У процесі свердління між різними елементами свердла і оброблюваної заготівлею, а також між передньою поверхнею свердла і стружкою виникає значне тертя. В результаті цього робочі поверхні свердла зношуються, ріжучі кромки притупляються або фарбують. У ріжучої частини спіральних свердел зношуються задня і передня поверхні, куточки, стрічки і поперечна ріжуча кромка.
Знос задніх поверхонь для різних точок ріжучої кромки протікає нерівномірно: у міру наближення до поперечної ріжучої кромці ступінь зносу зменшується. Це пояснюється тим, що на периферії свердла найбільша швидкість різання. Зношений ділянку задньої поверхні нагадує по своїй конфігурації трикутник. Ступінь зносу задньої поверхні визначається шириною h3 зношеної майданчика у периферії. Знос задньої поверхні ускладнює врізання різальних крайок в тіло оброблюваної заготовки, так як зростає тертя між задніми поверхнями (в місцях зносу) і поверхнею різання. Знос передніх поверхонь веде до зменшення переднього кута і ускладнює впровадження різальних крайок в тіло оброблюваної заготовки.
Знос куточків. Куточок - місце перетину головної різальної крайки з ріжучої кромкою стрічки. В результаті зносу куточок округлюється і ширина цього заокруглення служить характеристикою ступеня зносу. Чим більше зношується куточок, тим на більшій довжині відбувається знос стрічки і при заточуванні доводиться видаляти значну частину свердла.
Знос стрічок. При заклинюванні стружки між стінками отвору і допоміжними гвинтовими ріжучими крайками стрічок тертя різко зростає і відбувається прискорене притуплення цих країв на передньому кінці свердла. Діаметр переднього кінця направляючої частини зменшується і можливо заїдання свердла в отворі. Знос поперечної кромки веде до різкого зростання осьової сили.
ВИБІР РЕЖИМУ РІЗАННЯ ПРИ свердління
Період різання. Тривалість періоду різання визначається за формулою Т0 = L / (n-S0) хв. де L - довжина робочого ходу свердла, мм, n - число обертів свердла в хвилину, s про - подача свердла за один оборот, мм. Довжина робочого ходу свердла складається з наступних елементів: L = l + h + l2, де l - глибина отвору, U - довжина врізання свердла, що вимірюється шляхом, прохідним свердлом від моменту торкання заготовки до врізання в неї на повний діаметр (зазвичай її приймають рівною однієї третини діаметра свердла), к-довжина перебігаючи свердла, дорівнювала зазвичай 1-2 мм (під час свердління глухих отворів перебігаючи відсутня). З цієї формули випливає, що при свердлінні отвору діаметром D і глибиною I період різання буде тим менше, чим з більшою швидкістю різання v або з більшою подачею s0 буде вестися обробка.
Стійкість інструменту. В результаті роботи ріжучий інструмент зношується і втрачає ріжучі властивості. Їх відновлення здійснюється шляхом заточки. Тривалість безперервної роботи інструменту між заточками називають його стійкістю.
Стійкість інструменту залежить від матеріалу ріжучого інструменту, матеріалу заготовки, величини подачі свердла, величини швидкості різання і інших умов обробки. Вирішальний вплив на стійкість надає швидкість різання, зі збільшенням якої стійкість різко зменшується.
Економічна швидкість різання. Для будь-яких умов роботи може бути встановлена така швидкість різання, при якій вартість сверлильной обробки буде найменшою. Таку швидкість називають економічної швидкістю різання. Бажано, щоб вона була якомога більшою, тоді одночасно з найменшою вартістю сверлильной обробки буде досягнута і найбільша її продуктивність.
Величина економічної швидкості різання залежить від умов обробки і в першу чергу від таких чинників: діаметра свердла, глибини отвору, величини подачі, геометрії робочої частини свердла, матеріалу інструменту, охолоджуючої рідини для різання. Вплив на швидкість різання діаметра свердла. Зі збільшенням діаметра свердла швидкість різання може бути дещо підвищена, так як умови його роботи поліпшуються: зростає перетин гвинтових канавок, що полегшує відведення стружки, підвищується жорсткість свердла, що зменшує небезпеку його вигину, менше нагріваються ріжучі кромки, оскільки маса свердла стає більшою.
Вплив на швидкість різання глибини отвору. Зі збільшенням глибини отвору швидкість різання кілька знижують. Чим глибше при даному діаметрі отвір. тим складніше відводити стружку і подавати охолоджуючу рідину. Тривале перебування стружки в канавках призводить до більш інтенсивному нагріванню свердла і зниження його стійкості. При свердлінні в пластичних металах отворів, глибина яких перевищує їх діаметр більше ніж в 2,5-3 рази, відведення стружки стає скрутним настільки, що доводиться періодично виводити свердло з отвору для видалення застрягла стружки. Вплив на швидкість різання подачі. Зі збільшенням подачі зростає перетин зрізаного шару при збереженні постійної швидкості різання збільшується потужність, що витрачається на різання, а отже, і кількість виробленого при цьому тепла. Щоб запобігти перегріву різальних крайок і зберегти стійкість свердла, рекомендується при збільшенні подачі знижувати швидкість різання.
Вплив геометрії робочої частини свердла. Раціональна геометрія робочої частини свердла, т. Е. Геометрична характеристика форми і взаємного розташування робочих поверхонь і ріжучих кромок сверлильного інструменту, створює умови для кращого використання інструменту і полегшує відведення тепла від різальних крайок, що дозволяє підвищити швидкість різання при тій же стійкості інструменту. Способи поліпшення геометрії інструменту розглянуті в Вплив н я швидкість різання матеріалу ріжучого інструменту. Чим більше теплова стійкість і зносостійкість матеріалу, з якого виготовлений ріжучий інструмент, тим з більшою швидкістю різання можна вести обробку. Так, швидкість різання при обробці інструментом з швидкорізальної сталі в 2 рази більше, ніж при обробці інструментом зі сталі У10 або У10А, а твердосплавний інструмент дозволяє застосовувати швидкості різання в 5-7 разів більші, ніж інструмент з вуглецевої сталі.
Вибір режиму різання починається з встановлення величини подачі, яка залежить в першу чергу від діаметра свердла і властивостей оброблюваного матеріалу.
З таблиці випливає, що збільшення діаметра свердла дозволяє підвищити подачу, тому що чим більше діаметр свердла, тим воно міцніше і жорсткіше і тим менше схильне подовжньому вигину.
Заточення І РАЦІОНАЛЬНА ГЕОМЕТРІЯ спірального свердла
Цілі і способи заточування. Заточка надає задніх поверхнях ріжучої частини свердла форму і положення, що забезпечують найбільш сприятливі умови різання, і відновлює ріжучу здатність затупившегося інструменту. Чим менше товщина шару, що знімається при заточуванні, тим довговічніше свердло.
Заточування проводиться на спеціальних заточувальних верстатах абразивними кругами: корундовими, якщо інструмент виготовлений. з вуглецевої або швидкорізальної сталі, і карборундовими, якщо інструмент виготовлений з твердого сплаву. Задніх поверхнях надається конічна або гвинтова форма.
У першому випадку свердло 3, закріплене в спеціальному пристосуванні 4, притискається задньою поверхнею до торця абразивного круга 1 і при заточуванні погойдується, відхиляючись від осі 00. Потрібне положення свердла щодо осі кола і осі 00 визначається за допомогою спеціальних таблиць і залежить від потрібних значень 2ф , а й ін. При цьому заточування задня поверхня є частиною уявного конуса 2.
При гвинтовий заточування свердел 5 затиснуте в патроні і повільно обертається навколо своєї осі. Шліфувальний круг 11 закріплений на шпинделі 6. Шпиндель встановлений у втулці 9. Так як вісь ББ обертання шпинделя не збігається з віссю АА обертання втулки, то при одночасному обертанні втулки і шпинделя шліфувальний круг 11 здійснює планетарний рух: обертається навколо осі ББ і разом з нею навколо осі АА. Втулка 9 несе кулачок 10, притискуваний пружиною 7 до нерухомого виступу 8. Робочої поверхні кулачка надано таке обрис, що протягом першої половини обороту втулка і коло 11 рівномірно переміщаються уздовж осі вправо, а протягом другої половини обороту вліво. В результаті поєднання всіх перерахованих рухів кола і свердла задні поверхні останнього виходять гвинтовими. Заточка по гвинтовим поверхням застосовується тільки під час свердління м'яких металів, так як вона дає більш різке збільшення заднього кута до центру свердла, ніж заточка по конусу. При обробці твердих металів великий задній кут знижує міцність перемички свердла. Зі сказаного випливає, що заточка свердел вручну на звичайному абразивному колі не дає можливості домогтися необхідної форми і положення задніх поверхонь і не дозволить повністю використовувати ріжучі властивості спіральних свердел. Для підвищення стійкості спіральних свердел застосовують також і інші методи заточування.
Свердла з подвійною заточуванням. Причиною виходу свердла з ладу найчастіше є знос куточків найбільш навантаженої ділянки свердла. Щоб зменшити знос і поліпшити відведення тепла, свердло постачають перехідною крайкою. Для цього на ділянці, ширина якого дорівнює 0,2 діаметра свердла, утворюється перехідний конус з кутом при вершині 2ф = 70-75 °. У такого свердла ріжучакромка стає довшим, міцність куточка підвищується. Стійкість свердел з подвійною заточуванням вище стійкості звичайних на 25-35%. Подвійна заточка свердел діаметром менше 10 мм неефективна. Свердла з підточеною перемичкою. Поперечна ріжуча кромка працює в несприятливих умовах і є причиною різкого збільшення осьової сили. Зменшити довжину цієї кромки, а з нею і протидію осьової сили можна подточкой перемички. Подточка збільшує передній кут поперечної кромки, зменшує її довжину і тим самим знижує осьову силу різання.
Існують різні способи підточування перемички. З них найбільш часто застосовується спосіб, показаний на рис. 53, б, що знижує величину осьової сили Р0 майже на 1/3 в порівнянні з силою, що виникає при роботі звичайним свердлом.
Свердла з підточеною стрічкою. Стійкість свердел з діаметром більше 12 мм підвищують, підточуючи стрічку на довжині 2-3 мм від робочого кінця направляючої частини свердла під кутом 6-8 °, зберігаючи при цьому стрічку шириною 0,2 мм.