Для образования отверстий в подгруппе 23 (МН 77—59) предусмотрены следующие дырообрабатывающие инструменты: сверла, зенкеры и развертки.
Сверла. По конструкции сверла классифицируют на спиральные, кольцевые, для глубокого сверления и центровочные. Наибольшее распространение получили спиральные сверла с коническими и цилиндрическими хвостовиками. Части и элементы спирального сверла приведены на рис. 15. Спиральные сверла изготовляют диаметром от 0,25 до 80 мм (табл. 41).
Рис. 15. Части и элементы спирального сверла:
1—передняя поверхность: 2—задняя поверхность;
3— ленточка: 4—поперечная кромка; 5 — канавка; 6 — режущие кромки; 2φ — угол при вершине; ώ—угол наклона винтовой канавкн; ψ— угол наклона поперечной кромки
Для изготовления быстрорежущих сверл применяют стали Р18 или Р9. Сверла с коническим хвостовиком диаметром от 6 мм и с цилиндрическим хвостовиком диаметром от 8 мм изготовляются сварными. Хвостовики сварных сверл изготовляются из стали 45 или 40Х. Твердость рабочей части быстрорежущих сверл должна быть HRC 62—64, а твердость лапок у сверл с коническим хвостовиком — HRC 30—45.
Допускаемые отклонения диаметров сверл приведены в табл. 42.
Геометрическими параметрами режущей части сверла являются: задний угол а, передний угол у, углы при вершине 2φ и 2φ0 и угол наклона поперечной кромки ψ (рис. 16). Величина заднего угла изменяется вдоль режущей кромки. Наименьшее значение (7—15°) задний угол имеет у наружной поверхности сверла, а наибольшее (20—26°) — около поперечной режущей кромки. Величина переднего угла в разных точках режущей кромки неодинакова: наибольшее значение (25—30°) угол имеет у наружной поверхности сверла, а наименьшее — около поперечной кромки, где он может быть и отрицательным.
Конусность режущей части сверла определяется углом 2φ при его вершине, образуемым главными режущими кромками. От величины угла φ зависят форма режущей кромки, передний и задний углы, прочность сверла у перемычки и сила резания.
При правильной заточке сверла угол наклона поперечной режущей кромки ψ равен 55° (рис. 15).
Таблица 41
Градация диаметров сверл (по ГОСТу 885—64)
Примечание. Сверла, диаметры которых поставлены в скобки, изготовляются по соглашению c потребителем.
Для повышения стойкости сверла и скорости резания рекомендуется двойная заточка под углом 2φ и 2φ0 (рис. 16). Основные формы заточки спиральных сверл в зависимости от их диаметра и обрабатываемого материала приведены в табл. 43.
Рис. 16. Геометрические параметры спирального сверла
Спиральные сверла могут быть и твердосплавные. Сверла диаметром от 1,8 до 5,2 мм через 0,05 мм изготовляются монолитными из твердых сплавов марок ВК6, ВК8М, а свыше 6 мм — оснащаются пластинками твердого сплава.
Таблица 42
Отклонения диаметров сверл (по ГОСТу 885 — 64)
Таблица 43
Основные формы заточки сверл
Для изготовления корпусов твердосплавных сверл рекомендуют стали марок 40Х и 45Х. Твердость рабочей части корпусов после термообработки должна быть HRC 40—50.
Сверла, корпуса которых изготовлены из стали Р9 с коническим хвостовиком диаметром от 8 мм и с цилиндрическим хвостовиком диаметром от 8 мм, должны быть сварными.
Рекомендуемые значения угла 2φ при вершине в зависимости от обрабатываемого материала приведены в табл. 44, угла ώ наклона винтовых канавок для быстрорежущих сверл — в табл. 45 и передних углов у твердосплавных сверл — в табл. 46.
Спиральные сверла поставляют, как правило, инструментальные заводы, которые в настоящее время выпускают 1061 типоразмер, в том числе 180 типоразмеров сверл новых конструкций: с прокатанными отверстиями для охлаждения, с пластмассовыми хвостовиками, монолитные твердосплавные.
Таблица 44
Значения угла 2φ при вершине
Таблица 45
Значения угла ώ наклона винтовых канавок для спиральных быстрорежущих сверл (град)
Таблица 46
Значения передних углов для сверл, оснащенных твердым сплавом
Таблица 47
Специализация инструментальных заводов по производству сверл
Для улучшения качества выпускаемых сверл диаметром свыше 30 мм предусмотрено их изготовление с двойным углом при вершине (с двойной заточной) и подточкой перемычки. В табл. 47 указаны инструментальные заводы, которые специализируются по изготовлению сверл.
Сверло-зенкер. Инструмент предназначен для одновременного сверления и зенкерования отверстий в сплошном материале глубиной не более двух диаметров. Он состоит из короткого сверла 1 (табл. 48), имеющего цилиндрический хвостовик с лапкой и пазом для стопорного винта 4, двузубого зенкера 2 с канавками для дробления стружки, насаженного на сверло, и своим замком зенкер входит в замок оправки 3. Сверло- зенкер изготовляется московским заводом «Фрезер» из сталей Р18 и Р9; основные размеры его приведены в табл. 48.
Таблица 43
Основные размеры сверла-зенкера
Для образования центровых отверстий применяют инструмент центровочный (ГОСТ 6694—53) семи типов (табл. 49).
Таблица 49
Типы и основные размеры центровочного инструмента (по ГОСТу 6694—53)
Продолжение табл. 49
Для сверл и зенковок применяют сталь марки Р9 или Р18. Зенковки типа VII делают сварными, а их хвостовики — из стали 45. Твердость лапки зенковок типа VII должна быть HRC 30—45, твердость сверл и зенковок HRC 62—64. Типовые наборы центровочного инструмента приведены в табл. 50.
Зенкеры изготовляются двух видов: для обработки цилиндрических отверстий и для обработки ступенчатых, фасонных и комбинированных отверстий. Части и элементы цилиндрического зенкера показаны на рис. 17.
Рис. 17. Части и элементы цилиндрического зенкера:
1 — передняя поверхность; 2 — режущая кромка; 3 — сердцевина; 4 — задняя поверхность; 5 — ленточка
Главные лезвия у зенкеров расположены на заборном конусе под углом φ (угол в плане). При обработке стали угол в плане φ = 60°, при обработке чугуна φ = 45÷60°. У зенкеров с пластинками из твердых сплавов φ = 60÷75°. Задний угол α главного лезвия принимается равным 8—10°.
Передние углы выбираются в зависимости от обрабатываемого материала:
Угол наклона винтовой канавки (ώ) у зенкеров универсального назначения равен 10—30°. С увеличением твердости обрабатываемого материала величина угла возрастает. Для чугуна ώ = 0°.
Величина заднего угла у зенкеров с пластинками из твердого сплава имеет два значения: α = 10÷12° по пластинке и α = 15° по корпусу.
При обработке чугуна передний угол V принимают равным +5°; при обработке стали с σв = 90 кГ/мм2 γ = 0, при обработке с σв = 90 кГ/мм2 угол γ = - 5°.
Типы и основные размеры зенкеров приведены в табл. 51. Технические условия (ГОСТ 1677—67) распространяются на зенкеры с коническим хвостовиком (ГОСТ 1676—53), насадные цельные (ОСТ ГОСТ 12489—67) и насадные со вставными ножами из быстрорежущей стали (ГОСТ 2255—67).
Таблица 50
Типовые наборы центровочного инструмента
Таблица 51
Типы и основные размеры зенкеров
Режущая часть сборных зенкеров и зенкеры цельные изготовляются из быстрорежущей стали Р18 и Р9, а зенкеры с коническим хвостовиком — сварными (хвостовики из стали марки 45). Для изготовления корпусов зенкеров применяют сталь 40Х или 45.
Твердость зенкеров с коническим хвостовиком на 3/4 длины рабочей части и на всей длине рабочей части насадных зенкеров должна быть HRC 62—64. Твердость лапок хвостовых зенкеров и корпусов насадных зенкеров должна быть HRC 30—45.
Допускаемые отклонения по диаметру для зенкеров, предназначенных под развертывание, должны иметь верхнее отклонение от —210 до —420 мкм и нижнее от —245 до +490 мкм для номинальных диаметров от 10 до 120 мм. Для зенкеров, предназначенных для окончательной
Рис. 18. Зенковки
обработки отверстий по А4, верхнее отклонение составляет от +70 до +140 мкм и нижнее от +25 до +70 мкм. Предельные отклонения общей длины и длины рабочей части устанавливаются по 9-му классу точности.
Технические условия (ГОСТ 12509—67) распространяются на зенкеры с коническим хвостовиком и насадные (оба типа с напаянными пластинками из твердого сплава).
Зенковки. Получение конических, цилиндрических и плоских поверхностей, прилегающих к основному отверстию и расположенных концентрично с ним, осуществляется инструментами, называемыми зенковками.
Для обработки отверстий под конические головки винтов и заклепок, а также для центрования деталей применяют конические зенковки. Наибольшее распространение получили конические зенковки с углом конуса при вершине 30, 60, 90 и 120° (рис, 18, а). Для обработки отверстий под цилиндрические головки и шейки, а также для подрезания торцов, плоскостей бобышек, выборки уступов и углов применяют цилиндрические зенковки с торцовыми зубьями (рис. 18, б). Иногда зенковки с торцовыми зубьями называют цековками (рис. 18, б).
Развертки изготовляются цилиндрические, ступенчатые и конические. Ручная цилиндрическая развертка (рис. 19) состоит из рабочей части, шейки и хвостовика; рабочая часть, в свою очередь, состоит из заборной (режущей) части, калибрующей части и заднего конуса. Канавки между зубьями развертки образуют режущие кромки; канавки предназначены для размещения стружки.
Для повышения качества поверхности при ручной обработке зубья разверток располагаются по окружности с неравномерным шагом.
Машинные развертки изготовляются с равномерным шагом, причем число зубьев у них должно быть четным. Рабочая часть этих разверток в отличие от ручных более короткая. Машинные развертки чаще всего делаются насадными и регулируемыми.
Геометрические параметры разверток: задний угол а, передний угол у, главный угол в плане φ и угол наклона главной режущей кромки ώ.
Задний угол а выбирается в зависимости от обрабатываемого материала и принимается в пределах 6—10°. Передний угол γ у чистовых разверток равен 0°, а у черновых 5—10°. Главный угол в плане φ у ручных разверток равен 1, у машинных при обработке стали 12—15°, чугуна 3—5° и при обработке глухих отверстий 45°. Угол наклона главной режущей кромки оз при обработке твердых металлов равен 7—8° и мягких металлов 14—16°.
По техническим условиям (ГОСТ 1523—65) развертки должны изготовляться: ручные—из стали 9ХС; машинные цельные и ножи сборных разверток— из быстрорежущей стали Р18 или Р9; быстрорежущие развертки—сварными (хвостовики делаются из стали 45). Основные детали сборных разверток (за исключением ножей) должны быть изготовлены: корпуса — из сталей 40, 45 или 40Х; установочные кольца и контргайки — из сталей 35 или 45; клинья — из стали 40Х.
Твердость рабочей части разверток (в зависимости от марки стали) должна быть HRC 62—66, корпуса насадных разверток HRC 30—40, клиньев HRC 45—50, лапок и квадратов хвостовиков HRC 30—45.
В централизованном порядке развертки должны выпускаться: в доведенном виде для обработки отверстий с допусками по А, А2а, А3 и Н и с припуском под доводку в соответствии с ГОСТом 11174—65. ГОСТ 11174—65 распространяется на развертки, изготовляемые из быстрорежущей и легированной стали с припуском под доводку, и предусматривает шесть номеров разверток (табл. 52). Зная отклонения и допуски на изготовление разверток, можно легко выбрать развертку нужного размера.
Рис. 19. Части и элементы развертки:
1 — главная режущая кромка; 2 — ленточка; 3 — передняя поверхность; 4 — атыловочня поверхность; 5 — задняя поверхность
В случае отсутствия развертки необходимого размера берется развертка, размер которой близок к заданному, и определяется необходимость шлифования или доводки развертки до требуемого размера.
Таблица 52
Предельные отклонения (мкм) диаметров разверток под доводку
Таблица 53
Типы и основные размеры разверток, мм
Продолжение табл. 63
Продолжение табл. 53
Продолжение табл. 53
Развертки после доводки должны обеспечить обработку отверстий со следующими посадками:
По техническим требованиям (ГОСТ 5735—65) в качестве режущей части разверток должны применяться пластинки из твердого сплава марок ВК6, ВК6М, Т15К6, Т14К8 и Т5КШ. Корпуса разверток изготовляются из стали 40Х, а корпуса ножей — из стали 40Х или У7 и У8.
В централизованном порядке твердосплавные развертки должны выпускаться: в доведенном виде для обработки отверстий с допусками по А, А2а, А3 и Н и с припуском под доводку — по ГОСТу 11173—65.
Развертки конические с цилиндрическим хвостовиком по техническим требованиям (ГОСТ 11178—65) изготовляются из стали 9ХС и по соглашению с потребителем допускается изготовление разверток из стали Р18. Развертки диаметром больше 13 мм должны быть сварными. Развертки конические с коническим хвостовиком по техническим требованиям (ГОСТ 10083—62) изготовляются из стали Р18 или Р9. Развертки диаметром больше 10 мм должны быть изготовлены сварными. Типы и основные размеры разверток приведены в табл. 53.