Конструкция и разновидности современных сверл. Особенности их геометрии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С..П. Королева (Национальный исследовательский университет)»

Факультет заочного обучения

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

на тему: «КОНСТРУКЦИЯ И РАЗНОВИДНОСТИ СОВРЕМЕННЫХ СВЕРЛ. ОСОБЕННОСТИ ИХ ГЕОМЕТРИИ»

по курсу: «Режущий инструмент»

Выполнил: Савенкова Е.С.

Проверил: Шаров А.А.

Самара, 2016

Реферат

Контрольная работа.

Пояснительная записка содержит: 15 страниц; 9 рисунков; 3 источника.

СВЕРЛО. РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ. РЕЖУЩАЯ ЧАСТЬ. РАБОЧАЯ ЧАСТЬ. ШЕЙКА. ХВОСТИК. ЛАПКА. КАНАВКА. ПЕРЕМЫЧКА.

Объектом исследования является сверло.

Целью контрольной работе является рассмотрение конструкции и разновидностей современных сверл и особенности их геометрии.

В процессе работы был выбран метод анализа литературных изданий, Интернет-ресурсов по заданной теме и собственных наблюдений и знаний.

Содержание

Введение

1. Конструкция сверла

2. Классификация сверл

2.1 Спиральное сверло

2.2 Перовое сверло

2.3 Пушечное сверло

2.4 Ружейное сверло

2.5 Многокромочные сверла

2.6 Шнековые сверла

2.7 Сверло для кольцевого сверления

2.8 Центровочное сверло

Заключение

Список использованных источников

Введение

Работу современного строителя сложно представить без использования сверла, поэтому этот строительный инструмент получил широкое распространение во всех отраслях строительной промышленности. В процессе развития и усовершенствования строительной отрасли в целом, разрабатываются новые модели строительных инструментов, расходных материалов. Поэтому на сегодняшний день насчитывается огромное количество видов сверл, которые отличаются своими конструктивными особенностями, в зависимости от задач, а так же материалов, при работе с которыми они используются.

Наиболее точное определение сверла выглядит следующим образом: режущий инструмент с вращательным движением резания и осевым движением подачи, предназначенный для выполнения отверстий в сплошном слое материала, а также рассверливания уже существующих отверстий.

1. Конструкция сверла

Конструктивно сверло состоит из рабочей части, которая включает режущую и калибрующую части, а так же хвостика. В зависимости от строения и материала первой определяется назначение инструмента.

Режущая часть сверла - это место на его торце, где размещены заостренные кромки, которые обеспечивают проникновение сверла в материал. Расположенная позади режущей, калибрующая часть оснащена канавками для удаления стружки и определяет диаметр и гладкость краев отверстия. Хвостик сверла предназначен для закрепления сверла на станке или в ручном инструменте.

Рис. 1. Конструкция сверла

строительный сверло конструктивный геометрия

2. Классификация сверл

2.1 Спиральное сверло

Спиральное сверло является основным типом сверл, наиболее широко распространенным в промышленности (рис. 2). Оно используется при сверлении и рассверливании отверстий диаметром до 80 мм и обеспечивает обработку отверстий по 4--5-му классам точности и с чистотой поверхности 2--3-го классов. Спиральные сверла состоят из следующих основных частей: режущей, направляющей или калибрующей, хвостовика и соединительной. Режущая и направляющая части в совокупности составляют рабочую часть сверла, снабженную двумя винтовыми канавками.

Рис. 2. Элементы спирального сверла

Режущая часть спирального сверла состоит из двух зубьев, которые в процессе сверления своими режущими кромками врезаются в материал заготовки и срезают его в виде стружки. Это основная часть сверла. Условия работы сверла определяются главным образом конструкцией режущей части сверла.

Направляющая часть сверла необходима для создания направления при работе инструмента. Поэтому она имеет две направляющие винтовые ленточки, которые при сверлении соприкасаются с рабочей поверхностью направляющей втулки и со стенками обработанного отверстия. Направляющая часть имеет вспомогательные режущие кромки -- кромки ленточки, которые участвуют в оформлении (калибровании) поверхности обработанного отверстия. Кроме этого направляющая часть сверла служит запасом для переточек инструмента. Она обеспечивает также удаление стружки из зоны резания.

Хвостовик служит для закрепления сверла на станке. Он с помощью цилиндрической шейки соединяется с рабочей частью сверла. Наиболее часто рабочая часть сверла изготовляется из быстрорежущей стали, а хвостовик из стали 45. Рабочая часть и хвостовик соединяются сваркой. В промышленности используются также твердосплавные сверла.

Примеры:

- Сверло Зубр 4-29621-133-10 «МАСТЕР» предназначено для выполнения сквозных и глухих отверстий в металлических заготовках из легированной и углеродистой стали с пределом прочности при растяжении до 900 Н/мм². Сверло изготовлено из высокопроизводительной быстрорежущей стали Р6М5. Угол режущей части 118 градусов. Оснастка имеет цилиндрический хвостовик. Класс точности сверла В1;

- Сверло INDUSTRIE KRAFTOOL 29655-133-10 предназначено для выполнения сквозных и глухих отверстий в металлических заготовках из легированной и нержавеющей стали и сплавов с пределом прочности при растяжении до 1000 Н/мм². Сверло изготовлено из высокопроизводительной быстрорежущей стали HSS c 5% содержанием кобальта, что в 3 раза увеличивает ресурс работы. Угол заточки - 135 градусов. Оснастка имеет цилиндрический хвостовик. Класс точности сверла - А1.

2.2 Перовое сверло

Перовые сверла (рис. 3, а) являются наиболее простыми по конструкции. Они применяются при обработке твердых поковок, а также ступенчатых (рис. 3, б) и фасонных отверстий.

Рис. 3. Перовое сверло

Рабочая часть этих сверл выполняется в виде пластинки, снабженной у торца режущей частью. Режущая часть имеет две режущие кромки, угол между которыми 2ц принимается равным 90° при обработке мягких материалов и 140° для обработки твердых материалов. В результате пересечения задних плоскостей обоих режущих кромок создается поперечная режущая кромка. Угол ее наклона обычно равен 55°--60°. Для уменьшения трения калибрующая часть сверла имеет фаску f шириной 0,2-- 0,5 мм, вспомогательный боковой задний угол б1 = 5 -:- 8° и утонение по диаметру в пределах 0,05--0,10 мм на всю длину сверла.

Примеры:

- Сверло перовое по дереву (17х400 мм; хвостовик 1/4") Bosch 2608595407. По сравнению с плоскофрезерным сверлом данная оснастка сверлит в три раза быстрее, а точно заточенное острие, которое является самозатягивающимся, и режущие кромки позволяют производить отверстия точно заданного размера. Данное сверло из серии Self Cut изготовлено из улучшенной стали;

- Сверло перьевое (25х152 мм) по дереву Зубр 29505-25. Материал оснастки инструментальная сталь, благодаря чему сверло отличается прочностью, надежностью и не теряет свои режущие качества даже после долгого времени пользования. Еще одной особенностью сверла является осуществление центрирования, для точной и качественной работы. Легкий отвод стружки из места обработки благодаря угловым резцам. С помощью оснастки достигается высокая производительность при сверлении отверстий.

- Перовое сверло Энкор 19103 предназначено для выполнения сквозных и глухих отверстий в заготовках из мягких и твердых пород древесины. Точное засверливание обеспечивает направляющее острее. Сверло имеет шестигранный 1/4” хвостовик. Возможно подсоединение к удлинителю сверла, которое приобретается отдельно.

2.3 Пушечное сверло

Многие детали имеют отверстия, длина которых превышает диаметр сверла в 5--10 раз. Сверление таких отверстий связано с большими трудностями, вызываемыми затруднительными условиями отвода стружки и подвода смазывающе-охлаждающей жидкости в зону резания, необходимостью обеспечения более точного направления сверла при работе и т. п. Рабочая часть пушечного сверла представляет собой полукруглый стержень, плоская поверхность которого является передней поверхностью (рис. 4). На торце стержня создается режущая кромка, перпендикулярно оси сверла. Задняя торцевая плоскость сверла затачивается под углом б = 10 -:- 20°.

Рис.4. Пушечное сверло

Для лучшего направления сверло имеет цилиндрическую опорную поверхность, на которой срезаются лыски под углом 30--45° и делается обратный конус порядка 0,03--0,05 мм на 100 мм длины рабочей части. В результате этого уменьшается трение сверла о стенки обрабатываемого отверстия. Пушечное сверло работает в тяжелых условиях, имеет неблагоприятную геометрию передней поверхности, не обеспечивает непрерывного процесса резания, так как для удаления стружки приходится периодически выводить сверло из отверстия.

2.4 Ружейное сверло

Более совершенными сверлами для глубокого сверления являются ружейные сверла (рис. 5).

Рис. 5. Ружейное сверло

Они имеют рабочую часть и стебель 2. Рабочая часть представляет собой трубку с продольным прямолинейным пазом. Через отверстие в трубку подводится к режущей части сверла смазывающе-охлаждающая жидкость, которая выходит по продольному пазу наружу, увлекая при этом и стружку. Для облегчения резания и лучшего направления вершина сверла смещена относительно его оси на 0,25 диаметра сверла. Сверло имеет одну режущую кромку, состоящую из наружной и внутренней частей. Угол в плане на обоих участках кромки обычно принимается равным 60°, а задний угол - 12--15°. Для уменьшения трения сверла о стенки отверстия на рабочей части делается обратная конусность размером 0,1--0,3 мм на 100 мм длины, а также снимаются лыски. Такие сверла по сравнению с пушечными сверлами имеют лучшее направление, улучшенный отвод стружки и подвод к зоне резания смазывающе-охлаждающей жидкости, что приводит к повышению стойкости инструмента. Они обеспечивают непрерывный процесс резания и высокое качество обработанной поверхности.

2.5 Многокромочные сверла

При глубоком сверлении отверстий, диаметр которых более 20 мм, применяется сверло, имеющее четыре направляющие ленточки (рис. 6, а). Это способствует лучшему центрированию его в отверстии. Для подвода смазывающе-охлаждающей жидкости в стебле сверла предусмотрено отверстие, которое соединяется с рядом мелких отверстий, распределяющих жидкость по режущим кромкам. На главных режущих кромках делаются стружкоразделительные канавки, которые способствуют раздроблению стружки и лучшему вымыванию ее охлаждающей жидкостью.

Глубокое сверление отверстий сравнительно малого диаметра производится удлиненными спиральными сверлами. Наиболее удачными являются спиральные сверла с отверстиями для подачи охлаждающей жидкости под давлением в зону резания, что способствует улучшению отвода стружки и повышению стойкости инструмента (рис. 6, б). Однако при сверлении на глубину, равную восьми диаметрам и более, стабильный отвод стружки этими сверлами не обеспечивается.

Рис. 6. Многокромочные сверла для глубокого сверления

Примером подобной конструкции могут служить шнековые сверла для обработки отверстий глубиной до 30-- 40 диаметров в чугуне (рис. 7).

Рис. 7. Шнековые сверла

В отличие от стандартных сверла шнековые имеют больший угол наклона винтовых канавок щ = 60⁰ и увеличенную толщину сердцевины, равную 0,3--0,35 диаметра сверла. Диаметр сердцевины не изменяется по длине сверла, в то время как у стандартных сверл он увеличивается при перемещении от режущей части к хвостовику. Стружечные канавки шнекового сверла имеют в осевом сечении прямолинейный треугольный профиль, имеющий закругление во впадине. Причем образующая рабочей стороны канавки идет перпендикулярно оси сверла. Канавка сверла плавно переходит в спинку зуба, идущую под углом в к оси, образуя ленточку заданного размера.

У шнековых сверл ширина ленточки берется равной 0,5 - 0,8 ширины ленточки стандартного сверла.

Увеличенный угол наклона винтовых канавок и их соответствующий профиль обеспечивают при глубоком сверлении надежное удаление стружки из зоны резания без выводов сверла из отверстия.

Требуемые величины геометрических параметров на режущей части шнекового сверла создаются подточкой передней поверхности и заточкой задней поверхности по плоскостям. При обработке чугуна геометрические параметры принимаются равными: статический передний угол 12--18°, задний угол 12 --15* угол при вершине сверла 2ц -- 120 -:- 130°.

При обработке стали передний и задний углы берутся в пределах 12--15°, а угол при вершине 90°. Глубокое сверление высокопрочной стали типа 1Х18Н9Т производится шнековыми сверлами, имеющими угол наклона винтовой канавки щ = 35°, угол при вершине сверла 2ц = 120°, задний угол 8--10⁰, передний угол 12--15⁰.

Пример: Шнековые сверла по дереву от фирмы MAFELL (Германия) предназначены для использования, как с электродрелью, так и со сверлильными станками. Сверла изготовлены из высококачественной стали, имеют специальное антикоррозийное покрытие, что продлевает их срок эксплуатации.

2.7 Сверло для кольцевого сверления

При обработке глубоких отверстий сравнительно больших диаметров применяются сверла для кольцевого сверления (рис. 8). Кольцевое сверло представляет собой полый цилиндр, на торце которого закреплены режущие зубья, число которых колеблется от трех до двенадцати

Рис. 8. Сверло для кольцевого сверления

На наружной поверхности кольцевого сверла прорезаны стружечные канавки, расширяющиеся к нерабочему торцу для облегчения удаления стружки.

При проектировании кольцевых сверл можно применять различные схемы резания: схему резания, обеспечивающую деление ширины резания; схему, обеспечивающую деление подачи и комбинированную схему. По схеме, обеспечивающей деление ширины резания, подача, приходящаяся на каждый зуб, равна подаче в целом на инструмент. Каждый зуб срезает стружку небольшой ширины, в совокупности же все зубья инструмента снимают полную ширину резания. Схема деления подачи обеспечивает срезание полной ширины резания каждым зубом инструмента. Благодаря этому значительно увеличивается подача на оборот инструмента в целом, которая равна произведению подачи на зуб на число зубьев. Однако условия работы инструмента, сконструированного по схеме деления подачи, затруднительны, так как при полной ширине резания стружка своими торцами соприкасается с боковыми поверхностями отверстия, что затрудняет ее отвод. Поэтому чаще всего используется комбинированная схема резания, когда происходит разделение и ширины реза и подачи между отдельными зубьями.

Сверло ЭКСПЕРТ алмазное трубчатое Зубр 29850-73 используется для сверления отверстий в кафеле, керамике и стекле с помощью электродрели. Оснащено центрирующим сверлом и имбусовым ключом. Благодаря алмазному покрытию отверстие получается без трещин и сколов. Обязательно охлаждение водой. Оснастка выполнена из углеродистой стали. Наиболее подходящая скорость сверления - 1000-1500 об/мин.

Характеристики: диаметр сверла - 73 мм, зерно P60.

2.8 Центровочное сверло

Особую группу сверл составляют центровочные сверла, предназначенные для обработки центровых отверстий (рис. 9). Они бывают простые (рис. 9, а), комбинированные (рис. 9, б), комбинированные с предохранительным конусом (рис. 9, в).

Простые спиральные сверла отличаются от обычных спиральных сверл только меньшей длиной их рабочей части, так как ими производится сверление отверстий небольшой длины. Они применяются при обработке высокопрочных материалов, в то время как комбинированные сверла часто ломаются.

Рис. 9. Сверла центровочные

Комбинированные сверла изготовляются двухсторонними и предназначены для одновременной обработки как цилиндрической, а также и конической поверхностей центрового отверстия. Это приводит к повышению производительности обработки.

Комбинированные сверла с предохранительным конусом позволяют обрабатывать не только цилиндрическую и коническую поверхность центрового отверстия, но и поверхность предохранительного конуса с углом при вершине, равным 120°.

Заключение

Приведенные в данной контрольной работе разновидности сверл -- только часть из общего числа. По результатам проделанной работы можно сделать выводы о том, как правильно выбрать сверла и какие из них лучше именно для выбранной цели.

Учитывая все критерии при покупке инструмента, не придется озадачиваться в ближайшее время необходимостью приобретения нового сверла. Оно прослужит долго, а качество выполненных работ будет соответствовать заданным требованиям.

Список использованных источников

1. Кожевников Д. В., Кирсанов С. В. Металлорежущие инструменты[Текст]: Учебник (гриф УМО). Томск: Изд-во Томского ун-та, 2003. - 392 с.

2. http://www.vseinstrumenti.ru [Электронный ресурс].

3. http://www.info.instrumentmr.ru/instrum_otverst.shtml [Электронный ресурс].

Размещено на Allbest.ru