Маслов А.Р. Инструментальные системы машиностроительных производств

Подождите немного. Документ загружается.

СИСТЕМЫ СВЕРЛ

243

Сверла с механическим креплением СРП из твердого сплава

применяются для сверления коротких отверстий длиной до

(0,5...

1,5)D.

Эффективно применение кольцевых сверл с твердо-

сплавными СРП, у которых две режущие пластины (рис. 7.9) равно

удалены от оси сверла. При этом подача на оборот равномерно

распределяется между двумя режущими пластинами.

Комбинированные сверла предназначены для сверления от-

верстий на глубину / = 1,5D и обработки фаски или мелкой выточ-

ки.

При обработке большого числа однородных отверстий приме-

нение таких сверл существенно повышает производительность

обработки.

Опыт эксплуатации сверл с твердосплавными СРП показал,

что в случае применения их на токарных станках с ЧПУ возможно

регулирование (увеличение) размера обработки за счет смещения

сверла в плоскости расположения режущих кромок (это увеличение

составляет

0,5..

.2 мм в зависимости от диаметра и размеров сверл).

Для обработки отверстий глубиной более 3D требуется повы-

шенная жесткость корпусов сверл. Так как жесткость сверл

уменьшается пропорционально третьей степени их длины, то уд-

линенные сверла нуждаются в направляющих элементах (высту-

пах, ленточках или втулках). Направляющие элементы, рас-

положенные на периферической части сверла, чувствительны к

изменениям диаметра обрабатываемого отверстия и попаданию

под них стружки. Применение центральной направляющей цапфы

существенно снижает влияние этих факторов. Если направляю-

щую цапфу выполнить в виде центровочного сверла, то при свер-

лении «по целому» это позволяет достигнуть больших глубин

сверления. Распределение глубины резания между несколькими СРП

обусловливает образование узкой стружки и снижает усилия резания.

В головке 3 сверла (рис. 7.10) в специальных гнездах с помо-

щью винтов 8 размещаются внешняя 7 и внутренняя 4 кассеты. В

Каждой кассете устанавливаются сменные режущие пластины 6. В

Центральном отверстии головки 3 закрепляется центровочное

Сверло 5. Головка 3 закрепляется в хвостовике 1 винтами 9. Кру-

тящий момент передается через торцовые пазы на головке 3 и хво-

стовике 1 с помощью поводка 2, идентичного поводкам оправок

244

Глава

СИСТЕМЫ

ИНСТРУМЕНТА

ДЛЯ ОБРАБОТКИ

ОТВЕРСТИЙ

для торцовых фрез. Аналогично соединяются переходники и уд-

линители этой системы сверл.

Для предупреждения заклинивания стружки между сверлом и

стенкой обрабатываемого отверстия переходники, удлинители и

хвостовики имеют диаметр значительно меньше диаметра обраба-

тываемого отверстия. Стружка при этом распределяется вдоль

хвостовика, что обеспечивает гашение вибраций.

Системы сборных перовых сверл разработаны для обработки

отверстий с D =

25....

130 мм с предельным отклонением диаметра

по Н12-Н14 и параметром шероховатости Rz = 40...20 мкм с глу-

биной до 25D. При горизонтальной схеме обработки глубина свер-

ления может достигать 100D при условии подвода СОЖ под дав-

лением для принудительного удаления стружки из зоны резания.

Рис. 7.10. Комбинированное сверло с СРП

направляющим сверлом:

- хвостовик;

- поводковое кольцо;

- головка сверла;

- внутренняя

кассета;

- направляющее сверло;

- сменные режущие пластины;

- внешняя кассета;

- винт для крепления кассеты;

9 -

винт для

крепления головки сверла

СИСТЕМЫ СВЕРЛ

245

Рис.

7.11.

Перовое сверло:

1 - режущая пластина; 2 -

винт;

3 - державка

Конструкция сборного перового сверла состоит из трех эле-

ментов (рис. 7.11): сменной режущей пластины 1, державки 3 и

винта 2, фиксирующего пластину в пазу державки. Режущая часть

пластины образована пересечением передней поверхности, зато-

ченной по цилиндру, с плоской задней поверхностью. Задняя по-

верхность пластины, как правило, имеет двухплоскостную заточ-

ку, улучшающую центрирование сверла в процессе обработки.

Для эффективного удаления образующей стружки на задних

поверхностях режущих лезвий пластины выполняются несколько

стружкоразделительных канавок, что позволяет формировать уз-

кую стружку.

СРП изготовляют из быстрорежущих сталей повышенной те-

плостойкости типа Р6М5К5, а также из твердых сплавов. На ре-

жущую пластину может быть нанесено износостойкое покрытие.

Конструкция узла крепления СРП унифицирована, державки 3

(см.

рис. 7.11) изготовляют с различными хвостовиками, что по-

зволяет иметь всего 7 типоразмеров державок для обработки от-

верстий диаметром 25...30 мм.

Державки изготовляют с внутренними каналами для подвода

СОЖ в зону резания к задним поверхностям режущих пластин.

Для вращающихся сверл подвод СОЖ осуществляется через спе-

циальный переходной патрон, устанавливаемый в шпинделе станка.

246

Глава

СИСТЕМЫ ИНСТРУМЕНТА

ДЛЯ

ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ

Рис.

7.12. Сверло марки «Multiplex»

Фирма Widia (Германия) производит сборные перовые сверла

диаметром 20...63 мм с цельнотвердосплавными режущими пла-

стинами. Так как твердосплавная СРП выполнена в целях эконо-

мии меньшей высоты, чем быстрорежущая, предусмотрена про-

межуточная вставка, располагающаяся в пазу державки между ре-

жущей пластиной и упорной поверхностью паза державки, что по-

зволяет использовать унифицированные державки сборных перо-

вых сверл.

Особенностью конструкции, показанной на рис. 7.12, является

базирование пластины 1, по габаритам в 3 раза меньшей, чем

обычная пластина сборного перового сверла, с помощью специ-

ального штифта, расположенного в пазу державки 3. Крепление

пластины осуществляется двумя симметрично расположенными

относительно оси державки винтами 2 и 4. Конические поверхно-

сти головок винтов входят в специальные конические цековки в

корпусе пластины, осуществляя таким образом фиксацию пластин

в пазу державки, имеющей спиральные канавки.

Для обработки глубоких отверстий применяют специализиро-

ванные сверла и сверлильные головки одностороннего резания.

СИСТЕМЫ СВЕРЛ

247

Особенность инструментов одностороннего резания - опреде-

ленность базирования (за счет уравновешивания равнодействую-

щей главной и радиальной составляющей сил резания в результате

взаимодействия направляющих элементов с поверхностью обра-

ботанного отверстия). Принудительный отвод стружки из отвер-

стия потоком СОЖ под высоким давлением обеспечивает получе-

, ние геометрически правильного отверстия с точным положением

его оси и с высоким качеством поверхностного слоя.

В табл. 7.2 приведены параметры отверстий, обработанных

различными типами инструмента одностороннего резания в зави-

симости от технических требований к точности и диаметру, пря-

молинейности оси, шероховатости обработанной поверхности.

Способ формообразования глубоких отверстий инструментом

одностороннего резания обеспечивает повышение производитель-

ности обработки в 2...3 раза по сравнению с обработкой спираль-

ными сверлами и позволяет исключить в ряде случаев зенкерова-

аие,

развертывание или растачивание (табл. 7.3).

Фактором, влияющим на применение сверл для глубокого

сверления, является необходимость использования специального

или модернизированного под глубокое сверление универсального

оборудования. В первую очередь это связано с подачей и фильтра-

цией СОЖ.

При глубоком сверлении сверлами одностороннего резания, в

зависимости от их конструкции, применяют три основных способа

подвода СОЖ:

- с внутренним подводом СОЖ и наружными отводом пульпы

(смеси стружки и СОЖ) (рис. 7.13, а);

- с наружными подводом СОЖ и внутренним отводом пульпы

(сверла ВТА) (рис. 7.13, б);

- с наружным подводом СОЖ и внутренним эжекторным от-

водом пульпы (рис. 7.13, в).

Схема эжекторного сверления показана на рис. 7.14. Часть

СОЖ подается в пространство между наружным стеблем 4 и внут-

ренним стеблем 3 под давлением через отверстие в головке 1 для

охлаждения и смазывания режущих кромок и отвода стружки 2, а

другая часть через щели во внутреннем стебле 3 создает разреже-

ние в зоне резания, увлекая стружку (эжекторный эффект).

7.2.

Параметры отверстий, обработанных различными

инструментами одностороннего резания

Диаметр

сверла,

мм

3...30

16...25

65...125

50...125

Тип

инструмента

Сверло односторон-

него резания

внут-

ренним подводом

СОЖ

Головка сверлильная

одностороннего ре-

зания перетачиваемая

с наружным подво-

дом СОЖ

Головка сверлильная

сборная

наружным

подводом СОЖ

Головка для рассвер-

ливания

наружным

подводом СОЖ

Параметры обработанных отверстий

Точность

диаметра

(квалитет)

IT12 и грубее

IT7-IT10

IT11

и грубее

ГТ8-ГП0

ГТПи

_'бее

IT9;

IT 10

IT11

и грубее

1Т9ДТ10

Отклонение

от прямоли-

нейности оси

на длине

100 мм, мм

0,05

0,02

0,08

0,03

0,08

0,05

0,08

0,05

Параметр шеро-

ховатости обра-

батываемой по-

верхности Ra,

мкм (для стали)

3,2

0,63

5,0

2,5

5,0

2,5

5,0

1,6

Средняя

произво-

дитель-

ность

сверле-

ния, м/ч

Примечание. В числителе указана нормальная точность, в знаменателе - повышенная.

7.3.

Достигаемые результаты обработки различными видами инструментов

для обработки отверстий

Показатель

Диапазон обра-

ботки, мм

Максимальная

глубина (в диа-

метрах сверла)

Отношение

1/D

Точность диа-

метра

Увод оси

на

длине

100

мм,

мм

Сверление сверлами

спираль-

ными

0,1...80

3...5

до 10*

до

20*

Н12-Н14

0,30...0,50

перо-

выми

25...120

до 20

Н12

до 0,50

шне-

ковыми

6...40

до 30

Н12

св.

0,50

твердо-

сплав-

ными

прямо-

кана-

вочны-

ми *'

6...20

до 10

НИ

до 0,30

одностороннего

резания

типа

ружейных

3...30

(до 100)

Н7-Н9;

НИ

0,01...0,02

типа

ВТА*

эжектор-

ными

2...80

(до 100)

Н7-Н9;

НИ

0,01...0,03

Зенке-

рова-

ние

5...120

5...10

НИ

0,05

Раз-

вер ы-

вание

1...200

до 10

Н7-Н9

0,02

Раста-

чива-

ние

10...800

до 5

Н7

0,01

Окончание табл. 7.3

Показатель

Параметр

ше-

роховатости,

мкм

Число проходов

для

получения

указанной

точ-

ности

Скорость

реза-

ния,

м/мин

Скорость

пода-

чи,

мм/мин

Сверление сверлами

спираль-

ными

20-80

до

150

перо-

выми

Rz 40-

до

150

шнеко-

выми

10...25

до

100

твердо-

сплав-

ными

прямо-

кана-

вочны-

ми

10-

40...80

до

100

одностороннего

резания

типа

ру-

жейных

1,6

50...150

50...200

типа

ВТА*

эжектор-

ными

Ra 2,5

50...150

100...300

Зенке-

рова-

ние

Ra 2,5-

5,0

до

до 300

Раз-

вер-

тыва-

ние

Ra 2,5-

5,0

3;4

до 20

50...

150

Раста-

чива-

ние

1,25-

5,0

3;4

до

100

50...

300

С применением осевого осциллирования.

С периодическими выводами сверла.

Для сверл с подводом СОЖ в зону резания.

"Bohr Tiefe Association" (BTA).

СИСТЕМЫ СВЕРЛ 251

в)

Рис.

7.13

Способы подвода СОЖ

при

глубоком сверлении

Рис.

7.14.

Применение эжекторного сверла

Сверлами одностороннего резания с внутренним подводом

СОЖ обрабатывают отверстия диаметром

2...80

мм с отношением

глубины к диаметру от 2 до 50 и более. Эти сверла подразделяют

по применяемости на сверла для обработки точных отверстий (7-

9-го квалитетов точности с повышенными требованиями к геомет-

рической форме отверстия, уводу, качеству поверхности и т.д.) и

252 Глава

СИСТЕМЫ

ИНСТРУМЕНТА

ДЛЯ

ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ

Сверла одностороннего резания

Сверла с внутренним подводом СОЖ и

наружным отводом пульпы

Сверла для обра-

ботки отверстий

повышенной точно-

сти (7-9-й квалитет)

Сверла для обра-

ботки отверстий

нормальной точно-

сти

(11

квалитет)

Сверла с цельной

твердосплавной

рабочей частью

Сверла, оснащен-

ные твердосплав-

ными напайными

пластинами

Конструкция твердосплавной

рабочей части:

цельная с внутренним каналом;

- стандартные пластины типов

38 и 39 по ГОСТ 25393-90;

—

специальная

Т-образная

Стебель:

- трубчатый;

- составной;

- сплошной

Хвостовик:

- цилиндрический;

- конус Морзе;

- специальный для автоматов и

автоматических линий

п_

Сверла с наружным подводом СОЖ и

внутренним отводом пульпы

Сверла с наружным

подводом СОЖ и

внутренним отво-

дом пульпы (типа

ВТА)

Сверла с наружным

подводом СОЖ и

внутренним отво-

дом пульпы (сверла

эжекторные)

Оснащение корпуса

твердым сплавом

Шпайные пластины:

перетачиваемые;

неперетачиваемые со

сформированным

стружколомающим ус-

тупом

Механически закреп-

ляемые пластины:

- многогранные не-

перетачиваемые ;

- перетачиваемые

Конструкция корпуса головки

рабочей части:

- цельнолитая;

- литая головка, сваренная с

хвостовиком;

- изготовленная методом меха-

нической обработки

Рис.

7.15. Система сверл одностороннего резания

на сверла для обработки отверстий нормальной точности (11-го

квалитета точности отверстия с обычными требованиями к уводу).

Все типы сверл одностороннего резания для глубокого свер-

ления объединяются в систему, которая представлена на

рис.

7.15.