Осевой режущий инструмент и особенности его работы

Такие режущие инструменты, как сверла, зенкеры и развертки, объединяются в одну группу, называемую осевым режущим инструментом. Одной из особенностей осевого режущего инструмента является то, что его не нужно настраивать на размер перед рабочим ходом. Размеры и форма обрабатываемой поверхности определяются геометрическими размерами инструмента, вследствие чего эти инструменты также называются «мерными».

Точность обработки заготовки с использованием осевого инструмента практически не зависит от установленного режима резания.

Режим резания определяет в основном качество обработанной поверхности и, в первую очередь, ее шероховатость.

Обрабатываемая поверхность формируется в результате сложения двух движений - вращательного (главного движения) и поступательного вдоль оси инструмента (движения подачи). Во всех случаях процесс резания осуществляет коническая торцовая поверхность инструмента. В зависимости от назначения инструмента, она выполняется с различным углом конуса φ, угол сверл при вершине составляет 120°, а угол развертки - от 3 до 15°.

Главное движение резания может осуществляться как за счет вращения инструмента (на станках сверлильной группы), так и за счет вращения заготовки (на станках токарной группы).

Параметры процесса резания при сверлении и зенкеровании схематически показаны на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Параметры процесса резания а - при сверлении, б - при зенкеровании

При обработке осевым инструментом, особенно сверлами, процесс стружкообразования протекает в стесненных условиях, поэтому отвод стружки и охлаждение зоны резания имеют большое значение. Перечисленные режущие инструменты предназначены для разных работ. Сверло и осуществляемый им процесс сверления- основной технологический способ образования отверстия в сплошном металле. В случае сверления глубина резания t равна половине диаметра просверленного отверстия (практически из-за неравномерности усилий резания действующих на каждую режущую кромку спирального сверла, диаметр обработанного отверстия несколько больше диаметра сверла, наблюдается так называемая «разбивка отверстия»).

Наибольшее распространение получили спиральные сверла как наиболее универсальные, при использовании которых наиболее удачно решается вопрос отвода из зоны резания стружки, осуществляемый спиральными канавками.

Геометрия заточки обычного спирального сверла показана на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Геометрия заточки спирального сверла

Угол наклона винтовой канавки w - угол между осью сверла и развернутой винтовой линией кромки ленточки у режущей части (рис. 2.3.). Шаг винтовой канавки Н (теоретический) - шаг кромки ленточки, подсчитанный по углу наклона винтовой канавки. Спиральное сверло при постоянном шаге канавки имеет для различных точек режущей кромки различные значения угла w (w=10-45°). У периферии сверла - угол наклона винтовой канавки наибольший, по мере приближения к центру сверла он уменьшается.

Рис. 2.3. Угол наклона винтовой канавки

Величина угла w определяется по формуле:

tg w = πD/H,

где D - диаметр сверла в мм; Н - шаг винтовой канавки в мм.

Угол наклона поперечной кромки y - острый угол между проекциями поперечной и режущей кромок на плоскость, перпендикулярную к оси сверла; ψ = 50 - 55°;

Угол при вершине 2j - угол между главными режущими кромками сверла;

2φ = 116 - 125° - при обработке стали и чугуна;

2φ = 130 - 140° - при обработке меди, алюминия и их сплавов.

Зенкерование- это процесс доработки ранее обработанного отверстия, просверленного или полученного в стадии изготовления исходной заготовки при ее отливке или штамповке.

Зенкерование по сравнению со сверлением обеспечивает более высокую точность. Это объясняется большим числом одновременно работающих зубьев (z = 3...6), меньшими углами в плане (j = 45...60°), меньшими припусками на обработку (h = 0,5...3 мм), большей жесткостью инструмента.

Зенкер срезает значительно меньший по толщине слой металла, т.е. при зенкеровании образуется меньше стружки, поэтому нужно меньше места для ее отвода. За счет этого уменьшается нагрузка, приходящаяся на каждый зуб, и поэтому повышается качество обработки.

Развертывание- обычно технологический процесс, завершающий обработку отверстия точного размера с малыми параметрами шероховатости. Глубина резания при развертывании невелика 0,1 - 0,4 мм.

Развертка срезает слой очень малой толщины, поэтому она изнашивается в основном по задней поверхности.