Сверла, как наиболее распространенный режущий инструмент при обработке отверстий, широко используются в механическом производстве, особенно для обработки отверстий в таких деталях, как охлаждающие устройства, трубные решетки энергетического оборудования и парогенераторы. Их применение особенно обширно и важно.
I. Характеристики бурения
Сверла обычно имеют две основные режущие кромки. Во время обработки сверло режет при вращении. Передний угол сверла увеличивается от центральной оси к внешнему краю; скорость резания выше ближе к внешнему кругу и снижается к центру, достигая нуля в центре вращения. Долотообразная кромка сверла расположена вблизи центральной оси вращения. Он имеет большой вторичный передний угол, отсутствие пространства для стружки и низкую скорость резания, что создает значительное осевое сопротивление. Если кромка долота отшлифована до типа A или C согласно DIN 1414, режущая кромка вблизи центральной оси будет иметь положительный передний угол, что может снизить сопротивление резанию и значительно улучшить производительность резания.
Сверла можно разделить на множество типов в зависимости от формы, материала, структуры и функций заготовки, например, сверла из быстрорежущей-стали (спиральные сверла, много-сверла, плоские сверла), твердосплавные сверла, сверла со сменными пластинами для неглубоких отверстий, сверла для глубоких отверстий, раскройные сверла и сверла со сменной головкой.
II. Стружколомка и удаление
Резка сверлом происходит в ограниченном пространстве отверстия, и стружку необходимо удалять через режущие канавки сверла. Таким образом, форма стружки сильно влияет на режущую способность сверла. Обычные формы чипсов включают чешуйчатые чипсы, трубчатые чипсы, игольчатые- чипсы, конические спиральные чипсы, ленточные- чипсы, веерообразные- чипсы и порошкообразные чипсы.
Ключ к сверлению – контроль стружки
Если форма чипа неподходящая, могут возникнуть следующие проблемы:
① Мелкая стружка забивает режущие канавки, влияя на точность сверления, сокращая срок службы сверла и даже вызывая поломку сверла (например, порошкообразная стружка, веерная-стружка и т. д.);
② Длинная стружка наматывается на сверло, затрудняя работу, вызывая поломку сверла или препятствуя попаданию СОЖ в отверстие (например, спиральная стружка, ленточная стружка и т. д.).
Как решить проблему неподходящей формы чипа:
① Такие методы, как увеличение скорости подачи, прерывистая подача, повторная-заточка кромки долота и установка стружколомов, могут использоваться индивидуально или в сочетании для улучшения дробления и удаления стружки, устраняя проблемы, вызванные стружкой.
② Можно использовать специальные-сверла для отламывания стружки. Например, добавление специально разработанной кромки-ломания стружки к канавкам сверла позволяет разбить стружку на более легко удаляемые фрагменты. Фрагменты плавно выгружаются по канавкам, не допуская их засорения. Таким образом, новые стружколомящие сверла обеспечивают гораздо более плавное резание, чем традиционные сверла.
В то же время короткая фрагментированная металлическая стружка облегчает подачу охлаждающей жидкости к вершине сверла, дополнительно улучшая рассеивание тепла и производительность резания во время обработки. Более того, поскольку вновь добавленная кромка-ломающейся стружки проникает во всю канавку сверла, она сохраняет свою форму и функцию даже после нескольких циклов пере-заточки. Помимо вышеупомянутых функциональных улучшений, стоит отметить, что данная конструкция повышает жесткость корпуса сверла, значительно увеличивая количество отверстий, которые можно просверлить за один цикл пере-заточки.
III. Точность сверления
Точность отверстия в основном определяется такими факторами, как диаметр отверстия, точность позиционирования, соосность, округлость, шероховатость поверхности и заусенцы на отверстии отверстия.
Факторы, влияющие на точность обрабатываемого отверстия при сверлении:
① Точность зажима сверла и условия резания, такие как держатель инструмента, скорость резания, скорость подачи и смазочно-охлаждающая жидкость;
② Размер и форма сверла, например, длина сверла, форма режущей кромки и форма сердечника;
③ Форма заготовки, например, форма боковой стенки отверстия, форма отверстия, толщина и состояние зажима.
Увеличение
Увеличение вызвано вибрацией сверла во время обработки. Колебания держателя инструмента существенно влияют на диаметр отверстия и точность позиционирования. Поэтому держатель инструмента следует заменять незамедлительно, если он сильно изношен. Измерение и регулировка колебаний при сверлении небольших отверстий затруднено, поэтому лучше использовать сверло с большим-хвостовиком, малым-диаметром и хорошей соосностью между режущей кромкой и хвостовиком. При использовании перезаточенных сверл снижение точности отверстия часто происходит из-за асимметрии формы задней части. Контроль разницы в высоте режущей кромки может эффективно предотвратить расширение отверстия.
Округлость отверстия
Из-за вибрации сверла форма просверленного отверстия легко принимает многоугольную форму, что приводит к образованию клепок на стенках отверстия. Обычные многоугольные отверстия часто имеют треугольную или пятиугольную форму. Причина треугольных отверстий в том, что сверло при сверлении имеет два центра вращения, вибрирующие с частотой один раз в 600 градусов. Основной причиной этой вибрации является дисбаланс сопротивления резанию. После одного оборота сверла из-за плохой округлости отверстия сопротивление резанию становится разбалансированным во время второго оборота, повторяя предыдущую вибрацию, но с небольшим сдвигом по фазе, что приводит к образованию клепочных узоров на стенке отверстия. Когда глубина сверления достигает определенного уровня, трение между режущей кромкой сверла и стенкой отверстия увеличивается, уменьшается вибрация, исчезают нарезы и улучшается округлость. Этот тип отверстия имеет форму воронки-в продольном сечении. По этой же причине при резке также могут появиться пятиугольные и семиугольные отверстия. Чтобы устранить это явление, помимо контроля таких факторов, как вибрация патрона, разница высот режущей кромки и асимметрия формы боковой и режущей кромки, следует принять меры по повышению жесткости сверла, увеличению подачи на оборот, уменьшению заднего угла и переточке кромки долота.
Сверление на наклонных и криволинейных поверхностях
Если режущая поверхность или поверхность проникновения сверла представляет собой наклонную поверхность, изогнутую поверхность или уступ, точность позиционирования снижается, поскольку сверло выполняет радиальную-одностороннюю резку, что сокращает срок службы инструмента.
Для повышения точности позиционирования можно принять следующие меры:
1. Сначала просверлите центральное отверстие;
2. Отфрезеруйте гнездо отверстия концевой фрезой;
3. Выберите сверло с хорошей проникающей способностью и жесткостью;
4. Уменьшите скорость подачи.
Удаление заусенцев
Во время сверления на входе и выходе отверстия часто появляются заусенцы, особенно при обработке твердых материалов и тонких пластин. Это связано с тем, что по мере приближения сверла к проникновению заготовка подвергается пластической деформации. Треугольная часть, которая должна быть срезана режущей кромкой рядом с внешней кромкой, деформируется наружу под действием осевой силы резания и дополнительно скручивается под действием фаски и режущей кромки сверла, образуя заусенец или закругленную кромку.
[Изображение]
IV. Условия обработки сверления
Большинство каталогов сверл содержат «Справочную таблицу основных параметров резания», упорядоченную по обрабатываемым материалам. Пользователи могут обратиться к предоставленным параметрам резки, чтобы выбрать подходящие условия резки для сверления. Соответствие выбранных условий резания следует оценивать путем пробной резки с учетом таких факторов, как точность обработки, эффективность обработки и срок службы сверла.
1. Срок службы сверла и эффективность обработки
При условии соблюдения технических требований к заготовке целесообразность использования сверла должна быть всесторонне оценена на основе срока службы сверла и эффективности обработки. Траекторию резания можно использовать в качестве показателя оценки срока службы сверла; скорость подачи можно использовать в качестве показателя оценки эффективности обработки. Для сверл из быстрорежущей стали -на срок службы в значительной степени влияет скорость вращения и в меньшей степени - подача на оборот. Таким образом, увеличение подачи на оборот может повысить эффективность обработки, обеспечивая при этом более длительный срок службы сверла. Однако следует отметить, что чрезмерная подача на оборот приведет к утолщению стружки, что затруднит ее дробление. Поэтому очень важно определить оптимальный диапазон подачи на оборот для успешного стружколомания при пробном резании. У твердосплавных сверл режущая кромка имеет большую фаску в направлении отрицательного переднего угла, что приводит к меньшему диапазону выбора подачи на оборот по сравнению со сверлами из быстрорежущей стали. Превышение этого диапазона во время обработки приведет к сокращению срока службы сверла. Поскольку твердосплавные сверла обладают более высокой термостойкостью, чем сверла из быстрорежущей стали, скорость вращения оказывает минимальное влияние на срок службы сверла. Таким образом, увеличение скорости вращения может повысить эффективность обработки, обеспечивая при этом срок службы сверла.
2. Правильное использование смазочно-охлаждающей жидкости
Резка сверлом происходит в ограниченном пространстве отверстия, поэтому тип и метод нанесения смазочно-охлаждающей жидкости существенно влияют на срок службы сверла и точность обработки отверстия. СОЖ можно разделить на водо-растворимые и не-водо-растворимые типы. Не-водо-смазочно-охлаждающие жидкости обеспечивают лучшие смазывающие, смачивающие и анти-адгезивные свойства, а также обеспечивают защиту от ржавчины. Водорастворимые смазочно-охлаждающие жидкости-обладают лучшими охлаждающими свойствами, не-не курят и не-огнеопасны. Из соображений защиты окружающей среды в последние годы значительно возросло использование водорастворимых смазочно-охлаждающих жидкостей. Однако неправильные коэффициенты разбавления или ухудшение качества смазочно-охлаждающей жидкости могут значительно сократить срок службы инструмента, поэтому во время использования необходимо уделять особое внимание. Независимо от того, является ли смазочно-охлаждающая жидкость водо-растворимой или не-водо-растворимой, важно обеспечить, чтобы жидкость адекватно достигала точки резания. Кроме того, необходимо строго контролировать скорость потока, давление, количество сопел и метод охлаждения (внутреннее или внешнее охлаждение).
V.
Заточка сверл
Критерии заточки сверл
Критериями определения необходимости заточки сверла являются:
1. Степень износа режущей кромки, кромки долота и граней режущей ленты;
2. Точность размеров и шероховатость поверхности обрабатываемого отверстия;
3. Цвет и форма фишек;
4. Сопротивление резанию (косвенные значения, такие как ток шпинделя, шум и вибрация);
5. Объем выполненных работ и т.д.
В реальных условиях точный и удобный критерий должен определяться из приведенных выше показателей с учетом конкретных обстоятельств. При использовании степени износа в качестве критерия следует определить оптимальный период заточки с наибольшей экономической эффективностью. Поскольку основными зонами заточки являются задняя часть головки и кромка долота, чрезмерный износ сверла приводит к увеличению времени заточки, увеличению объема шлифования и меньшему количеству циклов переточки (общий срок службы инструмента=срок службы инструмента после перезаточки × количество циклов перезаточки), что в конечном итоге сокращает общий срок службы сверла. При использовании точности размеров обработанного отверстия в качестве критерия следует использовать калибры или ограничители для проверки расширения и прямолинейности отверстия; при превышении этих значений сверло следует немедленно перезаточить-. При использовании сопротивления резанию в качестве критерия можно использовать такие методы, как автоматическая остановка станка при превышении установленного предельного значения (например, тока шпинделя). При управлении пределами количества механической обработки вышеуказанные критерии следует учитывать всесторонне, чтобы установить соответствующие стандарты.
Методы заточки сверл
При заточке сверл лучше всего использовать специальный станок для заточки сверл или универсальную заточную машину. Это имеет решающее значение для обеспечения срока службы сверла и точности обработки. Если исходное сверло находится в хорошем состоянии, его можно -заточить в соответствии с исходной конструкцией. Если исходное сверло имеет дефекты, форму задней части можно соответствующим образом изменить, а кромку долота можно -заточить заново в соответствии с предполагаемым использованием.
При заточке следует учитывать следующие моменты:
1. Не допускайте перегрева, чтобы избежать снижения твердости сверла;
2. Устраните все повреждения сверла (особенно повреждения режущей кромки);
3. Форма сверла должна быть симметричной;
4. Будьте осторожны, чтобы не повредить режущую кромку во время заточки, и после заточки удалите заусенцы;
5. Для твердосплавных сверл форма заточки оказывает существенное влияние на производительность сверла. Форма сверла на заводе — это оптимальная форма, полученная в результате научного проектирования и многократных испытаний; поэтому первоначальная форма режущей кромки обычно должна сохраняться при повторной-заточке.
