Обработка отверстий. Сверление отверстий
Сверление и Рассверливание
Сверление и Рассверливание
Наиболее распространенным методом получения отверстий в сплошном материале является сверление. Движение резания при сверлении - вращательное, движение подачи - поступательное. Перед началом работы проверяют совпадение вершин переднего и заднего центров станка. Заготовку устанавливают в патрон и проверяют, чтобы ее биение (эксцентричность) относительно оси вращения не превышала припуска, снимаемого при наружном обтачивании. Проверяют биение торца заготовки, в котором будет обрабатываться отверстие, и выверяют заготовки по торцу. Перпендикулярность торца к оси вращения заготовки можно обеспечить подрезкой торца, при этом в центре заготовки можно выполнить углубление для нужного направления сверла и предотвращения его увода и поломки.
Сверла с коническими хвостовиками устанавливают непосредственно в конусное отверстие пиноли задней бабки, а если размеры конусов не совпадают, то используют переходные втулки. Для крепления сверл с цилиндрическими хвостовиками (диаметром до 16 мм) применяют сверлильные кулачковые патроны (рисунок справа, ниже), которые устанавливаются в пиноли задней бабки. Сверло закрепляется кулачками 6, которые могут сводиться и разводиться, перемещаясь в пазах корпуса 2. На концах кулачков выполнены рейки, которые находятся в зацеплении с резьбой на внутренней поверхности кольца 4. От ключа 5, через коническую передачу приводится во вращение втулка 3 с кольцом 4, по резьбе которого кулачки 6 перемещаются вверх или вниз и одновременно в радиальном направлении. Для установки в пиноли задней бабки патроны снабжаются коническими хвостовиками 1. Перед сверлением отверстий заднюю бабку перемещают по станине на такое расстояние от обрабатываемой заготовки, чтобы сверление можно было производить на требуемую глубину при минимальном выдвижении пиноли из корпуса задней бабки. Перед началом сверления обрабатываемая заготовка приводится во вращение. Сверло плавно (без удара) подводят вручную (вращением маховика задней бабки) к торцу заготовки и производят сверление на небольшую глубину (надсверливают). Затем отводят инструмент, останавливают заготовку и проверяют точность расположения отверстия. Для того чтобы сверло не сместилось, предварительно производят центровку заготовки коротким спиральным сверлом большого диаметра или специальным центровочным сверлом с углом при вершине 90 градусов. Благодаря этому в начале сверления поперечная кромка сверла не работает, что уменьшает смещение сверла относительно оси вращения заготовки. Для замены сверла маховик задней бабки поворачивают до тех пор, пока пиноль не займет в корпусе бабки крайнее правое положение, в результате чего сверло выталкивается винтом из пиноли. Затем в пиноль устанавливают нужное сверло.
При сверлении отверстия, глубина которого больше его диаметра, сверло периодически выводят из обрабатываемого отверстия и очищают канавки сверла и отверстие заготовки от накопившейся стружки. Для уменьшения трения инструмента о стенки отверстия сверление производят с подводом смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), особенно при обработке стальных и алюминиевых заготовок. Чугунные, латунные и бронзовые заготовки можно сверлить без охлаждения. Применение СОЖ позволяет повысить скорость резания в 1,4-1,5 раза. В качестве СОЖ используются раствор эмульсии (для конструкционных сталей), компаундированные масла (для легированных сталей), раствор эмульсии и керосин (для чугуна и алюминиевых сплавов). Если на станке охлаждение не предусмотрено, то в качестве СОЖ используют смесь машинного масла с керосином. Применение СОЖ позволяет снизить осевую и тангенциальную силы резания на 10-35% при сверлении сталей, на 10-18% при сверлении чугуна и цветных сплавов и на 30-40% при сверлении алюминиевых сплавов. При сверлении на проход в момент выхода сверла из заготовки необходимо резко снизить подачу во избежание поломки сверла. Для сохранности инструмента при сверлении следует работать с максимально допустимыми скоростями резания и с минимально допустимыми подачами. Если ось сверла совпадает с осью шпинделя токарного станка, сверло правильно заточено и жестко закреплено, то обработанное отверстие имеет минимальные погрешности. У правильно заточенного сверла работают обе режущие кромки и стружка сходит по двум спиральным канавкам. Размеры отверстия при сверлении получаются больше заданных в следующих случаях: режущие кромки сверла имеют разную длину, хотя и заточены под одинаковыми углами; режущие кромки имеют разную длину и заточены под разными углами; режущие кромки имеют равную длину, но заточены под разными углами. При неправильно и недостаточно заточенном сверле получается косое отверстие с большой шероховатостью поверхности. Кроме того, при работе недостаточно заточенным (тупым) сверлом у выходной части отверстия образуются заусенцы. Неодинаковая длина режущих кромок и несимметричная их заточка, эксцентричное расположение перемычки и различная ширина ленточек вызывают защемление сверла в отверстии, что увеличивает силы трения (по мере углубления сверла в заготовку) и, как следствие, приводит к поломке инструмента. Обрабатываемое отверстие называется глубоким, если его глубина в 5 раз больше его диаметра. При сверлении глубокого отверстия применяют длинное спиральное сверло с обычными геометрическими параметрами, которое периодически выводят из обрабатываемого отверстия для охлаждения и удаления накопившейся в канавках стружки. Для повышения производительности обработки применяют сверла с принудительным отводом стружки, осуществляемым с помощью жидкости (или воздуха), подводимой в зону резания под давлением.
С увеличением глубины сверления ухудшаются условия работы сверла, ухудшается отвод теплоты, повышается трение стружки о стенки канавок инструмента, затрудняется подвод СОЖ к режущим кромкам. Поэтому если глубина сверления больше трех диаметров обрабатываемого отверстия, то скорость резания следует уменьшить. Для сверления отверстий применяют спиральные сверла, которые изготовляют из инструментальных сталей (углеродистой У12А и легированной 9ХС), из быстрорежущих сталей (Р6М5 и др.), а также из твердых сплавов (ВК6М, ВК8М и ВК10М). Для сверл из быстрорежущих сталей скорость резания v=25-35 м/мин, для сверл из инструментальных сталей v=12-18 м/мин, для твердосплавных сверл v=50-70 м/мин. Причем большие значения скорости резания принимаются при увеличении диаметра сверла и уменьшении подачи. При ручной подаче сверла трудно обеспечить ее постоянное (стабильное значение). Для стабилизации подачи используют различные устройства. Для механической подачи сверла его закрепляют в резцедержателе. Сверло 1 с цилиндрическим хвостовиком, рисунок слева - а) с помощью прокладок 2 и 3 устанавливают в резцедержателе так, чтобы ось сверла совпадала с линией центров. Сверло 1 с коническим хвостовиком, рисунок слева - б) устанавливают в державке 2, которую крепят в резцедержателе.
После выверки совпадения оси сверла с линией центров суппорт со сверлом вручную подводят к торцу заготовки и обрабатывают пробное отверстие минимальной глубины, а затем включают механическую подачу суппорта. При сверлении на проход перед выходом сверла из заготовки механическую подачу значительно уменьшают или отключают и заканчивают обработку вручную. При сверлении отверстий диаметром 5-30 мм подача S=0,l-0,3 мм/об для стальных деталей и S=0,2-0,6 мм/об для чугунных деталей. Резание при сверлении имеет ряд особенностей в сравнении с резанием при точении, поскольку спиральное сверло - многолезвийный инструмент, который производит резание пятью режущими кромками (двумя главными, двумя вспомогательными и поперечной). Силы, действующие на сверло в процессе резания, показаны на рисунке справа. На каждую точку A режущей кромки сверла действует сила Р, которая может быть разложена на составляющие силы Рг, Ру и Рг, Действующие по осям X, Y и Z. Силы Ру на режущих кромках направлены навстречу друг другу и при симметричной заточке равны по величине, т. е. их действие на сверло равно нулю. Осевая сила, действующая вдоль сверла, Ро=2Рx+Рп.к+2Рл где Рп.к - сила, действующая на поперечную кромку сверла; Рл - сила трения ленточки сверла о стенки отверстия. Основную работу при сверлении выполняют две режущие кромки, а поперечная кромка (угол резания которой более 90 градусов) под действием осевой силы Ро сминает металл с силой Pп.к»0,5Ро Суммарный момент сил резания Мс=Mz+Mп.к+Мл, где Mz=(0,8-0,9) Mc-момент, создаваемый силой Рz, Мп.к - момент, создаваемый силой Рп.к; Мл - момент, создаваемый силой Рл. При сверлении отверстий по мере износа сверла по задней поверхности осевая сила и крутящий момент увеличиваются; например, при износе задней поверхности сверла на 1 мм указанные параметры возрастают почти на 60-80%. Для повышения эффективности работы спиральными сверлами используют такие способы, как подточка поперечной кромки, изменение угла при вершине, подточка ленточки, двойная заточка, предварительное рассверливание отверстий и др. Стандартные сверла имеют угол при вершине 118 градусов, однако для обработки более твердых материалов (и более глубоких отверстий) рекомендуется применять сверла с углом при вершине 135 градусов. Формы заточки режущей части сверла показаны на рисунке ниже.
а) - нормальная, б) - нормальная с подточкой перемычки, в) - нормальная с подточкой перемычки и ленточки, г) - двойная с подточкой перемычки, д) - двойная с подточкой перемычки и ленточки
Рассверливание позволяет получить более точные отверстия и уменьшить увод сверла от оси детали. При сверлении отверстий большого диаметра (свыше 25-30 мм) усилие подачи может оказаться чрезмерно большим. Поэтому в таких случаях сверление производят в несколько приемов, т. е. отверстие рассверливают. Режимы резания при рассверливании отверстий те же, что и при сверлении. На рисунке слева элементы резания при сверлении -а) и рассверливании - б) отверстия: n - вращение сверла, Sz - подача приходящаяся на одну режущую кромку, a и b - толщина и ширина срезаемого слоя, t - припуск на сторону, D - диаметр основного отверстия, Do - диаметр предварительно просверленного отверстия
turner.narod.ru
Сверление - это... Что такое Сверление?
Сверление — вид механической обработки материалов резанием, при котором с помощью специального вращающегося режущего инструмента (сверла) получают отверстия различного диаметра и глубины, или многогранные отверстия различного сечения и глубины.
Назначение сверления
Сверление - необходимая операция для получения отверстий в различных материалах при их обработке, целью которой является:
- Изготовление отверстий под нарезание резьбы, зенкерование, развёртывание или растачивание.
- Изготовление отверстий (технологических) для размещения в них электрических кабелей, анкерных болтов, крепёжных элементов и др.
- Отделение (отрезка) заготовок из листов материала.
- Ослабление разрушаемых конструкций.
- Закладка заряда взрывчатого вещества при добыче природного камня.
Станки и инструменты для выполнения сверления
Свёрла Корпус сверла со сменными твердосплавными пластинамиСверление цилиндрических отверстий, а также сверление многогранных (треугольных, квадратных, пяти- и шестигранных, овальных) отверстий выполняют с помощью специальных режущих инструментов — свёрл. Свёрла в зависимости от свойств обрабатываемого материала изготавливаются нужных типоразмеров из следующих материалов:
- Углеродистые стали (У8,У9,У10,У12 и др): Сверление и рассверливание дерева, пластмасс, мягких металлов.
- Низколегированные стали (Х,В1,9ХС,9ХВГ и др): Сверление и рассверливание дерева, пластмасс, мягких металлов. Повышенная по сравнению с углеродистыми теплостойкость (до 250 °C) и скорость резания.
- Быстрорежущие стали (Р9,Р18,Р6М5,Р9К5 и др): Сверление всех конструкционных материалов в незакалённом состоянии. Теплостойкость до 650 °C.
- Свёрла, оснащенные твёрдым сплавом, (ВК3,ВК8,Т5К10,Т15К6 и др): Сверление на повышенных скоростях незакалённых сталей и цветных металлов. Теплостойкость до 950 °C. Могут быть цельными, с напайными пластинами, либо со сменными пластинами (крепятся винтами)
- Свёрла, оснащённые боразоном: Сверление закалённых сталей и белого чугуна, стекла, керамики, цветных металлов.
- Свёрла, оснащённые алмазом: Сверление твёрдых материалов, стекла, керамики, камней.
Операции сверления производятся на следующих станках:
- Вертикально-сверлильные станки: Сверление — основная операция.
- Горизонтально-сверлильные станки: Сверление — основная операция.
- Вертикально-расточные станки: Сверление — вспомогательная операция.
- Горизонтально-расточные станки: Сверление — вспомогательная операция.
- Вертикально-фрезерные станки: Сверление — вспомогательная операция.
- Горизонтально-фрезерные станки: Сверление — вспомогательная операция.
- Универсально-фрезерные станки: Сверление — вспомогательная операция.
- Токарные станки: Сверло неподвижно, а обрабатываемая заготовка вращается.
- Токарно-затыловочные станки: Сверление — вспомогательная операция. Сверло неподвижно.
- Токарно-револьверные станки: Сверление — вспомогательная операция. Сверло может быть неподвижно (статический блок) или вращаться (приводной блок)
И на ручном оборудовании:
- Механические дрели: Сверление с использованием мускульной силы человека.
- Электрические дрели: Сверление на монтаже переносным электроинструментом (в том числе ударно-поворотное сверление).
- перфораторы
Для облегчения процессов резания материалов применяют следующие меры:
- Охлаждение: Смазочно-охлаждающие жидкости и газы(вода, эмульсии, олеиновая кислота, углекислый газ, графит и др.)
- Ультразвук: Ультразвуковые вибрации сверла увеличивают производительность и дробление стружки.
- Подогрев: Подогревом ослабляют твёрдость труднообрабатываемых материалов.
- Удар: При ударно-поворотном сверлении (бурении) камня, бетона.
Виды сверления
- Сверление цилиндрических отверстий.
- Сверление многогранных и овальных отверстий.
- Рассверливание цилиндрических отверстий (увеличение диаметра).
- Центровка: высверливание небольшого количества материала для позиционирования другого сверла (например, при глубоком сверлении) или для фиксирования детали задним центром.
- Глубокое сверление: Сверление на глубину 5 и более диаметров отверстия. Часто требует специальных технических решений.
Охлаждение при сверлении
Большой проблемой при сверлении является сильный разогрев сверла и обрабатываемого материала из-за трения. В месте сверления температура может достигать нескольких сотен градусов Цельсия.
При сильном разогреве материал может начать гореть или плавиться. Многие стали при сильном разогреве теряют твердость, в результате режущие кромки стальных свёрл быстрее изнашиваются, из-за чего трение только усиливается, что в итоге приводит к быстрому выходу свёрл из строя и резкому снижению эффективности сверления. Аналогично, при использовании твердосплавного сверла или сверла со сменными пластинами, твердый сплав при перегреве теряет твердость, и начинается пластическая деформация режущей кромки, что является нежелательным типом износа.
Для борьбы с разогревом применяют охлаждение с помощью охлаждающих эмульсий или смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ). При сверлении на станке часто возможно организовать подачу жидкости непосредственно к месту сверления. Подача охлаждающей жидкости также может осуществляться через каналы в самом сверле, если это позволяет станок. Такие каналы делаются во многих цельных сверлах и во всех корпусных. Внутренняя подача СОЖ необходима при сверлении глубоких отверстий (глубиной 10 и более диаметров). При этом важно не столько охлаждение, сколько удаление стружки. Давление СОЖ вымывает стружку из зоны резания, что позволяет избежать её пакетирования или повторного резания. Если в таком случае невозможно организовать подачу СОЖ, то приходится осуществлять сверление с периодическими выводами сверла для удаления стружки. Такой метод крайне низкопроизводителен.
При сверлении ручным инструментом сверление время от времени прерывают и окунают сверло в емкость с жидкостью.
См. также
Ссылки
Сверление и перфорация в полиграфии
dic.academic.ru
Сверление отверстий в дереве
В домашних условиях вполне можно обойтись довольно скромным набором свёрл. Для обработки древесины мягких пород вполне достаточно сверла из обычной инструментальной стали. Для фанеры, ДСП и других древесных материалах с повышенной долей клея и (или) связующего лучше воспользоваться свёрлами из хромо-ванадиевой стали, отличающимися более высокой стойкостью и обеспечивающими лучшее качество сверления. Рангом выше стоят свёрла из быстрорежущей стали. При частом сверлении отверстий в облицованных ДСП, слоистых плитах или плитах MDF не обойтись и без твёрдосплавных свёрл.
Примерный набор сверл для домашней мастерской
1 Сверло с центровочным остриём2 Сверло с твёрдосплавным центровочным остриём3 Обычное сверло из быстрорежущей стали4 Плоское сверло (пёрка)5 Регулируемое сверло6 Трёхступенчатое сверло7 СверлоФорстнера8 Пазовое сверло9 Твердосплавное сверло для выборки гнёзд под мебельные петли10 Кольцевая пила11 Шнековое сверло12 Сверло для сверления отверстий в балках
Чтобы цилиндрическая заготовка не прокручивалась при сверлении отверстий, её кладут на приспособление, состоящее из двух скреплённых заготовок аналогичного сечения.
Ряд отверстий под полкодержатели легче просверлить по самодельному кондуктору.
Так сверлят серию отверстий на одинаковом расстоянии от боковой и торцовой кромок: заготовку, вставленную в технологическую раму, просто перемещают в нужном направлении.
Сверление отверстий под мебельные стяжки трёхступенчатым сверлом — соединяемые детали скрепляют угловой струбциной.
Отверстия под шурупы с потайной головкой зенкуют.
Глухие отверстия (например, под шканты) сверлят с использованием ограничителя глубины сверления.
Совет: Сверление отверстий для угловых соединений
Угловые соединения можно выполнить на мебельных стяжках или шкантах. И в том и другом случае необходимо просверлить отверстия строго под прямым углом к поверхности заготовки.
Использование направляющих и упоров
При сверлении отверстий большого диаметра, а также при жёстких требованиях к их перпендикулярности к поверхности заготовки электродрель следует закрепить на сверлильной стойке. Последнюю можно дополнить самодельными направляющими и упорами (зафиксировав их, например, струбцинами), позволяющими просверлить несколько отверстий, соблюдая требуемое расстояние между ними. При обработке крупноформатных заготовок стойку можно закрепить на верстаке.
С помощью пазового сверла, имеющего режущие кромки не только на острие, но и по бокам, можно выбирать пазы, шлицы и делать вырезы.
При выборке гнёзд под мебельные петли важно выдержать требуемые расстояние от кромки заготовки и глубину выборки.
Это достигается за счёт упора и ограничителя глубины выборки (на сверлильной стойке).
При сверлении отверстий в крупноформатных заготовках расстояния между сверлом и колонкой сверлильной стойки может быть недостаточно. В этом случае сверлить отверстия следует сквозь проём в основании стойки или развернуть стойку относительно основания.
При сверлении отверстий спиральным сверлом не требуется сильно налегать на электродрель — сверло само по себе, словно бурав, врезается в дерево. В этом случае электродрель должна работать на низких оборотах.
Чтобы края отверстий не получились рваными, обрабатываемую заготовку следует зажать между двумя отрезками доски (из отходов).
Сверлильное приспособление
Современные приспособления для сверления выпускают в различных исполнениях. Почти все они имеют подпружиненную каретку с упорами, что позволяет использовать их как ограничители при сверлении отверстий. На опоре такого приспособления может иметься призма, исключающая смещение цилиндрической заготовки при её обработке.
Классический бурав
Бурав применяют для сверления в дереве отверстий под шурупы или крючки, а также мелких отверстий. Бурав больше пригоден для работы с мягкими породами дерева.
Ножки-направляющие у приспособления можно установить под любым углом к опоре, что позволяет сверлить отверстия наклонно к поверхности заготовки.
Подпружиненные ножки-направляющие можно выдвинуть ниже опорной поверхности приспособления и воспользоваться ими как упорами с обеих сторон заготовки, что позволяет просверлить отверстие строго посередине её кромки.
Инструменты для зенкования отверстий
1 Ручная зенковка2 Зенковка с удлинённым хвостовиком3 Зенковка с укороченным хвостовиком4 Ступенчатая зенковка5 Зенковка-насадка
Ограничители глубины сверления
6 Клейкая лента7 Резиновое кольцо8 Металлический кольцевой ограничитель9 Пластиковый ограничитель
mainstro.ru
