним 100 мм.

Кут нахилу поперечної кромки вимірюють універсальним кутоміром (рис. 6). Планку 1 прикладають до головної ріжучої кромки, а планку 2 – до поперечної кромки.

Рис. 6 Рис. 7

Товщина перемички (рис 3) вимірюється штангенциркулем безпосередньо біля самої вершини свердла 3.

Довжину поперечної кромки ВС вимірюють штангенциркулем, або розраховують за формулою:

,

де: – кут нахилу поперечної кромки;

b – товщина перемички.

На рис. 7 вказано вимірювання кута 2 при вершині спірального свердла універсальним кутоміром. Кут нахилу гвинтової лінії визначають за відбитком, отриманим прокочуванням свердла по паперу і вимірюють універсальним кутоміром.

Для побудови графіка залежності головного переднього кута від діаметру користуються формулою, приведеною нижче:

За формулою визначають значення передніх кутів для 3-х точок ріжучої кромки заданого для виміру свердла: 1) периферійної, що відстає від вісі свердла на відстань 2-3 мм, 3) середньої.

Рис. 8

Кут різання в головній січній площині для периферійної точки ріжучої кромки визначають за формулою:

.

Типи свердел.

Спіральне свердло з конічним хвостовиком (рис. 2) застосовують для свердління отворів глибиною, не більше 3-4 діаметрів. Виготовляють з вуглецевої швидкоріжучої сталі.

Комбіновані центрувальні свердла (рис. 9а,б) застосовують для центрування отворів в торцях заготовок. Перше поєднує в собі два інструменти – спіральне свердло та конічну зенківку; друге оснащене запобіжним конусом.

Рис.9

Рис.10

Свердла для кільцевого свердління (рис 11) використовують при обробці отворів великих діаметрів. Ці свердла ріжучими пластинами 1 закріпленими в корпусі 3 вибирають кільцеву канавку в оброблюваній деталі.

В станках корпуса між гвинтовими канавками під гвинтами 2 розташовані шарики, які надають свердлу постійного напрямку в роботі. Корпус свердла з’єднаний з оправкою 4 різьбою. На оправці закріплене кільце 5 зі штуцером 6 та гумовим шлангом 7 для охолоджуючої рідини.