Геометрические параметры режущей части сверла

Геометрия сверла характеризуется следующими основными уг­лами: передним углом γ, задним углом α, углом наклона винтовой канавки ω, углом наклона поперечной кромки Ψ и углом при вершине сверла 2φ, которые представлены на рис. 3.

Задний угол α образован касательной к задней поверхности в рассматриваемой точке и касательной в той же точке к окружности вращения этой точки вокруг оси сверла. Этот угол измеряется в плоскости I - I, направленной по касательной к цилиндрической поверх­ности, на которой лежит рассматриваемая точка режущей кромки.

Рис. 2.Основные элементы режущей части сверла.

1 - главные режущие кромки; 2 - передняя поверхност; 3 – главная задняя поверхность; 4 - поперечная режущая кромка; 5 –вспомогательная режущая кромка; 6 - вспомогательная задняя поверхность; 7 - канавка зуб сверла; 8 -зуб; 9 -спинка зуба.

 

Величина заднего угла изменяется вдоль режущих кромок, причем на периферии сверла задний угол минимальный, а в центре - максималь­ный.

Рис. 3. Геометрические параметры режущей части сверла

Передний угол γ рассматривается в плоскости II - П.

Передним углом называется угол между касательной к передней поверхности в рассматриваемой точке вращения и режущей кромки вокруг оси сверла (поверхности резания). Так как передняя поверх­ность сверла является винтовой, то величина передних углов для раз­личных точек режущего лезвия сверла непостоянна. Наибольшее зна­чение имеет передний угол для периферийной точки режущей кром­ки, наименьшее - в точках, лежащих ближе к центру сверла.

В таблице 7 приведены углы свёрл при вершине в зависимости от твердости обрабатываемого материала.

 

Таблица 7 - Углы при вершине свёрл

Наименование материала	Угол сверла при вершине в градусах
Сталь и чугун средней твердости	116...118
Стальные поковки и закалённая сталь
Латунь Е бронза	130... 140
Медь красная
Алюминий, баббит	130... 140
Силумин	90...100
Магниевые сплавы	ПО... 120
Эбонит, целлулоид	85...90
Мрамор и другие хрупкие - материалы
Пластмассы	50...60

Угол наклона поперечной кромки равен 55⁰

ТИПЫ СВЕРЛ

По конструкции и назначению сверла делят на перовые, пушеч­ные, ружейные, спиральные, центровочные.

Различные типы сверл показаны на рис. 4.

Ружейные и пушечные сверла применяют для сверления глубо­ких отверстий (L ₁> 5D),центровочные сверла применяют для цен­трования отверстий в торцах заготовок. Сверла для кольцевого сверления используют при обработке отверстийбольших диаметров (свыше 75-80 мм).

Отличительной особенностью сверления является постоянная глубина резания t для заданного сверла, а именно:

t=

где D – диаметр сверла в мм.

Рис. 4.Типы специальных сверл:

а- центровочное; б- шнековое; в- ружейное; г- кольцевого сверления.

При рассверливании:

t=

где D _b - диаметр рассверливаемого отверстия в мм.

Каждая главная режущая кромка испытывает действие равнодей­ствующей силы Р, приведенной к точке А (рис. 5).

Для упрощения исследований и расчетов при сверлении раскла­дываем силу Р на три составляющие: P_Z, P_y, P_x.

Равнодействующая сила (осевая) Р₀ равна сумме сил, действую­щих вдоль сверла

P₀=2P_x+P_n

где Р _n - сила, действующая на поперечную кромку (составляет около 50 % общего усилия подачи); Р₀ - осевая сила или сила подачи. При условии симметричности заточки режущих кромок радиаль­ные силы Р_у взаимно уравновешиваются.

Пара тангенциальных сил резания Р _zи силы трения по ленточкам сверла, трения на поперечной кромке и силы трения стружки о сверло и обрабатываемую поверхность провоцируют возникновение сум­марного крутящего момента.

Риc. 5. Схема действия сил на сверло

Экспериментальные исследования показывают, что 80 % общего момента сопротивления резанию приходится на долю режущих кро­мок, 8 % - на поперечную кромку, 12 % - на трение стружки о сверло и стенки отверстия и сверло своими ленточками об обработанную по­верхность.

Осевая сила Р₀ и крутящий момент М_крпри сверлении рассчиты­ваются по следующим эмпирическим формулам:

P₀=С_рD_н^xрS^ур,

М_кр=_{СмDхмнSум},

где С_р, С_м - коэффициенты, учитывающие свойства обрабатываемого материала и условия резания;

Х_р, У_р, Х_м, У_м - показатели, учитывающие степень влияния диа­метра сверла D_н и подачи S на силу Р₀ и момент M_кр соответствен­но.

Для учета конкретных особенностей процесса в данные формулы могутбыть введены дополнительные поправочные коэффициенты.

Экспериментальные исследования силовых зависимостей процес­са сверления в данной работе проводятся для стали 40.

Эффективная мощность резания при сверлении определяется по формуле:

N_св=

где М_кр - крутящий момент в н.м.;

n - частота вращения инструмента в об/мин.