Свердла, як найпоширеніші ріжучі інструменти при обробці отворів, широко використовуються в машинобудуванні, особливо для обробки отворів у таких деталях, як охолоджувальні пристрої, трубні дошки енергетичного обладнання та парогенератори. Їх застосування особливо широке і важливе.
I. Характеристика буріння
Свердла зазвичай мають дві основні ріжучі кромки. Під час обробки свердло ріже, обертаючись. Передній кут свердла збільшується від центральної осі до зовнішнього краю; швидкість різання вище ближче до зовнішнього кола і зменшується до центру, досягаючи нуля в центрі обертання. Ребро долота свердла розташоване біля центральної осі обертання. Він має великий вторинний передній кут, відсутність місця для стружки та низьку швидкість різання, що створює значний осьовий опір. Якщо кромку долота відшліфовано за типом A або C відповідно до DIN 1414, ріжуча кромка поблизу центральної осі матиме позитивний передній кут, що може зменшити опір різанню та значно покращити ефективність різання.
Свердла можна класифікувати на багато типів за формою, матеріалом, структурою та функцією заготовки, як-от свердла зі швидкорізальної-сталі (спіральні свердла, свердла з кількома-отворами, плоскі свердла), суцільні твердосплавні свердла, свердла для дрібних отворів із змінними отворами, свердла для глибоких отворів, гніздові свердла та свердла зі змінною головкою.
II. Розбивання та видалення стружки
Різання свердла відбувається в обмеженому просторі отвору, і стружку необхідно видаляти через різальні канавки свердла. Тому форма стружки значною мірою впливає на ефективність різання свердла. Звичайні форми стружки включають лускоподібну, трубчасту, голчасту, конічну, спіралеподібну, стрічкову, віялоподібну та порошкоподібну.
Ключ до свердління – контроль стружки
Якщо форма чіпа невідповідна, виникнуть такі проблеми:
① Дрібна стружка забиває різальні канавки, впливаючи на точність свердління, зменшуючи термін служби свердла та навіть спричиняючи поломку свердла (наприклад, порошкоподібна стружка, віялоподібна стружка тощо);
② Довга стружка обертається навколо свердла, заважаючи роботі, спричиняючи поломку свердла або запобігаючи потраплянню ріжучої рідини в отвір (наприклад, спіральна стружка, стрічкова стружка тощо).
Як вирішити проблему невідповідної форми чіпа:
① Такі методи, як збільшення швидкості подачі, періодична подача, повторне-заточування краю долота та встановлення стружколомів, можна використовувати окремо чи в комбінації для покращення руйнування та видалення стружки, усуваючи проблеми, спричинені стружкою.
② Можна використовувати спеціальні стружколомні-дрилі. Наприклад, додавання розробленої кромки-для ламання стружки до свердлільних канавок розбиває стружку на фрагменти, які легше видаляються. Осколки плавно розвантажуються по пазах, запобігаючи засміченню. Таким чином, нові стружколомні свердла забезпечують набагато плавніший ефект різання, ніж традиційні свердла.
Одночасно короткі фрагменти металевої стружки полегшують потік охолоджуючої рідини до наконечника свердла, ще більше покращуючи розсіювання тепла та продуктивність різання під час обробки. Крім того, оскільки нещодавно додана стружко{1}}ламальна кромка пронизує всю канавку свердла, воно зберігає свою форму та функції навіть після кількох повторних-циклів заточування. Окрім вищезгаданих функціональних покращень, варто зазначити, що ця конструкція посилює жорсткість корпусу свердла, значно збільшуючи кількість отворів, які можна просвердлити за один цикл повторного-заточування.
III. Точність свердління
Точність отвору в основному визначається такими факторами, як діаметр отвору, точність позиціонування, співвісність, округлість, шорсткість поверхні та задирки на отворі.
Фактори, що впливають на точність обробленого отвору при свердлінні:
① Точність затискання свердла та умови різання, такі як тримач інструменту, швидкість різання, швидкість подачі та рідина для різання;
② Розмір і форма свердла, наприклад довжина свердла, форма ріжучої кромки та форма серцевини;
③ Форма заготовки, наприклад форма бічної стінки отвору, форма отвору, товщина та стан затиску.
Збільшення
Збільшення спричинене коливанням свердла під час обробки. Коливання різцетримача істотно впливає на діаметр отвору і точність позиціонування. Тому інструментотримач слід негайно замінити, якщо він сильно зношений. Під час свердління малих отворів важко виміряти та налаштувати коливання, тому найкраще використовувати свердло з великим-хвостовиком і малим-діаметром із хорошою співвісністю між ріжучою кромкою та хвостовиком. При використанні повторно заточених свердел зниження точності отворів часто відбувається через асиметрію задньої форми. Контроль різниці у висоті ріжучої кромки може ефективно запобігти розширенню отвору.
Округлість отвору
Завдяки вібрації свердла форма просвердленого отвору легко стає багатокутною, що призводить до появи клепок на стінці отвору. Поширені полігональні отвори часто трикутні або п'ятикутні. Причина трикутних отворів полягає в тому, що свердло має два центри обертання під час свердління, вібруючи з частотою кожні 600 градусів. Основною причиною цієї вібрації є дисбаланс опору різанню. Після одного оберту свердла через погану округлість отвору опір різанню стає незбалансованим під час другого оберту, повторюючи попередню вібрацію, але з невеликим зсувом фази, в результаті чого на стінці отвору утворюються клепки. Коли глибина свердління досягає певного рівня, тертя між ріжучою кромкою свердла і стінкою отвору збільшується, вібрація зменшується, нарізи зникають, округлість покращується. Цей тип отвору має форму-лійки в поздовжньому розрізі. З цієї ж причини під час різання можуть з’явитися п’ятикутні та семикутні отвори. Щоб усунути це явище, окрім контрольних факторів, таких як вібрація патрона, різниця у висоті ріжучої кромки та асиметрія форми бокової та ріжучої кромки, слід вжити заходів для покращення жорсткості свердла, збільшення подачі на оберт, зменшення кута зазору та повторного{10}}шліфування кромки долота.
Свердління на похилих і криволінійних поверхнях
Коли ріжуча поверхня або поверхня проникнення свердла є похилою, вигнутою поверхнею або сходинкою, точність позиціонування низька, оскільки свердло виконує радіальне одностороннє різання, зменшуючи термін служби інструмента.
Щоб підвищити точність позиціонування, можна вжити таких заходів:
1. Спочатку просвердліть центральний отвір;
2. Відфрезеруйте посадочне місце отвору торцевою фрезою;
3. Виберіть свердло з хорошим проникненням і жорсткістю;
4. Зменшіть швидкість подачі.
Видалення задирок
Під час свердління часто виникають задирки на вході та виході з отвору, особливо при обробці твердих матеріалів і тонких пластин. Це пояснюється тим, що коли свердло наближається до проникнення, заготовка зазнає пластичної деформації. Трикутна частина, яка повинна бути розрізана ріжучою кромкою біля зовнішнього краю, деформується назовні під дією осьової сили різання та далі скручується під дією фаски та ріжучої кромки свердла, утворюючи задирок або вальцьований край.
[Зображення]
IV. Умови обробки буріння
Більшість каталогів свердел містять «Довідкову таблицю основних параметрів різання», упорядковану за матеріалами, що обробляються. Користувачі можуть звернутися до наданих параметрів різання, щоб вибрати відповідні умови різання для свердління. Відповідність вибраних умов різання слід оцінювати шляхом пробного різання, враховуючи такі фактори, як точність обробки, ефективність обробки та термін служби свердла.
1. Термін служби свердла та ефективність обробки
Відповідно до передумови відповідності технічним вимогам заготовки доцільність використання свердла повинна бути всебічно оцінена на основі терміну служби свердла та ефективності обробки. Шлях різання можна використовувати як показник оцінки терміну служби свердла; швидкість подачі може бути використана як метрика оцінки ефективності обробки. Для-свердел із швидкорізальної сталі на термін служби суттєво впливає швидкість обертання, а меншою — подача на оберт. Таким чином, збільшення подачі на оберт може підвищити ефективність обробки, забезпечуючи довший термін служби свердла. Однак слід зазначити, що надмірна подача на оберт призведе до потовщення стружки, що ускладнить руйнування стружки. Тому важливо визначити оптимальний діапазон подачі на оберт для успішного руйнування стружки під час пробного різання. Для твердосплавних свердел ріжуча кромка має більшу фаску вздовж негативного переднього кута, що призводить до меншого діапазону вибору для подачі на оберт порівняно зі свердлами з високо-швидкорізальної сталі. Перевищення цього діапазону під час обробки зменшить термін служби свердла. Оскільки твердосплавні свердла мають вищу термостійкість, ніж свердла зі швидкорізальної-сталі, швидкість обертання має мінімальний вплив на термін служби свердла. Таким чином, збільшення швидкості обертання може підвищити ефективність обробки, забезпечуючи термін служби свердла.
2. Правильне використання ріжучої рідини
Різання свердла відбувається в обмеженому просторі отвору, тому тип і спосіб застосування ріжучої рідини значно впливають на термін служби свердла та точність обробки отвору. Змазувально-охолоджувальні рідини можна загалом класифікувати на водо-розчинні та не-водо-розчинні типи. Не-водо-розчинні рідини для різання мають кращі властивості змащування, змочування та анти-прилипання, а також забезпечують захист від іржі. Водорозчинні рідини мають кращі охолоджувальні властивості, не{10}}димлять і не-займисті. З огляду на захист навколишнього середовища останніми роками значно зросло використання водо-змазочних рідин. Однак неправильні коефіцієнти розведення або погіршення ріжучої рідини можуть різко скоротити термін служби інструменту, тому під час використання слід бути уважним. Незалежно від того, розчинна чи не-водо-водорозчинна рідина-, важливо переконатися, що рідина належним чином досягає точки різання. Крім того, потрібно суворо контролювати швидкість потоку, тиск, кількість форсунок і спосіб охолодження (внутрішнє або зовнішнє охолодження).
V.
Перезаточування свердла
Критерії переточування свердла
Критерії для визначення того, чи потребує свердло заточування:
1. Ступінь зносу ріжучої кромки, кромки долота та граней ріжучої стрічки;
2. Точність розмірів і шорсткість поверхні обробленого отвору;
3. Колір і форма чіпсів;
4. Опір різанню (непрямі значення, такі як струм шпинделя, шум і вібрація);
5. Кількість виконаної роботи тощо.
У реальному використанні точний і зручний критерій слід визначати з наведених вище показників на основі конкретних обставин. Використовуючи ступінь зносу як критерій, слід визначити оптимальний період заточування з найкращою економічною ефективністю. Оскільки основними ділянками заточування є задня частина головки та край долота, надмірний знос свердла призводить до довшого часу заточування, більшого об’єму шліфування та меншої кількості циклів повторного заточування (загальний термін служби інструменту=ресурс інструменту після повторного заточування × кількість циклів повторного заточування), що в кінцевому підсумку скорочує загальний термін служби свердла. Якщо в якості критерію використовується точність розмірів обробленого отвору, для перевірки розгортання та прямолінійності отвору слід використовувати калібри або граничні калібри; якщо ці значення перевищені, свердло слід негайно заточити-. При використанні опору різанню як критерію можна використовувати такі методи, як автоматична зупинка верстата при перевищенні встановленого граничного значення (наприклад, струму шпинделя). При управлінні обмеженнями кількості обробки вищенаведені критерії слід розглядати всебічно, щоб встановити відповідні стандарти.
Способи заточування свердел
Для переточування свердел найкраще використовувати спеціальний верстат для заточування свердел або універсальну шліфувальну машину. Це має вирішальне значення для забезпечення терміну служби свердла та точності обробки. Якщо оригінальне свердло в хорошому стані, його можна повторно -заточити відповідно до оригінальної конструкції. Якщо оригінальне свердло має дефекти, задню форму можна відповідним чином змінити, а край долота можна повторно-заточити відповідно до призначення.
При заточуванні слід звернути увагу на наступні моменти:
1. Запобігайте перегріванню, щоб уникнути зниження твердості свердла;
2. Видаліть всі пошкодження свердла (особливо пошкодження ріжучої кромки);
3. Форма свердла повинна бути симетричною;
4. Будьте обережні, щоб не пошкодити ріжучу кромку під час заточування, і видаліть задирки після заточування;
5. Для твердосплавних свердел форма заточування має значний вплив на продуктивність свердла. Форма свердла на заводі – це оптимальна форма, отримана шляхом наукового проектування та багаторазових випробувань; отже, вихідну форму ріжучої кромки зазвичай слід зберігати під час повторного-заточування.
