Сверление, зенкование, зенкерование и развертывание при слесарных работах в автомобилестроении. Сверление, зенкование, развертывание Сверление зенкование зенкерование и развертывание слесарное дело

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ

Обработка металлов резанием (ОМР) – это процесс срезания режущим инструментом с поверхности заготовки слоя металла в виде стружки для получения необходимой геометрической формы, точности размеров, взаиморасположения и шероховатости поверхностей детали.

Заготовками для деталей служат отливки, поковки и штамповки, сортовой прокат. Используются как черные так и цветные металлы.

Слой металла, удаляемый с заготовки при резании, называется припуском .

Основным режущим элементом любого инструмента является режущий клин (Его твердость и прочность должны существенно превосходить твердость и прочность обрабатываемого материала, обеспечивая его режущие свойства). К инструменту прикладывается усилие резания, равное силе сопротивления материала резанию, и сообщается перемещение относительно заготовки со скоростью ν. Под действием приложенного усилия режущий клин врезается в заготовку и, разрушая обрабатываемый материал, срезает с поверхности заготовки стружку. Стружка образуется в результате интенсивной упругопластической деформации сжатия материала, приводящей к его разрушению у режущей кромки, и сдвигу в зоне действия максимальных касательных напряжений под углом φ. Величина φ зависит от параметров резания и свойств обрабатываемого материала. Она составляет ~30° к направлению движения резца. Внешний вид стружки характеризует процессы деформирования и разрушения материала, происходящие при резании. Различают четыре возможных типа образующихся стружек: сливная, суставчатая, элементная и стружка надлома (рисунок 1, б).

В зависимости от применяемого инструмента различают следующие виды обработки металлов резанием точение, строгание, сверление, развертывание, протягивание, фрезерованиеи зубофрезерование,шлифование, хонингование и др. (рисунок 2).

Рисунок 1 - Условная схема процесса резания:

а – 1 – обрабатываемый материал; 2 – стружка; 3 – подача смазочно-охлаждающих средств; 4 – режущий клин; 5 – режущая кромка; φ – угол сдвига, характеризующий положение условной плоскости сдвига (П) относительно плоскости резания; γ – главный передний угол режущего клина; Рz – сила резания; Рy – сила нормального давления инструмента на материал; h – глубина резания; Н – толщина зоны пластического деформирования (наклепа) металла;

б – типы стружки.

Закономерности ОМР рассматриваются как результат взаимодействия системы станок - приспособление - инструмент - деталь (СПИД)

Станки для обработки резанием

Существует большое разнообразие типов и моделей металлорежущих станков . Они различаются по виду технологических процессов, осуществляемых на данном станке, типу применяемых инструментов, степени чистоты обрабатываемой поверхности, конструктивным особенностям, степени автоматизации, числу важнейших рабочих органов станка.

Рисунок 2 - Схемы способов обработки резанием:

а –точение; б –сверление; в – фрезерование; г –строгание; д – протягивание; е –шлифование; ж –хонингование; з –суперфиниширование; Dr – главное движение резания; Ds – движение подачи; Ro – обрабатываемая поверхность; R – поверхность резания; Rоп – обработанная поверхность; 1 – токарный резец; 2 – сверло; 3 – фреза; 4 – строгальный резец; 5 – протяжка; 6 –абразивныйкруг; 7 – хон; 8 – бруски; 9 – головка.

По виду обработки и виду режущего инструмента станки напиваются токарными, сверлильными, фрезерными, шлифовальными и т. д.

Классификация металлорежущих станков производится по системе, предложенной экспериментальным научно-исследовательским институтом металлорежущих станков (ЭНИМС). Согласно этой системе все станки делятся на девять групп. Каждому станку присваивается трех- или четырехзначный номер. Первая цифра номера означает группу станка: 1 - токарные, 2 - сверлильные и другие. Вторая цифра означает разновидность (тип) станков, например токарно- винторезные станки имеют вторую цифру 6, токарные полуавтоматы и автоматы одношпиндельные - вторую цифру 1 и т. д. Третья и четвертая цифры номера станка обозначают условно размеры обрабатываемой заготовки или размеры режущего инструмента. Для отличия новой модели станка от старой, выпускавшейся ранее, к номеру добавляют букву. Буква после первой цифры указывает на модернизацию станка (например, токарно-винторезный станок модель 1А62, 1К62), буква после всех цифр обозначает видоизменение (модификацию) основной модели станка (1Д62М - токарно-винторезный, 3153М - круглошлифовальный, 372Б - плоскошлифовальный модифицированный)

Рассмотрим устройство и назначение токарных, фрезерных и сверлильных станков

Токарные станки предназначены главным образом для обработки наружных и внутренних цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезания резьбы и обработки торцовых поверхностей деталей с помощью разнообразных резцов, сверл, зенкеров, разверток, метчиков и плашек.

Рисунок 3 - Токарно-винторезный станок 1К62

На рисунке 3 показан токарно-винторезный станок 1К62. Станина 1, уста­новленная на передней 2 и задней 3 тумбах, несет на себе все основные узлы станка. Слева на станине размещена передняя бабка 4. В ней имеется ко­робка скоростей со шпинделем, на переднем конце которого закреплен па­трон 5. Справа установлена задняя бабка 6. Ее можно перемещать вдоль направляющих станины и закреплять в зависимости от длины детали на требуемом расстоянии от передней бабки. Режущий инструмент (резцы) закрепляют в разцедержателе суппорта 7.

Продольная и поперечная подачи суппорта осуществляются с помощью механизмов, расположенных в фартуке 10 и получающих вращение от ходового вала 9 или ходового винта 10. Первый используют при точении, второй - при нарезании резьбы. Величину подачи суппорта устанавливают настройкой коробки подач 11. В нижней части станины имеется корыто 12, куда собирается стружка и стекает охлаждающая жидкость.

Фрезерные станки предназначены для фрезерования поверхностей планок, рычагов, крышек, корпусов и кронштейнов простой конфигурации; контуров сложной конфигурации; поверхностей корпусных деталей. Фрезерные станки бывают горизонтально-фрезерными, горизонтально-фрезерными, универсальными и специальными. Схема универсального фрезерного станка приведена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Широкоуниверсальный фрезерный станок: 1 - накладной стол; 2, 3 - вертикальная и горизонтальная фрезерные бабки; 4 - суппорт; 5 - стойка; 6 - основание

Сверлильные станки предназначены для выполнения следующих работ: сверление, рассверливание, зенкерование и развёртывание отверстий, а также нарезание внутренних резьб машинными метчиками. Инструмент вставляется в шпиндель станка, а обрабатываемая деталь крепится на столе.

Схема станка представлена на рисунке 5.

Режимы резания. Режущие инструменты

Любой вид ОМР характеризуется режимом резания, представляющим собой совокупность следующих основных элементов: скорость резания V , подача S и глубина резания t

Скорость резания V – это расстояние, пройденное точкой режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении главного движения в единицу времени. Скорость резания имеет размерность м/мин или м/сек.

При точении скорость резания равна (в м/мин):

где D заг – наибольший диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм; n – частота вращения заготовки в минуту.

Рисунок 4 - Сверлильный станок

1 – станина; 2 – электродвигатель; 3 – коробка скоростей; 4 – рукоятки управления механизма скоростей; 5 – рукоятки управления механизма коробки подач; 6 – коробка подач; 7 – рукоятка включения механической подачи; 8 – рукоятка пуска, останова и реверса шпинделя; 9 – шпиндель; 10 – стол; 11 – рукоятка подъёма стола

Подачей S называют путь точки режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении движения подачи за один оборот или один ход заготовки или инструмента.

Подача в зависимости от технологического метода обработки имеет размерность:

мм/об – для точения и сверления;

мм/об, мм/мин, мм/зуб – для фрезерования;

мм/дв.ход – для шлифования и строгания.

По направлению движения различают подачи: продольную S пр, поперечную S п, вертикальную S в, наклонную S н, круговую S кр, тангенциальную S т и др.

Глубина резания t - толщина (в мм ) снимаемого слоя металла за один проход (расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по нормали).

Элементы режима резания на примере токарной обработки

показаны на рисунке 6.

Рисунок 6 - Элементы режима резания и геометрия срезаемого слоя: Dзаг - диаметр обрабатываемой заготовки; d - диаметр детали после обработки; а и б - толщина и ширина срезаемого слоя.

В зависимости от условий резания стружка, снимаемая режущим инструментом в процессе О. м. р., может быть элементной, скалывания, сливной и надлома. Характер стружкообразования и деформации металла рассматривается обычно для конкретных случаев, в зависимости от условий резания; от химического состава и физико-механических свойств обрабатываемого металла, режима резания, геометрии режущей части инструмента, ориентации его режущих кромок относительно вектора скорости резания, смазывающе-охлаждающей жидкости и др. Отличительной особенно­стью лезвийной обработки явля­ется наличие у обрабатываемого инструмента острой режущей кромки определенной геометрической формы, а для абразивной обработки – наличие различным образом ориентированных режущих зерен абразивного инструмента, каждое из которых представляет собой микроклин.

Одним из основных классификационных критериев является особенность конструкции режущего инструмента. По нему выделяют такие виды, как:

Резцы: инструмент однолезвийного типа, позволяющий выполнять металлообработку с возможностью разнонаправленного движения подачи;

Фрезы: инструмент, при использовании которого обработка выполняется вращательным движением с траекторией, имеющей неизменный радиус, и движением подачи, которое по направлению не совпадает с осью вращения;

Сверла: режущий инструмент осевого типа, который используется для создания отверстий в материале или увеличении диаметра уже имеющихся отверстий. Обработка сверлами осуществляется вращательным движением, дополненным движением подачи, направление которого совпадает с осью вращения;

Зенкеры: инструмент осевого типа, с помощью которого корректируются размеры и форма имеющихся отверстий, а также увеличивается их диаметр;

Развертки: осевой инструмент, который применяется для чистовой обработки стенок отверстий (уменьшения их шероховатости);

Цековки: металлорежущий инструмент, также относящийся к категории осевых и используемый для обработки торцовых или цилиндрических участков отверстий;

Плашки: используются для нарезания наружной резьбы на заготовках;

Метчики: также применяются для нарезания резьбы – но, в отличие от плашек, не на цилиндрических заготовках, а внутри отверстий;

Ножовочные полотна: инструмент многолезвийного типа, имеющий форму металлической полосы с множеством зубьев, высота которых одинакова. Долбяки: применяются для зуботочения или зубодолбления шлицев валов, зубчатых колес, других деталей;

Шекеры: инструмент, название которого происходит от английского слова «shaver» (в переводе – «бритва»). Он предназначен для чистовой обработки зубчатых колес, которая выполняется методом «скобления»;

Абразивный инструмент: бруски, круги, кристаллы, крупные зерна или порошок абразивного материала. Инструмент, входящий в данную группу, применяется для чистовой обработки различных деталей.

Материалы для изготовления режущих инструментов

К материалам, применяемым при изготовлений, инструментов для обработки металлов резанием, предъявляются высокие требования в отношении прочности, твердости, теплостойкости (красностойкости), износостойкости.

В качестве режущих материалов используются углеродистые и легированные инструментальные стали, быстрорежущие стали, металлокерамические твердые сплавы и минералокерамические материалы. Особую группу составляют технические алмазы и искусственные сверхтвердые материалы типа эльбор.

Рисунок 7 - Металлорежущий инструмент: 1 - Резцы; 2 - Сверла; 3 - Зенкеры; 4 - Цековки; 5 - Развертки; 6 - Плашки; 7 - Борфрезы; 8 - Фрезы; 9 - Метчики; 10 - Твердосплавные пластины; 11 - Долбяки; 12 - Гребенки; 13 - Пилы сегментные

Важнейшее свойство инструментального материала – теплостойкость (красностойкость) - способность сохранить режущие свойства (твердость, износоустойчивость) при повышенных температурах. Теплостойкость, по существу, это максимальная температура до которой резец сохраняет режущие свойства. Чем больше теплостойкость режущей части инструмента, тем большую скорость резания он допускает при неизменной стойкости. Стойкость – время (в минутах) непрерывной работы инструмента между двумя его перезаточками.

Элементы и геометрические параметры токарного резца. Любой режущий инструмент состоит из двух частей: I- режущей части; II- крепежной части (рисунок 8).

Рисунок 8 - Элементы токарного резца

1-передняя поверхность, по которой сходит стружка; 2-главная задняя поверхность, примыкающая к главному лезвию; 3-главное режущее лезвие; 4-вершина резца; 5-вспомогательная задняя поверхность, примыкающая к вспомогательному лезвию; 6-вспомогательное режущее лезвие.

Рисунок 9 - Геометрические параметры режущей части прямого токарного резца

Углы токарного резца (рисунок 9) γ - передний угол - угол между передней гранью и основной плоскостью;

α- главный задний угол - угол между главной задней гранью и плоскостью резания;

λ- угол наклона главной режущей кромки - угол между главной режущей кромкой и основной плоскостью;

φ- главный угол в плане - угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением движения подачи;

φ1- вспомогательный угол в плане - угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением, противоположным движению подачи.

Различают также углы, производные от перечисленных:

угол резания δ=90°-γ;

угол заострения β=90°-(γ+α);

угол при вершине резца ε=180°-(φ+φ1) и др.

Задний угол α делается для уменьшения трения между задней поверхностью резца и поверхностью резания. Задний угол α в практике назначают в пределах 6 - 12º.

Передний угол γ - угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной к плоскости резания . Чем больше передний угол, тем легче будет врезание резца в металл, меньше деформация срезаемого слоя, меньше силы резания и расход мощности. Но увеличение переднего угла приводит к ослаблению режущего лезвия и понижению его прочности, Передний угол назначают в практике от минус 5 и до 15º.

Главный угол в плане оказывает значительное влияние на чистоту обработанной поверхности и продолжительность работы резца до затупления. С уменьшением угла φ возрастает деформация заготовки и отжим резца от заготовки, появляются вибрации, ухудшается качество обработанной поверхности. Угол φ обычно назначают в пределах от 30 до 90º.

Значительное влияние на ОМР оказывают активные смазочно-охлаждающие жидкости, при правильном подборе, а также при оптимальном способе подачи которых увеличивается стойкость режущего инструмента, повышается допускаемая скорость резания, улучшается качество поверхностного слоя и снижается шероховатость обработанных поверхностей, в особенности деталей из вязких жаропрочных и тугоплавких труднообрабатываемых сталей и сплавов. Вынужденные колебания (вибрации) системы СПИД, а также автоколебания элементов этой системы ухудшают результаты ОМР. Колебания обоих видов можно снизить, воздействуя на вызывающие их факторы - прерывистость процесса резания, дисбаланс вращающихся частей, дефекты в передачах станка, недостаточную жёсткость и деформации заготовки и др.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СЛЕСАРНЫХ РАБОТАХ

Слесарное дело – это ремесло, состоящее в умении обрабатывать металл в холодном состоянии при помощи ручных слесарных инструментов (молотка, зубила, напильника, ножовки и др.). Целью слесарного дела является ручное изготовление различных деталей, выполнение ремонтных и монтажных работ.

При выполнении слесарных работ операции подразделяются на следующие виды: подготовительные (связанные с подготовкой к работе), основные технологические (связанные с обработкой, сборкой или ремонтом), вспомогательные (демонтажные и монтажные).

К подготовительным операциям относятся: ознакомление с технической и технологической документацией, подбор соответствующего материала, подготовка рабочего места и инструментов, необходимых для выполнения операции.

Основными операциями являются: отрезка заготовки, резание, отпиливание, сверление, развертывание, нарезание резьбы, шабрение, шлифование, притирка и полирование.

К вспомогательным операциям относятся: разметка, кернение, измерение, закрепление обрабатываемой детали в приспособлении или слесарных тисках, правка, гибка материала, клепка, туширование, пайка, склеивание, лужение, сварка, пластическая и тепловая обработки.

2.1.Рабочее место слесаря

На рабочем месте слесарь выполняет операции, связанные с его профессией. Рабочее место оснащается оборудованием, необходимым для проведения слесарных работ.

Рабочее место слесаря в закрытом помещении, как правило, постоянное. Рабочее место вне помещения может перемещаться в зависимости от производственной обстановки и климатических условий.

На рабочем месте слесаря должен быть установлен верстак, оборудованный соответствующими приспособлениями, в первую очередь слесарными тисками. Большинство операций слесарь выполняет за слесарным верстаком оснащенным набором приспособлений и инструментов. Примерный вид рабочего места показан на рис.10.

2.2. Слесарный инструмент, приспособления

К слесарным инструментам относятся: зубило, крейцмейсель, канавочник, пробойник, слесарные молотки, выколотки, кернер, напильники, надфили, плоские гаечные ключи, ключ универсальный гаечный, торцевой, накладной, рычажный для труб, крюковый для труб, цепной трубный, разного рода щипцы, плоскогубцы, круглогубцы, дрели ручные и верстачные, сверла, развертки, метчики слесарные, плашки, слесарные ручные тиски, отвертки, струбцины, захваты, плита для гибки труб, труборез, ручные ножницы для жести, оправка с клинком для разрезания материала, воротки и оправки для плашек, шаберы и инструменты для наведения декоративного рисунка, плита для притирки и притиры, паяльники, паяльная лампа, пневматический молоток, съемник для подшипников, плита для разметки, разметочный инструмент и винтовые хомуты. На рисунке 11 представлены некоторые виды слесарного инструмента.

Рисунок 10 - Рабочее место слесаря

2.3. Универсальный измерительный инструмент

К универсальным измерительным инструментам для контроля размеров, используемым в слесарном деле, относятся складная мерная металлическая линейка или металлическая рулетка, штангенциркуль универсальный, микрометр, кронциркуль нормальный для наружных замеров, нутромер нормальный для измерения диаметра, простой штангенглубиномер, угломер универсальный, угольник на 90°, а также циркули (см. рисунок 12)

2.4. Разметка

Разметкой называется операция нанесения линий и точек на заготовку, предназначенную для обработки. Линии и точки обозначают границы обработки.

Существуют два вида разметки: плоская и пространственная. Разметка называется плоской, когда линии и точки наносятся на плоскость, пространственной – когда разметочные линии и точки наносятся на геометрическое тело любой конфигурации.

Рисунок 11 - Некоторые виды слесарного инструмента

К разметочному инструменту относятся: чертилка (с одним острием, с кольцом, двухсторонняя с изогнутым концом), маркер (несколько видов), разметочный циркуль, кернеры (обычные, автоматические для трафарета, для круга), кронциркуль с конусной оправкой, молоток, циркуль центровой, прямоугольник, маркер с призмой.

К приспособлениям для разметки относятся: разметочная плита, разметочный ящик, разметочные угольники и бруски, подставка, рейсмус с чертилкой, рейсмус с подвижной шкалой, прибор для центрирования, делительная головка и универсальный разметочный захват, поворотная магнитная плита, струбцины сдвоенные, регулируемые клинья, призмы, винтовые подпорки.

Измерительными инструментами для разметки являются: линейка с делениями, штангенрейсмус, рейсмус с подвижной шкалой, штангенциркуль, угольник, угломер, кронциркуль, уровень, контрольная линейка для поверхностей, щуп и эталонные плитки.

К простым специальным инструментам для контроля размеров, используемым в слесарном деле, относятся линейка угловая с двух сторонним скосом, линейка прямоугольная, шаблон резьбовой, щуп.

2.5. Рубка, разрезание, обрезание и профильное вырезание деталей из листового материала

Разрезаемый материал (жесть, полосовое железо, стальная лента, профиль, пруток) следует положить на стальную плиту или на наковальню так, чтоб он прилегал всей своей поверхностью к поверхности плиты или наковальни. Материал, от которого нужно отрубить заготовку, может быть закреплен в тисках. Если металл имеет длину больше плиты или наковальни, его свешивающийся конец должен опираться на соответствующие подпорки.

Лист или кусок жести с размеченным на нем контуром элемента кладут на стальную плиту для разрезания жести. Острие зубила ставят на расстояние 1–2 мм от размеченной линии. Ударяя молотком по зубилу, разрезают жесть. Передвигая зубило вдоль контура и одновременно ударяя по нему молотком, вырубают фасонный элемент по контуру и отделяют его от листа жести.

2.6. Ручная и механическая правка и гибка металла

Для правки фасонного, листового и полосового металла используют разного рода молотки, плиты, наковальни, валки (для правки жести), ручные винтовые прессы, гидравлические прессы, валковые приспособления и вороты.

Гибка металла в зависимости от его толщины, конфигурации или диаметра выполняется с помощью молотка с использованием слесарных щипцов или кузнечных клещей на плите для правки, в тисках или в формах или на наковальне. Можно также гнуть металл в различных гибочных приспособлениях, гибочных машинах, в штампах на гибочных прессах и на другом оборудовании.

Гибкой называют операцию придания металлу определенной конфигурации без изменения его сечения и обработки металла резанием. Гибку производят холодным или горячим способом вручную либо с использованием приспособлений и машин. Гибку можно осуществлять в тисках или на наковальне. Гибку металла и придание ему определенной формы может облегчить использование шаблонов, стержневых форм, гибочных штампов и приспособлений

2.7. Ручная и механическая разрезка и распиловка

Разрезкой называется операция разделения материала (предмета) на две отдельные части с помощью ручных ножниц, зубила или специальных механических ножниц.

Распиловкой называется операция разделения материала (предмета) с помощью ручной либо механической ножовки или круглой пилы.

Простейшим инструментом для разрезки металла являются обычные ручные ножницы

Ручная ножовка состоит из постоянной или регулируемой рамки, рукоятки и ножовочного полотна. Полотно крепится в рамке с помощью двух стальных штифтов, болта и гайки-барашка. Болт с гайкой служит для натяжения полотна в рамке

Ручное ножовочное полотно – это тонкая стальная закаленная полоса толщиной от 0,6 до 0,8 мм, шириной 12–15 мм и длиной 250–300 мм с нарезанными зубьями вдоль одной или обеих кромок. Ножовочное станочное полотно имеет толщину 1,2–2,5 мм, ширину 25–45 мм и длину 350–600 мм.

2.8. Ручное и механическое опиливание

Опиливание – это процесс снятия припуска напильниками, надфилями или рашпилями. Оно основано на ручном или механическом снятии с обрабатываемой поверхности тонкого слоя материала. Опиливание относится к основным и наиболее распространенным операциям. Оно дает возможность получить окончательные размеры и необходимую шероховатость поверхности изделия.

Опиливание может производиться напильниками, надфилями или рашпилями. Напильники подразделяются на следующие виды: слесарные общего назначения, слесарные для специальных работ, машинные, для затачивания инструмента и для контроля твердости.

2.9. Сверление и развертывание. Сверлильные станки

Сверлением называется выполнение в изделии или материале круглого отверстия с использованием специального режущего инструмента – сверла, которое в процессе сверления одновременно имеет вращательное и поступательное движение вдоль оси просверливаемого отверстия. Сверление применяется в первую очередь при выполнении отверстий в деталях, соединяемых при сборке.

При работе на сверлильном станке сверло выполняет вращательное и поступательное движение; при этом обрабатываемая деталь неподвижна. В зависимости от требуемой степени точности используют следующие виды обработки: сверление, рассверливание, зенкерование, развертывание, расточку, зенкование, зацентровывание.

Рисунок 13 - Сверла: а – спиральные; б – перовые

По конструктивному оформлению режущей части сверла делятся на перовые, с прямыми канавками, спиральные с винтовыми канавками, для глубокого сверления, центровочные и специальные.

Зенкерование – это увеличение диаметра ранее просверленного отверстия или создание дополнительных поверхностей. Для этой операции служат зенкеры, режущая часть которых имеет цилиндрическую, конусную, торцевую или фасонную поверхности.

Цель зенкерования – создать соответствующие посадочные места в отверстиях для головок заклепок, винтов или болтов или выравнивание торцевых поверхностей.

Развертка – это многолезвийный режущий инструмент, используемый для окончательной обработки отверстий с целью получения отверстия высокой степени точности и с поверхностью незначительной шероховатости.

Развертывание дает окончательный размер отверстия, требуемый по чертежу

2.10. Нарезание резьб и резьбонарезной инструмент

Нарезание резьбы – это образование винтовой поверхности на наружной или внутренней цилиндрической или конической поверхностях детали.

Нарезание винтовой поверхности на болтах, валиках и других наружных поверхностях деталей можно выполнять вручную или машинным способом. К ручным инструментам относятся: круглые разрезные и неразрезные плашки, а также четырех– и шестигранные пластинчатые плашки, клуппы для нарезания резьбы на трубах. Для крепления плашек используются плашкодержатели и клуппы. Круглая плашка используется также для машинного нарезания резьбы.

Нарезание наружной резьбы машинным способом может производиться на токарных станках резьбовыми резцами, гребенками, резьбонарезными головками с радиальными, тангенциальными и круглыми гребенками, вихревыми головками, а также на сверлильных станках резьбонарезными головками, на фрезерных станках резьбонарезными фрезами и на резьбошлифовальных станках однониточными и многониточными кругами.

Получение наружной резьбовой поверхности может быть обеспечено ее накатыванием плоскими плашками, круглыми роликами на резьбонакатных станках. Применение резьбонакатных головок с осевой подачей позволяет накатывать наружные резьбы на сверлильном и токарном оборудовании.

Нарезание резьбы в отверстиях выполняют метчиками вручную и машинным способом. Различают цилиндрические и конические метчики. Ручные метчики бывают одинарные, двухкомплектные и трех-комплектные. Обычно используют комплект, состоящий из трех метчиков: чернового, обозначенного одной черточкой или цифрой 1; среднего, обозначенного двумя черточками или цифрой 2; и чистового, обозначенного тремя черточками или цифрой 3

2.11. Клепальные работы и инструмент для клепки

Клепка – это операция получения неразъемного соединения материалов с использованием стержней, называемых заклепками. Заклепка, заканчивающаяся головкой, устанавливается в отверстие соединяемых материалов. Выступающая из отверстия часть заклепки расклепывается в холодном или горячем состоянии, образуя вторую головку.

Заклепочные соединения применяются:

В конструкциях, работающих под действием вибрационной и ударной нагрузки, при высоких требованиях к надежности соединения, когда сварка этих соединений технологически затруднена или невозможна;

Когда нагревание мест соединения при сварке недопустимо вследствие возможности коробления, термических изменений в металлах и появляющихся значительных внутренних напряжениях;

В случаях соединения различных металлов и материалов, для которых сварка неприменима.

ВЫПОЛНЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ РАБОТЫ

Работа с ножовкой по металлу. Отпилить часть прутка по заданному размеру.

Сверление и нарезание резьбы. Просверлить отверстие в заготовке на вертикально-сверлильном станке и нарезать резьбу вручную.

Разметить заготовку по шаблону и опилить напильником по контуру.

1. Общая характеристика обработки металлов резанием

Физико-механические основы обработки конструкционных материалов резанием. Классификация движений в металлорежущих станках. Режим резания. Геометрия режущего инструмента. Тепловыделение при резании, износ и стойкость инструмента.

2. Современные инструментальные материалы

Требования к инструментальным материалам. Современные инструментальные материалы: стали, твердые сплавы, сверхтвердые и керамические материалы, абразивные и алмазные материалы.

3. Обработка заготовок на металлорежущих станках

Общие сведения о металлорежущих станках, их классификация, отечественная система обозначения станков.

Обработка заготовок на токарных станках. Типы токарных станков, режущий инструмент и оснастка, схемы обработки.

Обработка заготовок на сверлильных и расточных станках, типы станков, инструмент и приспособления, схемы обработки.

Обработка заготовок на фрезерных станках, типы фрезерных станков, виды фрез и технологическая оснастка, схемы обработки заготовок.

Обработка заготовок на строгальных, долбежных и протяжных станках. Типы станков, режущий инструмент и схемы обработки заготовок.

Обработка заготовок на шлифовальных станках, основные схемы шлифования, абразивные инструменты.

Отделочная обработка резанием.

4. Характеристика электрофизических и электрохимических методов обработки материалов

Сущность и преимущества электрофизических и электрохимических методов обработки материалов.

Контрольные вопросы по ОМР

1. Приведите классификацию движений в металлорежущих станках.

2. Назовите параметры режима резания.

3. Опишите геометрию режущего инструмента на примере токарного проходного резца.

4. Дайте понятия износа и стойкости инструмента. От чего, главным образом, зависит стойкость?

5. Какие требования предъявляются к инструментальным материалам? Какие группы современных инструментальных материалов Вы знаете?

6. Приведите схемы основных видов обработки металлов резанием с указанием обработанной и обрабатываемой поверхности, главного движения резания и подач.

7. Назовите основные операции обработки заготовок на токарных станках.

8. Назовите основные операции обработки заготовок на сверлильных станках. Какой инструмент применяется для обработки отверстий?

9. Назовите основные операции обработки заготовок на фрезерных станках.

10. Дайте характеристику метода строгания.

11. Опишите обработку заготовок на шлифовальных станках, приведите основные схемы шлифования.

12. Что собой представляет абразивный инструмент?

13. В чем сущность электрофизических и электрохимических методов обработки материалов? Какие преимущества они дают по сравнению с обработкой резанием?

Контрольные вопросы по слесарному делу

1.Какие виды работ, применяются в различных видах производства?

2. Какое оборудование необходимо для слесарных мастерских?

3. Что называется плоскостной разметкой?

4. Назовите приспособление и инструменты, применяемые при разметке.

5. Какие материалы применяются при подготовке поверхностной разметке?

6. Что называется рубкой металла?

7. Назначение и применение слесарной рубки?

8.Какой инструмент и приспособления применяются при рубке?

9. Какие средства контроля применяются при рубке?

10. Назначение и применение правки и рихтовки.

11.Какой инструмент и приспособления применяются при правке и рихтовке?

12. Что такое гибка металла?

13.Какое оборудование, инструмент и приспособление применяются при гибке?

14. Какие способы и средства контроля применяются при гибке?

15. Назначение и применение резки.

16.Какое оборудование, приспособления и инструмент применяется при резке металла?

17. Что такое опиливание?

18. Что называется припуском на опиливание и его величина?

19.Назначение и классификация инструмента и приспособлений, применяемых при опиливании.

20. Опиловочные станки, их устройство.

21. Что называется сверлением?

22. Назначение и применение: сверления, рассверливания.

23. Из каких частей состоит сверло?

24. Что входит в режим резания при сверлении?

25.Какие контрольно-измерительные инструменты применяются при сверлильных операциях?

26. Назначение и применения операции нарезания резьбы.

27. Типы резьб, их обозначения.

28. Как выбирается диаметр внутренней и наружной резьбы?

29.Какие контрольно-измерительные инструменты применяются при нарезании резьбы?

30. Назначение, применение и виды клёпок.

К атегория:

Сверление металла

Сверление, зенкерование и развертывание

Сверление, зенкерование и развертывание производится на сверлильных станках различных типов, расточных агрегатных, а также станках токарной группы. Кроме того, эти операции могут производиться с помощью ручных и механических дрелей.

Сверление. Сверлением называют операцию механической обработки с целью получения отверстий в сплошном материале. Режущими инструментами для сверления служат сверла различной конструкции. Главное движение при сверлении вращательное, движение подачи - поступательное. На сверлильных станках общего назначения и расточных станках главное движение имеет сверло; на токарных станках и специальных сверлильных станках для глубокого сверления сверло имеет только поступательное движение, а заготовка - вращательное; это определяет более высокую точность обработки.

Рис. 1. Спиральное сверло

Поперечная кромка при работе сверла не режет, а давит металл заготовки. Установлено, что около 65% усилия подачи приходится на поперечную кромку.

Рис. 2. Двойная заточка спирального сверла

Для облегчения условий работы сверла производят подточку поперечной кромки. С этой же целью производят двойную заточку сверл, работающих по чугуну и стали, с углом 2 ф! = 75-80° . Ширина Ь задней поверхности второй заточки делается в пределах 0,18-0,22 диаметра сверла. В результате двойной заточки увеличивается ширина стружки за счет толщины, уменьшается главный угол в плане, поэтому повышается стойкость сверла.

Центровочные сверла применяются для сверления центровых отверстий при зацвнтровывании заготовок. Эти сверла делаются комбинированными и двусторонними для лучшего использования инструментальной стали.

Перовые сверла выполняются в виде лопаток. Они применяются редко, в основном при сверлении отверстий в твердых поковках и литье.

Сверла с пластинками из твердых сплавов изготовляются диаметром от 3 до 50 мм и применяются для сверления отбеленного чугуна, твердых сталей и т. п.

Глубокими отверстиями считаются отверстия, имеющие длину в пять раз и более превышающую их диаметр.

Сверла для глубокого сверления изготовляются диаметром от 6 до 100 мм. Сверление отверстий такими сверлами производится на специальных сверлильных станках, причем в большинстве случаев сверлу сообщается лишь движение подачи, а главное движение (вращательное) сообщается заготовке.

Рис. 3. Центровочное сверло

Рис. 4. Перовое сверло

Рис. 5. Сверло с пластинкой из твердого сплава

На рис. 6 изображено пушечное сверло, изготовляемое из круглого стержня. Режущая кромка сверла образуется передней поверхностью и задней поверхностью (резание одностороннее).

Рис. 6. Пушечное сверло

Рис. 7. Ружейное сверло

Рис. 8. Схема зенкерования

Помимо пушечных сверл, для сверления глубоких отверстий применяют:
а) ружейные сверла для сверления отверстий малого диаметра и большой глубины. Эти сверла внутри полые (для подачи охлаждающей жидкости) и имеют канавку для отвода жидкости вместе со стружкой;
б) сверла одностороннего и двустороннего резания для сверления глубоких отверстий средних и больших диаметров;
в) головки для кольцевого сверления глубоких отверстий большого диаметра. Qi.noшное высверливание металла при диаметрах свыше 100 мм невыгодно, поэтому в таких случаях применяют пустотелые сверлильные головки с закрепленными в них резцами.

Зенкерование. Зенкерованием называют операцию механической обработки резанием стенок или входной части отверстия; зенкерование производится по отверстиям, полученным при отливке или ковке (черным) или по просверленным заранее. Цель зенкерова-ния - получение более точных размеров отверстий и положения их осей, фасонная обработка торцовой (входной) части отверстия для получения углублений под головки винтов и пр.

Процесс резания при зенкеровании подобен одновременной работе нескольких расточных резцов, которыми в данном случае можно считать зубья зенкера.

Существуют четыре основных типа зенкеров: для расширения отверстий, для получения цилиндрических углублений отверстий, для получения конических углублений отверстий, для зачистки торцовых поверхностей.

Зенкеры для расширения отверстий изготовляются трехзубыми (для отверстий до 30 мм) и четырехзубыми (для отверстий до 100 мм). На рис. 9, а показан трехзубый зенкер с коническим хвостовиком для крепления в шпинделе станка, а на рис. 281, б - четырехзубый насадной зенкер. С целью повышения производительности зенкеры оснащают пластинками из твердых сплавов.

Помимо цельных зенкеров изготовляют также зенкеры со вставными ножами, изготовленными из быстрорежущей стали или армированными твердыми сплавами. Преимуществом таких зенкеров является экономия быстрорежущей стали и возможность регулирования диаметра обработки. Насадные зенкеры со вставными ножами могут иметь 6 зубьев-

Обработка зенкерами обеспечивает исправление оси отверстиями, повышает точность до 4-5-го классов и чистоту поверхности до 4-6-гсг классов:

Зенкеры для получения цилиндрических углублений (рис. 281, в) имеют направляющую цапфу, которая изготовляется за одно целое с корпусом зенкера или (в других конструк-1 циях) делается сменной.

Зенкеры для получения конических углублений - зенковки (рис. 281, г) - чаще всего имеют угол 2cf> = 60o, реже 75, 90 и 120°. Число зубьев в зенковках колеблется от 6 до 12.

Зенкеры для зачистки торцовых поверхностей (рис. 281, д) имеют зубья только на торце. Число зубьев этих зенкеров, в зависимости от их диаметра, бывает равно 2, 4 или 6.

Кроме описанных, существуют также комбинированные зенкеры для получения ступенчатых отверстий. Эти зенкеры позволяют производить сложную обработку на простом станке, чем достигается уменьшение стоимости обработки.

Рис. 9. Зенкеры

Развертывание. Развертыванием называют операцию механической обработки резанием стенок отверстий с целью получения высокой точности и чистоты поверхности. При развертывании со стенок предварительно обработанных (сверлением и зенкерованием или только сверлением) отверстий снимается слой металла в несколько десятых миллиметра; отверстия получаются в пределах 1-3-го классов точности и 6-9-го классов чистоты. Для получения точных и чистых отверстий применяют последовательно черновое и чистовое развертывание.

Рис. 10. Развертки

По форме обрабатываемого отверстия развертки делятся на цилиндрические и конические.

Развертки, так же как и зенкеры, делают хвостовыми и насадными.

Рабочая часть 1 цилиндрической развертки состоит из режущей части 2 калибрующей части и заднего конуса. Число зубьев развертки берется четным (шесть и больше) для достижения точного промера диаметра развертки. Во избежание получения граненого отверстия распределение зубьев по окружности делают неравномерным, однако с учетом того, чтобы обеспечить возможность промера диаметра по ленточке (колебание шага 1-4°).

По способу применения развертки разделяют на машинные и ручные; по конструкции - на цельные и сборные со вставными ножами. Для увеличения стойкости режущую часть зубьев армируют пластинками твердых сплавов.

Сверление по разметке . По разметке сверлятся одиночные отверстия. Для этого отверстие предварительно размечают: проводят осевые линии, намечают и накернивают центр его (керновое отверстие центра надо делать глубже, чтобы дать предварительное направление сверлу).

Для того чтобы убедиться в правильном направлении делают пробное засверливание на глубину 1/3 режущей части. Убедившись, что сверло идет по центру, включают механическую подачу. Во избежание поломки сверла перед концом сверления механическую подачу выключают и досверливают ручной подачей. Если же сверло увело в сторону, прорубают крейцмейселем несколько канавок в том месте отверстия, куда сверло надо сместить.

Сверление глухих отверстий на заданную глубину . Обрабатываемую деталь устанавливают на столе станка и выверяют, затем подводят сверло к поверхности детали так, чтобы оно касалось ее. При этом положении детали устанавливают на нуль имеющуюся на станке линейку (рис. 182, а). В процессе сверления по линейке наблюдают, насколько углубилось сверло в материал.

Рис. 182. Приемы сверления:
а - по линейке, б - по втулке-упору, в - неполных отверстий, г - отверстий под углом к плоскости, д - отверстий иа цилиндрической поверхности, е - отверстий в полых деталях

Другой способ сверления на заданную глубину состоит в установке и закреплении на сверле втулки-упора 1 (рис. 182, б). Когда втулка дойдет до поверхности детали 2, это значит, что отверстие просверлено на требуемую глубину.

Сверление неполных отверстий . Отверстие, имеющее в поперечном сечении дугу, равную половине окружности или меньше полуокружности, называют неполным, например отверстие, расположенное у края детали. Неполное отверстие сверлят следующим образом. К обрабатываемой детали приставляют пластинку из такого же материала, зажимают в тиски (рис. 182, в) и сверлят полное отверстие, затем пластинку отбрасывают.

Сверление отверстий в плоскостях, расположенных под углом (рис. 182, г). Чтобы сверло не отклонялось в стороны и не ломалось, сначала подготавливают площадку перпендикулярно к оси просверливаемого отверстия (фрезеруют или зенкуют) между плоскостями вставляют деревянные вкладыши или подкладки, затем сверлят отверстие обычным путем.

Сверление отверстий на цилиндрической поверхности . Сначала перпендикулярно оси сверления на цилиндрической поверхности делают площадку, накернивают центр, после чего сверлят отверстие обычным путем (рис. 182, д).

Сверление отверстий в листовом металле . Сверлить отверстие в тонком листовом металле обычными сверлами очень трудно, так как глубина сверления меньше длины заборного конуса: режущие кромки сверла будут цепляться за обрабатываемый материал и рвать его. Отверстия в листовом металле сверлят перовыми сверлами. Чаще всего отверстия в тонком листовом металле пробивают на дыропробивных прессах

Сверление полых деталей . При сверлении полых деталей полость забивают деревянной пробкой (рис. 182, е).

Сверление глубоких отверстий . Для сверления глубоких отверстий (глубина больше 6-8 диаметров сверла) берут сверло, длина рабочей части которого больше глубины сверления.

В процессе сверления нужно время от времени выводить сверло из отверстия для охлаждения его и удаления стружки струей охлаждающей жидкости, магнитом или переворачивая деталь.

При сверлении отверстий очень большой глубины необходимо сначала просверлить отверстие по заданному диаметру на глубину, равную длине рабочей части сверла, а затем сверлом меньшего диаметра (примерно в 1,5 раза) сверлить насквозь. После этого окончательно отверстие сверлят перовым сверлом. При таком способе сверления стружка будет удаляться через просверленное ранее отверстие. Сверлить отверстие большой глубины с двух сторон не рекомендуется.

Сверление точных отверстий . Для получения точных отверстий сверление производят в два прохода. Первый проход делают сверлом, диаметр которого меньше на 1-3 мм диаметра отверстия, а второй - сверлом необходимого диаметра.

Для получения более чистых отверстий сверление ведут с малой автоматической подачей при обильном охлаждении и непрерывном отводе стружки.

Сверление отверстий в пластмассах производится сверлами со специальными углами заточки. Органическое стекло сверлится спиральными сверлами с углом при вершине 50-60°.

Сверление отверстий небольших диаметров производят на станках повышенной точности соответствующими подачами или же ультразвуковым и электроискровым способами.

Сверление отверстий больших диаметров производится кольцевыми сверлами, в корпусе которых закреплены ножи.

Причины брака при сверлении и меры его предупреждения приведены в табл.З.

Таблица 3
Причины и меры предупреждения брака при сверлении

При работе на сверлильном станке следует соблюдать следующие правила техники безопасности:

• правильно устанавливать, надежно закреплять заготовки на столе станка и не удерживать их руками в процессе обработки;
• не оставлять ключа в сверлильном патроне после смены режущего инструмента;
• пуск станка производить только тогда, когда есть твердая уверенность в безопасности работы;
• следить за работой насоса и количеством охлаждающей жидкости, поступающей к месту обработки;
• не браться за вращающийся режущий инструмент и шпиндель; не вынимать рукой сломанных режущих инструментов из отверстия, пользоваться для этого специальными приспособлениями;
• не нажимать сильно на рычаг подачи при сверлении заготовок на проход, особенно при сверлении сверлами малого диаметра;
• подкладывать деревянную подкладку на стол станка, под шпиндель при смене патрона или сверла;
• пользоваться специальным ключом, клином для удаления сверлильного патрона, сверла или переходной втулки из шпинделя;
• постоянно следить за исправностью режущего инструмента и устройств крепления заготовок и инструмента;
• не передавать и не принимать каких-либо предметов через работающий станок; не работать на станке в рукавицах; не опираться на станок во время его работы.

Обязательно останавливать станок в случае:

• а) ухода от станка даже на короткое время;
• б) прекращения работы;
• в) обнаружении неисправностей в станке, принадлежностях, приспособлениях и режущем инструменте;
• г) при смазывании станка;
• д) установки или смены режущего инструмента и приспособлений, принадлежностей и т. д.;
• е) уборки станка, рабочего места и стружки с инструмента, патрона и заготовки.

Сверление является одним из самых распространенных методов получения отверстий с помощью резания. Режущим инструментом является сверло.

Сверление выполняется на сверлильных станках и вручную - ручными дрелями и механизированным инструментом - электрическими и пневматическими сверлильными машинами. В последние годы сверление отверстий производится также электроискровым и ультразвуковым методами на специальных станках.

На судостроительных заводах наиболее распространены вертикально-сверлильные станки марок 2118 (максимальный диаметр высверливаемых отверстий 18 мм); 2А125 (отверстие до 25 мм); 2А135 и др. Применяются также радиально-сверлильные станки марок 2А53, 2А55 и др.

При сверлении обрабатываемая деталь закрепляется на столе сверлильного станка прихватами, в тисках или иным образом. Сверлу сообщаются два совместных движения - вращательное, называемое главным (рабочим) движением, и поступательное (направленное по оси сверла), называемое движением подачи.

Для сверления отверстий применяют спиральные сверла. Такое сверло (рис. 4.13) состоит из двух главных частей: рабочей части и хвостовика, которым сверло закрепляют в шпинделе станка. Хвостовики бывают коническими и цилиндрическими. Сверло с цилиндрическим хвостовиком закрепляется в специальных патронах.

Рис. 4.13. Элементы спирального сверла.

1 - передняя поверхность: 2 - спинка зуба; 3 - задняя поверхность; 4 - поперечная кромка; 5 - зуб; 6 - канавка; 7 - режущая кромка; 8 - ленточка; 9 - сердцевина; 10 - угол при вершине; 11 - лезвие перемычки; 12 - утоп наклона поперечной кромки.

Рабочая часть сверла состоит из цилиндрической и режущей частей. На цилиндрической части имеются две винтовые канавки специального профиля, обеспечивающего правильное образование режущих кромок и достаточное пространство для прохождения стружки. Две узкие полоски, расположенные вдоль винтовых канавок и называемые ленточками, служат для уменьшения трения сверла о стенки отверстия, направляют сверло в отверстие и препятствуют уводу сверла в сторону. Для уменьшения трения служит и обратный конус рабочей части сверла, так как диаметр сверла у режущей части больше диаметра у хвостовика (конус 0,03-0,1 мм на 100 мм длины).

Большое значение имеет угол при вершине сверла (между режущими кромками), так как от него зависит правильная работа сверла и его производительность. Для стали он составляет 116-118°, для алюминиево-магниевых сплавов - 115-120°.

На стойкость сверла (время между двумя переточками) влияют свойства обрабатываемого материала, материал сверла, углы заточки и форма режущих кромок, скорость резания, сечение стружки (величина подачи) и охлаждение.

В процессе резания при сверлении выделяется большое количество тепла, что может привести к отпуску, т. е. уменьшению твердости режущей части. Поэтому для повышения стойкости сверла применяются специальные смазочно-охлаждающие жидкости (мыльная и содовая вода, масляные эмульсии и т. д.). Они не только охлаждают сверло, деталь и стружку, но и значительно уменьшают трение, тем самым облегчая процесс резания.

Для сверления некоторых материалов (твердая сталь, чугун, стекло и др.) применяют сверла с пластинками из твердых сплавов, что позволяет резко повысить производительность труда.

Затупившееся сверло в процессе работы издает характерный скрипящий звук. Такое сверло необходимо направить в переточку. Заточка сверл должна выполняться специалистами-заточниками в инструментальных кладовых или мастерских.

Для крепления сверл в шпинделе сверлильного станка служат вспомогательные инструменты, к которым относятся: переходные втулки, сверлильные патроны различных типов, оправки и т. д.

При закреплении деталей на столе станка повсеместно широко применяются различные зажимные устройства с винтовым зажимом.

В последнее время получили распространение приспособления с ручными быстродействующими зажимами - эксцентриковыми, клиновыми и другими, а также с механизированными зажимами пневматического и гидравлического действия. Мелкие детали при сверлении в них отверстий диаметром до 10 мм закрепляют в ручных тисках или на универсальной призматической подкладке.

Сверление по разметке с кернением центров производится в два приема: сначала сверлят отверстие предварительно с ручной подачей на 0,25 диаметра отверстия, затем сверло поднимается, удаляется стружка и проверяется совпадение отверстия с разметочной окружностью. Если они совпадают, то продолжают сверление, включив механическую подачу. Если же надсверленное отверстие оказалось не в центре, то его исправляют путем прорубания двух-трех канавок от центра с той стороны углубления, куда нужно сместить сверло. Канавки направляют сверло в намеченное кернером место. Далее продолжают сверление, как было указано выше.

В тех случаях, когда требуется высокая точность сверления, а также при достаточно большой партии деталей, сверление отверстий производится без разметки по специальным кондукторам.

При сверлении глухих отверстий на заданную глубину производится предварительная настройка станка по специальному приспособлению. Если такого приспособления нет, то на сверло надевается упорная втулка и крепится стопорным винтом на заданной высоте.

При сверлении сквозных отверстий, когда сверло подходит к выходу из отверстия, необходимо уменьшить подачу, так как сверло может захватить большой слой металла, заклиниться и сломаться.

Зенкованием называется обработка входной или выходной части отверстия с целью снятия фасок, заусенцев, а также образования углублений под головки болтов, винтов и заклепок. Для этой цели применяются конические и цилиндрические (по форме режущей части) зенковки. Зенкование выполняется на сверлильных станках и при помощи электрических или пневматических машинок. Крепление зенковок аналогично креплению сверл.

Развертывание является операцией чистовой обработки отверстий, обеспечивающей высокую точность размеров и чистоту поверхности. Эта операция выполняется с помощью инструмента, называемого разверткой. Развертывание отверстий производится на сверлильных станках специальными машинными развертками (с короткой режущей частью) и вручную. При ручной развертке инструмент вращается с помощью воротка, который надевается на квадратный конец хвостовика развертки. Отверстия под развертку сверлят с припуском по диаметру не более 0,2-0,3 мм на черновую развертку и не более 0,05-0,1 мм на чистовую. Развертку предварительно смазывают и вводят в отверстие таким образом, чтобы ее ось совпала с осью отверстия.

Сверлением называется процесс образования отверстий в сплошном материале режущим инструментом - сверлом. Сверление применяется: для получения не ответственных отверстий, невысокой степени точности и невысокого класса шероховатости, например под крепежные болты, заклепки, шпильки и т. д.;

для получения отверстий под нарезание резьбы, развертывание и зенкерование.

Рассверливанием называется увеличение размера отверстия в сплошном материале, полученного литьем, ковкой, штамповкой или другими способами.

Сверлением и рассверливанием можно получить отверстие 10-го, в отдельных случаях 11-го квалитета и шероховатость поверхности 320 80. Когда требуется более высокое качество поверхности отверстия, его (после сверления) дополнительно зенкеруют и развертывают.

Точность сверления в отдельных случаях может быть повышена благодаря тщательному регулированию станка, правильно заточенному сверлу или сверлением через специальное приспособление, называемое кондуктором.

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

Для сверления отверстий чаще применяют спиральные сверла и реже специальные.

Спиральное сверло (рис. 179, а, 6, в) - двух зубый (двухлезвийный) режущий инструмент, состоящий из двух основных частей: рабочей и хвостовика.

Рабочая часть сверла в свою очередь состоит из цилиндрической (направляющей) и режущей частей. На цилиндрической части имеются две винтовые канавки, расположенные одна против другой. Их назначение - отводить стружку из просверливаемого отверстия во время работы сверла. Канавки на сверлах имеют специальный профиль, обеспечивающий правильное образование режущих кромок сверла и необходимое пространство для выхода стружки (рис. 180).

Форма канавки и угол наклона со (омега) между направлением оси сверла и касательной к ленточке должны быть такими, чтобы, не ослабляя сечения зуба, обеспечивалось достаточное стружечное пространство и легкий отвод стружки. Однако сверла (особенно малого диаметра) с увеличением угла наклона винтовой канавки ослабляются. Поэтому у сверл малого диаметра этот угол делается меньше, для сверл больших диаметров - больше. Угол наклона винтовой канавки сверла составляет 18 - 45°. Для сверления стали пользуются сверлами с углом наклона канавки 26 - 30°, для сверления хрупких металлов (латунь, бронза) - 22 - 25°, для сверления легких и вязких металлов - 40 - 45°, при обработке алюминия, дюралюминия и электрона - 45°.

В зависимости от направления винтовых канавок спиральные сверла подразделяют на правые (канавка направлена по винтовой линии с подъемом слева направо, движение сверла во время работы происходит против хода часовой стрелки) и левые (канавка направлена по винтовой линии с подъемом справа налево, движение происходит по ходу часовой стрелки). Левые сверла применяют редко.

Расположенные вдоль винтовых канавок сверла две узкие полоски на цилиндрической поверхности сверла называются ленточками. Они служат для уменьшения трения сверла о стенки отверстия, направляют сверло в отверстие и способствуют тому, чтобы сверло не уводило в сторону. Сверла диаметром 0,25 - 0,5 мм выполняются без ленточек.

Уменьшение трения сверла о стенки просверливаемого отверстия достигается также тем, что рабочая часть сверла имеет обратный конус, т. е. диаметр сверла у режущей части больше, чем на другом конце у хвостовика. Разность этих диаметров составляет 0,03 - 0,12 мм на каждые 100 мм сверла. У сверл, оснащенных пластинками из твердых сплавов, обратная конусность применяется от 0,1 до 0,3 мм на каждые 100 мм длины сверла.

Зуб - это выступающая с нижнего конца часть сверла, имеющая режущие кромки.

Зуб сверла имеет спинку, представляющую собой углубленную часть наружной поверхности зуба, и заднюю поверхность, представляющую собой торцовую поверхность зуба на режущей части.

Поверхность канавки, воспринимающая давление стружки, называется передней поверхностью. Линия пересечения передней и задней поверхностей образует режущую кромку. Линия, образованная пересечением задних поверхностей, представляет поперечную кромку. Ее величина зависит от диаметра сверла (в среднем равна 0,13 диаметра сверла).

Линия пересечения передней поверхности с поверхностью ленточки образует кромку ленточки.

Режущие кромки соединяются между собой на сердцевине (сердцевина - тело рабочей части между канавками) короткой поперечной кромкой. Для большей прочности сверла сердцевина постепенно утолщается от поперечной кромки и к концу канавок (к хвостовику).

Угол между режущими кромками - угол при вершине сверла 2φ оказывает существенное влияние на процесс резания. При его увеличении повышается прочность сверла, но одновременно резко возрастает усилие подачи. С уменьшением угла при вершине резание облегчается, но ослабляется режущая часть сверла.

Величина этого угла выбирается в зависимости от твердости обрабатываемого материала (град):

На рис. 181 показаны углы спирального сверла. Передняя поверхность зуба (клина) сверла образуется спиральной канавкой, задняя - боковой поверхностью конуса. Геометрические параметры режущей части сверла показаны на рис. 182 (см. сечение N-N).

Передним углом γ (гамма) называют угол, заключенный между поверхностью резания (обработанной поверхностью) и касательной к передней поверхности (или передней грани).

Наличие переднего угла облегчает врезание инструмента, стружка лучше отделяется и получает возможность естественного схода.

С увеличением переднего угла улучшаются условия работы инструмента, уменьшается усилие резания, повышается стойкость. Вместе с тем ослабляется тело режущей части инструмента, которое может легко выкрашиваться, ломаться; ухудшается отвод тепла, что приводит к быстрому нагреву и потере твердости. Поэтому для каждого инструмента приняты определенные значения переднего угла. Передние углы меньше при обработке твердых и прочных материалов, а также при меньшей прочности инструментальной стали. В данном случае для снятия стружки требуются большие усилия и режущая часть инструмента должна быть прочнее. При обработке мягких, вязких материалов передние углы берутся больше.

Задний угол α (альфа) - это угол наклона задней поверхности, образуемый касательной к задней поверхности (или задней грани) и касательной к обрабатываемой поверхности. Задний угол дается для уменьшения трения задней поверхности (или задней грани) об обрабатываемую поверхность.

При слишком малых углах а повышается трение, увеличивается сила резания, инструмент сильно нагревается, задняя поверхность быстро изнашивается. При очень больших задних углах ослабляется инструмент, ухудшается отвод тепла.

Передние и задние углы сверла в разных точках режущей кромки имеют разную величину; для точек, расположенных ближе к наружной поверхности сверла, передний угол больше, и наоборот, для точек, расположенных ближе к центру, передний угол меньше. Если у периферии сверла (наружный диаметр) он имеет наибольшую величину (25 - 30°), то по мере приближения к вершине сверла уменьшается до величины, близкой к нулю.

Как и передний, задний угол сверла изменяется по величине для разных точек режущей кромки: для точек, расположенных ближе к наружной поверхности сверла, задний угол меньше, а для точек, расположенных ближе к центру, - больше.

Угол заострения β образуется пересечением передней и задней поверхностей.

Величина угла заострения β (бета) зависит от выбранных значений переднего и заднего углов, поскольку

α + β + γ = 90°.

Хвостовики у спиральных сверл могут быть коническими и цилиндрическими. Конические хвостовики имеют сверла диаметром от 6 до 80 мм. Эти хвостовики образуются конусом Морзе. Сверла с цилиндрическими хвостовиками изготовляют диаметром до 20 мм. Хвостовик является продолжением рабочей части сверла.

Сверла с коническим хвостовиком устанавливают непосредственно в отверстие шпинделя станка (или через переходные втулки) и удерживаются благодаря трению между хвостовиком и стенками конического отверстия шпинделя. Сверла с цилиндрическим хвостовиком закрепляют в шпинделе станка при помощи специальных патронов. На конце конического хвостовика имеется лапка (см. рис. 179, а), не позволяющая сверлу провертываться в шпинделе и служащая упором при выбивании сверла из гнезда. У сверл с цилиндрическим хвостовиком имеется поводок (см. рис. 179, 6), предназначенный для дополнительной передачи крутящего момента сверлу от шпинделя.

Шейка сверла, соединяющая рабочую часть с хвостовиком,"имеет меньший диаметр, чем диаметр рабочей части, служит для выхода абразивного круга в процессе шлифования, на ней обозначена марка сверла.

Спиральные сверла изготовляются из углеродистой инструментальной стали У10 и У12А, легированной стали (хромистой марки 9Х и хромокремнистой 9ХС), быстрорежущей Р9, Р18.

Для изготовления сверл все шире применяют металлокерамические твердые сплавы марок ВК6, ВК8 и Т15К6. Наиболее распространенными являются спиральные сверла из быстрорежущей стали.

Сверла, оснащенные пластинками из твердых сплавов (рис. 183, а, 6), находят широкое применение при сверлении и рассверливании чугуна, закаленной стали, пластмасс, стекла, мрамора и других твердых материалов.

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

Существует несколько типов сверл диаметром от 5 до 30 мм, оснащенных твердыми сплавами типа ВК. Корпуса этих сверл изготовляются из стали марок Р9, 9ХС и 40Х.

Сверла с винтовыми канавками обеспечивают значительно лучший выход стружки из отверстии, 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.

Сверла с прямыми канавками применяют при сверлении отверстий в хрупких металлах. Они проще в изготовлении, но для сверления глубоких отверстий эти сверла применять нельзя, так как затрудняется выход стружки из отверстия.

Сверла с косыми канавками применяют для сверления неглубоких отверстий, так как длина канавок для выхода стружки у них очень мала.

Сверла с отверстиями для подвода охлаждающей жидкости к режущим кромкам сверла (рис. 183, в) предназначаются для сверления глубоких отверстий в неблагоприятных условиях. Эти сверла имеют повышенную стойкость, так как охлаждающая жидкость, подаваемая под давлением 10 - 20 кгс/см 2 в пространство между наружной поверхностью сверла и стенками отверстия, обеспечивает охлаждение режущих кромок и облегчает удаление стружки.

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

При сверлении отверстий сверлами со сквозными каналами режим резания повышается в 2 - 3 раза, а стойкость инструмента - в 5 - 6 раз. Сверление таким способом осуществляют на специальных станках в специальных патронах (рис. 184).

Твердосплавные монолитные сверла предназначены для обработки жаропрочных сталей. Эти типы сверл могут быть применены для работы на сверлильных машинах (материалом служит твердый сплав ВК15М) и для работы на токарных металлорежущих станках (твердый сплав ВК10М).

Корпуса твердосплавных сверл изготовляют из стали Р9, 9ХС, 40Х, 45Х. В сверлах прорезается паз под пластинку из твердого сплава, которую закрепляют медным или латунным припоем.

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

Центровочные сверла служат для получения центровых отверстий в различных заготовках. Их изготовляют без предохранительного конуса (рис. 185, а) и с предохранительным конусом (рис. 185, б).

Перовые сверла наиболее просты в изготовлении, применяются для сверления неответственных отверстий диаметром до 25 мм, главным образом при обработке твердых поковок и отливок, ступенчатых и фасонных отверстий. Сверление, как правило, осуществляют трещотками и ручными дрелями.

Эти сверла изготовляют из инструментальной углеродистой стали У10, У12, У10А и У12А, а чаще всего из быстрорежущей стали Р9 и Р18.

Перовое сверло имеет форму лопатки с хвостовиком. Его режущая часть - треугольной формы с углами при вершине 2φ = 118 + 120° и задним углом α = 10÷20°.

Перовые сверла подразделяют на двусторонние (рис. 186, а) и односторонние (рис. 186, б), наиболее распространенными являются двусторонние. Угол заточки одностороннего перового сверла принимается для стали в пределах 75 - 90°, а для цветных металлов - 45 - 60°. Угол заточки двустороннего 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 режущие качества и уходит в сторону от оси отверстия.