Способы повышения стойкости сверл.

Отличительными особенностями процесса резания при сверлении спиральными сверлами являются:

переменные значения скорости резания по длине режущих кромок (от нулевой в центре до максимальной по периферии);

изменяющиеся по длине режущих кромок значения переднего и заднего углов (передний угол уменьшается от наружной поверхности к центру сверла, а задний, наоборот, возрастает);

наличие поперечной кромки, или перемычки, крайне затрудняющий процесс резания (скорость резания на ней близка к нулю, а передний угол отрицательный);

трудность конструктивного обеспечения высокой жесткости инструмента, а, следовательно, и системы СПИД в целом;

затрудненный процесс удаления стружки из зоны резания;

затрудненный теплоотвод и пониженная эффективность подвода СОЖ в связи ограниченностью зоны резания.

С целью облегчения процесса стружкообразования и повышения режущих свойств сверла производят двойную заточку сверла и подточку перемычки и ленточки.

При двойной заточке сверла вторая заточка производится под углом 2φ₀= 70º (рис.3.14). Такая заточка повышает стойкость сверла, а при одной и той же стойкости позволяет, и увеличить скорость резания.

Рис.3.14. Схема двойной заточки.

Перемычка 1-3(см. рис. 3.11) определяет жесткость и прочность сверла. В то же время увеличение ее длины отрицательно сказывается на процессе сверления в связи с неблагоприятными условиями резания (отрицательный передний угол g). Обрабатываемый материал при этом сильно наклепывается, а следовательно, возможно возникновение вибраций и потеря продольной устойчивости сверла. Поэтому широко практикуется подточка перемычек (рис.3.15). При этом длина поперечной режущей кромки снижается почти до минимума, и образуются две дополнительные кромки с положительным передним углом g = 0…5º. При сверлении титановых сплавов поперечную кромку подтачивают до 0,1 d. Форма подточки перемычки должна обеспечивать плавный переход от поверхности подточки к поверхности канавки сверла.

Рис.3.15. Подточка спирального сверла по перемычке.

Стремление улучшить условия резания привело к созданию В.И. Жировым сверла без перемычки (Рис.3.16). Такое сверло устраняет вредное влияние перемычки благодаря подточке сердцевинного лезвия 1-4. Одновременно достигается хорошее разделение стружки, так как образуются три пары режущих лезвий: средние 1 - 2, периферийные 2 – 3 и серцевинные 1 – 4. Сверло затачивают следующим образом:

среднее лезвие 1- 2 с углами: g = -5º, α = 6º, φ =80…85º, λ = 30…40º;

периферийное лезвие 2 – 3 с углами: g = 2º, α_п0 = 6º, φ₀ =75º;

серцевинное лезвие 1 – 4 с углами:: g = -3º, α_п = 3º, φ₀ =45º.

Плавное врезание достигается благодаря большому углу наклона λ средней режущей кромки 1- 2.

Рис.3.16. Бесперемычное сверло, оснащенное твердым сплавом.

Такая конструкция сверла обеспечивает снижение осевой силы резания примерно на 35% и инструмента повышение стойкости в 2,5 – 3 раза. Существенным недостатком этих сверл, ограничивающим их широкое использование, является сложность изготовления и заточки такого сверла.

Исследования влияния ширины направляющей ленточки на стойкость сверла показали, что она максимальна при некоторой оптимальной ширине ленточки. При сверлении жаропрочных и коррозийно-стойких сталей и сплавов она составляет 1,25…0,40 мм. При меньшей ширине стойкость сверла значительно понижается вследствие плохого теплоотвода от его рабочих поверхностей. Особенно быстро изнашиваются в этом случае сверла по уголкам. При слишком большой ширине ленточки происходит интенсивное трение. Для его снижения и повышения стойкости у сверл диаметром более 12мм делают подточку ленточки (рис. 3.17). Поскольку ленточка выполняет функцию направления сверла в отверстии, она должна быть сохранена на значительной части сверла. Поэтому подточку достаточно проводить на небольшой длине.

Рис. 3.17. Сверло с подточенной ленточкой.

Расход и давление СОЖ чрезвычайно важны для работы современного высокопроизводительного сверла. При сверлении образуется большое количество стружки, которую нужно быстро удалять из отверстия. Необходимо, чтобы во время работы сверла давление и расход СОЖ были достаточными для того, чтобы способствовать удалению стружки по стружечным каналам в корпусе сверла. Кроме того, режущим кромкам сверла необходимо охлаждение в связи с высокой температурой в зоне резания.