/
Text
chipmaker.ru
Chipmaker.ru
chipmaker.ru
НРОФ. И. И. СЕМЕНЧЕНКО
Chipmaker.ru
РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ
КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО
Том I
Утверждено ГУУЗ НКТП СССР в качестве учебного
пособия для машиностроительных втузов
19 3 6
ГЛАВНАЯ РЕДАКЦИЯ Л-РЫ ПО М AИГ И НОСТР ОЕН И Ю
И МЕТАЛЛООБРАБОТКЕ
Книга является первой частью курса «Режущий
инструмент», читаемого автором на инструменталь-
ном факультете Московского станкоинструмепталь-
ного института. В ней рассматриваются следующие
инструменты; напильники, резцы, сверла и раз-
вертки. Каждый раздел включает в себя конструк-
цию инструмента, производство его и условия пра-
вильной экенлоатацип. В следующих томах будут
затронуты другие виды режущих инструментов.
Книга написана на основе многолетнего опыта
автора в области инструментального производства;
предназначается как для студентов ВТУЗ'ов, так и
производственников.
Авторские исправления
Стр. Строка Напечатано Следует читать
и сверху Размеры напиль- ников изменяются через каждые 500 мм Размеры напиль- ников изменяются через каждые 50 мм
15 1 снизу пирамиды призмы
206 Фиг. 218 и 219 Надписи под фигурами поменять местами
367 4 сверху Номера фиг. 367. и 368 поменять местами
367 Фиг. 367 и 368 Надписи под фигурами поменять местами
Пр it». И. И. С е м е н ч е а к о. Режущий инструмент, т. I.
Chipmaker.ru
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Введение............................................................ 6
Отдел первый — ЕАППЛЬППКЛ
I. Общие сведения.......................... . .......... 9
Типы напильников................................................. 10
II. Конструкции насеченных напильников. ...... 14
1. Род насечки..................... . . .... 16
2. Углы наклона нижней и верхней насечек .... ................... 16
3. Шаг насечек.................................................... 19
4. Режущие элементы.............................................. - 20
6. Форма зубцов... ................................................ 25
III. Производство наееченных напильников. ............. . . 27
1. Выбор материала................................................ —
2. Технологический процесс......................................... 2!»
Отрезка. Отковка. Отжиг. Правка и обточка. Шлифовка. Клеймение. Сня-
тие фасок. Насекание зубцов. Нарезание пасечки. Обрезка конца и заточка.
Правка. Термическая обработка. Контроль и испытание напильников. Вос-
становление режущ»!! способности напильника..................... 30
IV. Конструкция и производство других типов напильников.............. 51
1. Фрезерованные иашглышки...................... . . . .......... —
2. Изготовление наипльпиков методом обкатки .... ................... 54
3. Изготовление напильников протяжкой............................... 55
4. Изготовление напильников посредством шлифования................... 64
Литература......................................................... 65
Отдел второй— РЕЗЦЫ
I. Нормальные резцы............................................... 69
1. Общие сведения................................................ —
2. Элементы лезвия резца........................................... —
3. Методы определения углов................................. ...... 73
4. Влияние углов лезвия на работу резца . . . ...................... 85
5. Влияние установки резца на углы лезвия......................... 95
6. Типы резцов............... ... ......... 99
7. Токарные резцы....................... . . ................... 100
8. Строгальные и долбежные резцы.............................. .... 109
9. Тангенциальные резцы............................................ 115
10. Расточные резцы................................................. 117
11. Изготовление цельных резцов..................................... 133
12. Составные резцы............................................... 146
13. Державки для резцов............................................. 161
14. Токарные резцы системы А. М. Игнатьева.......................... 167
II. Фасонные резцы.................................................. 172
1. Типы фасонных резцов............................................ 174
2. Круглые фасонные резцы.... . . 175
3. Призматические фасонные резцы ... ........ . . ............. 184
4. Фасонные тангенциальные резцы ................................... 187
4
Оглавление
Стр.
б. Фасонные резцы для затыловочных работ.............................. 194
6. Изготовление фасонных резцов........................................ 197
Литература........................................................... 201
Отдел третий — СВЕРЛА
I. Типы сверл.......................................................... 205
1. Перовые сверла..................................................... 209
2. Сверла для глубокого сверления..................................... 212
3. Центровальные сверла............................................... 217
II. Конструкция спирального сверла..................................... 220
1. Части сверла................................................. . —
2. Угол при вершине................................................... 226
3. Угол наклона и шаг винтовой канавки............................... 226
4. Углы лезвия сверла............................................... 231
б. Условия улучшения переднего угла................................... 238
6. Угол задней заточки................................................ 243
7. Форма задней заточки.............................................. 246
8. Подточка поперечной кромки......................................... 252
9. Сверла с двойной заточкой.......................................... 266
10. Диаметр сердцевины....................................... ... 256
11. Ширина канавки................................................... 257
12. Форма режущей кромки............................................... —
13. Фаска и задний конус.............................................. 259
14. Расчет конического хвоста сверла.................................. 260
15. Допуски на готовые сверла......................................... 265
Ш. Профилирование фрезера для сверла.................................. 266
1. Определение профиля фрезера для канавки CBejwia...................... —
2. Методы профилирования фрезера ..................................... 280
Метод Штюблера. 1-й метод определения профиля фрезера. 2-й метод определе-
ния профиля фрезера. Сравнение 1-го и 2-го методов. Метод А. М. Барташе-
.................................................................. 281
3. Определение профиля канавки сверла по заданному профилю фрезера..... 311
4. Построение профиля шаблона для фрезера ............................ 312
IV. Производство спиральных сверл..................................... 315
1. Материал для сверл............................................... 316
2. Технологический процесс изготовления сверла........................ 319
Отрезка. Сварка сверл. Ковка и завивка сверл. Центровка. Токарные
работы. Шлифовка в сыром виде. Фрезе^ювавие канавки. Новый метод фре-
зерования. Фрезеры для канавок сверл. Снятие затылка. Фрезерование
поводка и лапки. Фрезерование острия. Термическая обработка. Полировка
канавок. Шлифовка цилиндрической части и хвоста. Заточка.......... 319
V. Технические условия на спиральные сверла........................... 395
1. Общие замечания...................................................... —
2. Материал и термическая обработка..................................... —
3. Механическая обработка ............................................ 396
4. Испытание в работе................................................. 397
VI. Условия рациональной эксплоатации сверл..................... 399
1. Режим обработки...................................................... —
2. Выбор охлаждающей жидкости при сверлении........................... 399
3. Состояние инструмента, ставка и условия работы .................... 401
4. Заточка сверл...................................................... 408
Литература............................................................... —
Отдел четвертый — РАЗВЕРТКИ
I. Общие сведения................................. . ................... 417
1. Части развертки....................................................... —
2. Типы разверток...................................................... 418
Оглавление б
Стр
II. Конструирование разверток........................................... 421
1. Конструкция цилиндрических разверток.................................. —
Заборная часть. Число зубцов. Профиль канавки. Углы лезвия зубца. Напра-
вление канавок. Неравномерное распределение режущих перьев по окруж-
ности. Задний конус. Хвост и квадрат.............................. 421
2. Конструкции конических разверток.................................... 444
Развертки для конусов Морзе. Конические развертки для штифтов..... 447
3. Конструкции котельных разверток..................................... 454
4. Конструкции разверток со вставными ножами........................... 462
5. Качающиеся оправки для разверток................................... 483
6. Допуски на развертки............................................... 489
Определение верхнего отклонения. Определение нижнего отклонения. Опре-
деление допуска на неточность изготовления развертки. Существующие си-
стемы допусков на развертки. Допуски для черновых разверток. Допуски
для рыночных разверток.............................................. 491
III. Производство разверток............................................... 502
1. Материал для разверток................................................. —
2. Технологический процесс изготовления цельных разверток................. 503
Отрезка. Центровка. Токарная обработка. Шлифовка в сыром виде. Фрезе-
рование квадрата. Фрезерование лапки. Фрезерование канавок. Клеймение.
Корректирование центровых отверстий. Термическая обработка. Полировка
центровальных отверстий. Шлифовка хвоста. Шлифовка или полировка
канавок. Заточка передней грани зубца. Круглая шлифовка. Заточка зубцов.
Доводка разверток................................................. 503
IV. Технические условия на цельные развертки............................ 541
1. Материал и термическая обработка...................................... —
2. Механическая обработка................................................ —
3. Маркировка и испытание в работе .................................... 542
V. Условия работы развертки ............................................ 543
1. Припуск на развертку........................... . . .......... —
2. Закрепление разверток............................................. 547
3. Режим работы............................................... . 548
4. Охлаждение............................................................ —
б. Уход за разосртками............. ..................... . ............ 549
Литература.............................................................. 552
chipmaker.ru
ВВЕДЕНИЕ
Роль инструмента в современной металлообрабатывающей промышленности
огромна.
Прогресс машиностроения тесно связан с развитием инструментального произ-
водства. Режущий инструмент оказывает революционизирующее влияние на раз-
витие машинной техники. Теперь уже никто не пытается рассматривать инстру-
мент как придаток к станку. История техники на ряде примеров показывает, что
усовершенствование инструмента влечет за собой появление новых конструкций
станков. Достаточно указать на такие инструменты, как протяжка, червячный
фрезер, гребенка Маага, долбяк Феллоу, которые вызвали к жизни новые типы
станков, обладающие большей производительностью и дающие продукцию более
высокого качества.
Инструмент предопределяет технологический процесс, выбор оборудования,
а нередко даже и самую форму изделия, как например при проектировании новых
видов производств.
Никакая рационализация технологического процесса немыслима без участия
инструмента, и нередко использование более совершенного по конструкции ин-
струмента в корне изменяет и улучшает технологический процесс, одновременно
повышая производительность станка и качество выпускаемой продукции.
Значение инструмента велико еще и потому, что расход на него составляет
довольно значительный процент в себестоимости изделий и внушительную сумму
цеховых расходов.
Отсюда вытекает важная задача — необходимость дать металлообрабатываю-
щей промышленности такой инструмент, который удовлетворяет своему назна-
чению как с точки зрения его геометрии, так и качества изготовления.
Стахановское движение показало, какие огромные достижения мы можем
иметь при правильной конструкции, высоком качестве изготовления и рациональ-
ной эксплоатацпи инструмента.
Поэтому каждый производственник должен знать инструмент, его геометрию
и возможности максимального использования. Без знания инструмента нельзя
добиться увеличения эффективности станков.
Таким образом инструмент являлся одним из важных факторов в деле по-
вышения производительности труда и создания новых источников накопления.
Отдел первый
НАПИЛЬНИКИ
chipmaker.ru
I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Напильником, подобно молотку и зубилу, человечество пользуется несколько
тысяч лет. Появление первых напильников относится к доисторическому времени.
Ими пользовались для обработки камня, кораллов, рыбьей чешуи, раковин и т. п.
При раскопках на острове Крите найдены бронзовые напильники, относящиеся
к XX в. до нашей эры. Напильники, изготовленные из железа, найдены в Египте;
их происхождение ученые относят к VII в. до нашей эры. Римляне впервые ввели
наклонную насечку и в XI столетии нашей эры появились уже взамен железных
цементированные напильники. Напильники с перекрестной насечкой вводятся
в практику с начала XV в.
За последние десятилетия напильники получили значительное развитие как
в отношении типов, формы, так и насечек.
Напильник является одним из самых распространенных инструментов не только
при обработке металлов, но также и в других отраслях промышленности. Несмотря
на то что за последнее время ручная опиловка в значительной мере стала заменяться
машинной обработкой (строжкой, фрезеровкой, шлифовкой), все же остается еще
много видов работ, которые выгоднее выполнять с помощью напильника. Доста-
точно указать на все виды ручных пригонок при сборочных работах в индивидуаль-
ном и мелкосерийном производстве, на обработку штампов, изготовление разного
рода шаблонов и т. п.
Наряду с ручной опиловкой теперь начинает применяться также и машинная,
которая выполняется на специально сконструированных для этой цели стапках,
например, выпиловочные станки типа Тиль, верстачные головки с гибким валом
для штамповых работ, выпиловочные станки для круглых плашек, специальные
станки для опиловки шариков для шарикоподшипников и т. п.
Эти примеры указывают на то, что при обработке металлов напильники имеют
чрезвычайно широкое применение, поэтому конструкция и методы производства
их требуют должного внимания. Следует однако отметить, что, хотя напильник
и является одним из старейших инструментов,конструкция его до сих пор изучена
мало. Известно, что в течение сотен лет напильник претерпел много изменений:
неоспоримо и то, что современные методы производства оставляют желать много
лучшего. Его очевидно мало изучали до сих пор потому, что сначала более настоя-
тельно требовалось исследовать другие более важные инструменты с тем, чтобы
довести их до возможного совершенства. Однако, в настоящее время, когда прове-
дена значительная исследовательская работа над всеми другими инструментами,
дальнейшее игнорирование напильников нельзя признать нормальным. Нашим
инструментальщикам необходимо наладить научно-исследовательскую работу по
изучению конструкции и методов изготовления напильников.
chipmaker.ru
Напильники
to
ТИПЫ НАПИЛЬНИКОВ
Напильник представляет собой пластинку (брусок), снабженную рядом мелких
зубцов, которые при определенном нажпме и последовательном введении в соприкос-
новение с обрабатываемым предметом производят срезание материала. Напиль-
ник предназначается для удаления небольшого слоя материала, который колеблется
в пределах от 0,01 до 0,50 лл. Толщина слоя в основном зависит от величины зуб-
цов напильника: чем крупнее зубцы напильника, тем больший слой сможет он
снять за один проход.
Фиг. 1. Напильник.
Напильник представлен на фиг. 1; 1—тело, 2 — конец, 3 — хвост, 4 —
грань, 5 —ребро.
Напильники различаются: 1) по форме сечения, 2) по числу насечек, 3) по типу
насечки. Кроме того напильники разделяются на нормальные, предназначенные
в основном для слесарных работ, и специальные, применяемые для различных
специальных целей.
Фиг. S. Профили нормальных напильников.
Нормальные напильники изготовляются следующих сечений (фиг. 2):
1 — прямоугольные . . . . b = 9—45 мм h = 3—12 мм
2 — полукруглые..............b = 12—45 » h — 4—13 *
3 — круглые..................b = 4—22 »
4 — квадратные ......b = 4—22 »
5 — трехгранные..............b = 9—30 »
Основные формы сечений специальных напильников изображены на фиг. 3.
1 — ножовочные........................b = 12—30 мм h — 3,5—8 мм
2 — мечевые...........................b = 12—26 » h = 3,5—7 »
3 — овальные..........................Ь — 12—26 » h = 3,5—7 »
4 — плоские с овальными ребрами . . b = 18—26 » h = 3 —7 »
5 — плоские с закругленной гранью. . b = 22—26 » h = 4 —8 »
Указанные сечения стандартизованы (ОСТ 319 и 2001). Специальные напиль-
ники, встречающиеся на практике, имеют самые разнообразные формы; они
не стандартизованы; стандартизовать их едва-ли целесообразно, вследствие не-
широкого распространения.
Типы напильников
11
По числу насечек напильники разделяются на следующие типы (табл. 1):
Таблица 1
Типы Длина тела •HJK Число насечек на 1 пог^м Примечание
I класс—драчевые II » —личные III » —бархатные .... IV > » .... V » » . . . . VI » > .... 100—450 100-^:50 100—300 > » > 4,5—12 13—26 30—40 42—50 53—63 68—80 Размеры напильникоь изменяются через каж- дые 500 мм
Фиг. 3. Профили специальных напильников.
Кроме того, существует еще другой вид напильников, так называемые над-
фили (фиг. 4); они применяются при мелких инструментальных работах. Формы
сечений для надфилей те же, что и для обычных напильников, но длина надфилей
незначительна (обычно 3 размеров: 180—120—160 мм). Они также разделяются
на классы.
I класс 22 насечки на 1 пог. см
II » 35 » » * » »
III » 45 » » » » » t
IV >55 » » » » »
V»68 » »»»»
VI >85 » » » » »
Для напильников число насечек меняется в зависимости от длины. Для над-
филей принята номерная насечка, не меняющаяся с изменением длины.
Это обусловлено характером работы надфилей, существенно отличающимся
от характера работы напильников. Напильником опиливают различные поверхно-
сти с различной степенью точности, надфилем же пользуются лишь для зачистки
отдельных участков, которые вследствие недоступности не могут быть обработаны
обычным напильником. Надфиль не предназначается для снятия большого коли-
чества металла, длина его имеет значение только в отношении вхождения на боль-
chipmaker.ru
12
Напильники
шую или меньшую глубину в тело обрабатываемого изделия. При работе надфи-
лем значительно большее значение имеет размер сечения, что особенно важно
@ ...... ИГЛ-МУ. , ~ ~)
£) Р — ------------ - )
Фиг. 4. Надфили.
при зачистке весьма малых отверстий, острых углов, ограниченных короткими
линиями и т. п. Поэтому', в соответствии с 6 классами насечек напильников, устана-
Фпг. б. Одинарная насечка.
Фиг. 6. Перекрестная насечка.
вливается и 6 классов насечек для надфилей, из которых 1-й—драчевой, 2-й —
личной, а от 3-го до 6-го — бархатные
chipmaker.ru
Напильники
14
Фиг. 9. Зигзагообразная насечка.
Фиг. 10. Радиальная насечка.
по CD
Фиг. 11. Насечка «Идеал».
Типы насечек также до-
вольно разнообразны:
I. Насеченные на-
пильники:
1) простая или одинарная
насечка (фиг. 5);
2) перекрестная или двой-
ная насечка (фиг. 6);
3) рашпильная насечка
(фиг. 7);
4) специальные насечки
(например патентованная «Но-
во») (фиг. 8);
II. Фрезерованные
напильники:
1) простая;
2) перекрестная;
3) зигзагообразная (фиг.
9);
4) радиальная (фиг. 10);
5) насечка «Идеал» (фиг.
И).
Преимущества и недостатки
каждого типа насечек будут
разобраны нами при рассмо-
трении конструкции напиль-
ников.
Большинство стандартных
напильников изготовляется с
утонынением к концу как по
ширине, так и по толщине.
Последнее делается для того,
чтобы обеспечить получение
ровной и правильной плоско-
сти. Кроме того, слегка вы-
пуклая форма напильника
позволяет прилагать при обработке сравнительно небольшое усилие и в то же
время снимать достаточный слой металла. Это осуществимо вследствие того, что
напильник соприкасается с обрабатываемым предметом на небольшой поверхности.
П. КОНСТРУКЦИИ НАСЕЧЕННЫХ НАПИЛЬНИКОВ
Напильник принадлежит к числу режущих инструментов. Поэтому у него можно
найти, по аналогии с другими режущими инструментами, все основные элементы,
которые оказывают определенное влияние на его режущую способность. К таким
основным элементам следует отнести:
1) род насечки;
2) углы наклона нижней и верхней насечек;
Род насечки
15
3) шаг насечки;
4) режущие элементы;
5) форму зуба.
Для правильного конструирования напильника необходимо изучить влияние
каждого элемента на режущую способность напильника.
1. РОД НАСЕЧКИ
Нормальные напильники изготовляются или с одинарной (простой) насечкой
или с двойной (перекрестной).
Напильники с одинарной, или простой насечкой применяются только для
обработки легких металлов (алюминий, баббит, свинец, цинк) или таких материа-
лов как кожа, дерево, пробка. При простой пасечке зубцы расположены наклонно
по отношению к оси напильника (под углом 70—80°), что позволяет им входить
в соприкосновение с обрабатываемым предметом лишь постепенно; поэтому работа
значительно облегчается.
Достаточная мягкость указанных материалов допускает снятие стружки по
всей ширине напильника,-
С одинарной насечкой изготовляются также напильники для заточки ручных
пил (для дерева) и лесопильных рам. В этом случае необходимо снимать весьма
незначительный слой металла, так как иначе происходит слишком сильное дро-
жание затачиваемого зуба. Указанные напильники часто изготовляются из хро-
мистой стали, трудно поддающейся обработке на пилонасекальном станке и при
перекрестной насечке, угрожающей крошением зубцов. Угол наклона насечки
для этих напильников составляет 55—60°.
Для обработки железа, стали, чугуна, бронзы, меди и тому подобных материа-
лов пользуются напильниками с двойной насечкой. Сопротивление этих металлов
более значительно, поэтому снимать широкую стружку напильником с одинарной
насечкой оказалось бы весьма затруднительным. Эту стружку в процессе обработки
нужно разделить на несколько частей, вследствие чего работа по оппловке значи-
тельно облегчится: вторая, или верхняя насечка напильника и выполняет в основ-
ном эту функцию.
При изготовлении напильника с двойной насечкой сначала насекается первая,
или нижняя насечка, а затем — вторая, или верхняя насечка. В результате вто-
рой насечкп нижняя частично снова закрывается металлом, в то время как верх-
няя всегда остается свободной.
Нижняя насечка всегда направляется слева вниз, верхняя — слева вверх.
Нижняя насечка является как бы канвой или основной сеткой для верхней на-
сечки, которая уже образует режущие элементы зуба.
Напильники с двойной насечкой лучше забирают материал, так как острые
зубцы, образованные при насекании второй насечки, лучше проникают в тело
обрабатываемого предмета, чем длинные зубцы при одинарной насечке. Далее,
вследствие разделения широкой стружки на мелкую, она не застревает во впадинах
между зубцами и легко оттуда вываливается.
Напильники с рашпильной насечкой (см. фиг. 7) применяются для обработки
мягких материалов (кожи, дерева и т. п.). Они насекаются на специальных стан-
ках с продольным и поперечным передвижением каретки, на которой расположена
заготовка. Зубило заточено в виде трехгранной пирамиды. При комбинации пере-
r.ru
16
Напильники
движения каретки станка по двум взаимноперпендикулярным направлениям
под действием ударов зубила на заготовке получаются последовательно, один
за другим, зубцы рашпильной насечки. Режущая грань зуба расположена под
углом 90° к продольной оси напильника, что значительно ухудшает условия уда-
ления материала. В то же время, благодаря углу отвода стружки, равному от
+ 3 до — 3°, забор материала рашпилем довольно хорош, но удаление опилок
весьма затруднительно, так как срезанный материал заполняет отверстия насечки.
Зубцы рашпиля не срезают материала,
а скорее его рвут, поэтому данные
напильники менее совершенны, чем
обычные с перекрестной насечкой.
Наиболее распространенным ви-
дом насечки является двойная пли
перекрестная, с которой изготов-
ляется большая часть рыночных на-
пильников.
Вследствие этого остановимся бо-
лее подробно на конструкции на-
пильников с этой насечкой.
2. УГЛЫ НАКЛОНА НИЖНЕЙ
И ВЕРХНЕЙ НАСЕЧЕК
Влияние угла наклона нижней на-
сечки на режущую способность на-
пильника можно выяснить с помощью
испытания. Для этой цели должны
быть изготовлены напильники с раз-
ными углами наклона для нижней
насечки, причем угол наклона для
верхней насечки оставляется у всех
напильников одинаковым. Работоспо-
собность таких напильников испыты-
вается на станке Герберта по количе-
ству снимаемого материала за опре-
деленное количество движков.
Исследования ЦНИИМАШ, про-
веденные в 1933 г. А. И. Исаевым,
показали, что угол <о (см. фиг. 5) не
является постоянным для всех ме-
Фиг. 12. Диаграмма зависимости производи-
тельности напильника от угла нижней на-
сечки.
таллов. Зависимость между углом
и количеством снятого металла в кубических сантиметрах приведена на фяг. 12.
Как видно из фигуры, наиболее выгодным углом для железа оказался угол
45°, для стали — углы между 45 и 60°, для чугуна — 60°. Следовательно,
чем вязче материал, тем меньше должен быть угол наклона нижней насечки. Для
всех напильников угол верхней насечки т оставался постоянным и равным 70°.
Аналогично была установлена зависимость между углом наклона верхней на-
сечки т и количеством снимаемого материала (фиг. 13). Угол ш оставался постоян-
Углы наклона нижней и верхней насечек
17
ным (55°). Наилучшую режущую способность по железу показали напильники
с углом наклона верхней насечки т= 50°, по стали —при т= 50—60°, по чу-
ryHy__t=70°. Таким образом и здесь выявилась определенная зависимость
между углом наклона верхней насечки и вязкостью материала: чем вязче мате-
риал, тем меньше должен быть угол т.
Для рыночных напильников, которые применяются для разных материалов,
углы <о и т стандартизованы. Для нижней насечки по ОСТ принят угол ш= 55°,
для верхней — т= 70°.
В Германии приняты в качестве
стандарта <о= 54 и т = 71°.
Для выяснения, насколько отли-
чается работоспособность напильни-
ков со стандартными углами, по срав-
нению с паивыгоднейшими углами ш
и т. ЦНИИМАШ провел дальнейшие
опыты. Для этой цели были изготов-
лены напильники:
для железа с углами <о = 45° и т = 50°
» стали »
» чугуна»
дитсльности напильника от угла верхней
насечки.
т = 65°
и = 70°
<0 = 55° »
<о = 60° »
/Но»
Несколько больший угол т (65°)
для стали взят потому, что напиль-
ники должны были быть подвергнуты
испытанию на более твердой стали.
Результаты испытания приведены
в табл. 2.
Таким образом специальные на-
пильники показали более высокую
производительность, по сравнению со
стандартными, в особенности для стали (24%) и чугуна (31%).
Следовательно, на основании этих опытов можно определенно сказать, что
между вязкостью обрабатываемого материала и углами наклона нижней и верхней
Таб.гица 2
Обрабатываемый материал Углы наклона иасечеп Средняя про- изводитель’ ность за КО ООО движков СЛ18 Отношение произ- водительности спе- циальных напиль- ников к стандарт- ным., °/0
CD градусы X градусы
Железо 55 70 53.2 100
45 50 56,6 107
Сталь 55 70 95,2 100
55 65 117,8 124
4} гун 55 70 24,6 100
60 70 32,3 131
2 Семенченко.
18
Напильники
насечек существует определенная зависимость. Она может быть объяснена процес-
сом образования и отвода стружки. При работе по железу напильник с большими
углами наклона насечек быстро теряет режущую способность, так как стружка
сжимается перед зубом в кусочки неправильной формы, которые заполняют впа-
дины между зубцами и препятствуют образованию новой стружки. При малых уг-
лах наклона этого не наблюдается, стружка сходит легко в виде завитков, вслед-
ствие чего впадины между зубцами остаются свободными.
Другое явление возникает при работе по чугуну. Здесь вследствие хрупкости
Фиг. 14. Порядок последовательного расположении зубцов при возрастании угла нижне*
насечки.
лах наклона насечек спрессовывается и застревает между зубцами. Поэтому для
чугуна приходится выбирать большие углы наклона насечек.
Сталь по своей вязкости занимает среднее положение между железом и чугу-
ном, поэтому и углы наклона насечек напильников для стали должны быть
средние.
Следовательно, в тех производствах, где обработке подвергается большое ко-
личество определенных материалов, нужно отказаться от пользования напильни-
ками во стандартными углами наклона насечек и применять напильники, спе-
циально приспособленные к определенному материалу. Таким образом можно до-
стигнуть более высокой производительности.
Величина угла наклона нижней насечки влияет на порядок последовательного
расположения зубцов. Так, на фиг. 14 А, В, С видно, что зубцы располагаются по
прямой, наклоненной к оси напильника под определенным углом, который возра-
стает с увеличением угла «о.
Одновременно с этим изменяется и длина режущей кромки, с возрастанием
Шаг насечек
19
угла режущие кромки делаются все больше и больше, а вместе с этим количе-
ство зубцов, приходящихся на одну и ту же площадь, уменьшается.
Наоборот, при уменьшении угла <о режущие кромки уменьшаются по длине
и, следовательно, снимается более мелкая стружка, ио зато количество зубцов
на единицу площади увеличивается, вследствие чего количество снимаемого ма-
териала может оставаться одинаковым как в первом, так и во втором случаях.
Фиг. 15. 11с рядок последовательного расноло
жения зубцов при равномерных и неравно мер-
ных шагах насечек.
3. ШАГ НАСЕЧЕК
Шаг насечки получается от деления 1 пог. см на число насечек и выражается
в миллиметрах.
Для определения шага насечки определяют количество насечек на 1 см длины
напильника с помощью увеличительного стекла с отверстием, равным точно 1 см.
Стекло прикладывается к краю
напильника таким образом, чтобы
можно было удобнее сосчитать
количество нижних и верхних на-
сечек, приходящихся на 1 см.
Различие в шаге зубцов нижней
и верхней насечек также влияет
на порядок расположения зубцов
по прямой, направленной под
определенным углом к оси на-
пильника (фпг. 15, Д, Е).
Если шаг зубцов одинаков как
для нижней, так и верхней насе-
чек, то зубцы располагаются по
прямой, параллельной оси напиль-
ника. При таком расположении
зубцы будут оставлять после себя
желобки или риски и обрабатывае-
мая поверхность не будет чистой.
Для предотвращения этого шаг
нижней насечки должен отличаться
по величине от шага верхней на-
сечки. Так, например, на фиг.
15 — Е шаг нижпей насечки
меньше шага верхней насечки.
Направление режущих зубцов также идет по прямой, но расположенной уже
по другую сторону (влево) от оси напильника, в то время как при большом
шаге нижней насечки прямая зубцов располагается вправо от оси напильника,
как показано на фиг. 14. Таким образом при изменении шага нижпей насечки
изменяется величина зубца и длина режущей кромки.
У рыночных напильников шаг зубцов верхней насечки берется несколько
меньше, чем шаг нижпей. Так, для драчевых и личных напильников число зубцов
для верхней насечки берется на 1—2 больше, чем для нижней, а для бархатных —
на 3—5. Точно так же и глубина зубцов верхней насечки делается несколько
меньше, чем нижпей.
*
so
ТТапнлмшкн
Следует различать осевой шаг Л, который равен 1 йог. еле., деленному на коли-
чество насечек, от шага 8, измеренного перпендикулярно к длине насечки. Между
ними существует такая зависимость:
8 = h • sin <d,
где <о — угол наклона нижней насечки.
Величина 8 представляет для пас больший интерес, чем величина й, так как
она по существу является истинным шагом и указывает, насколько достаточна
по размеру впадина между зубцами. Для работы напильника размер впадины
имеет существенное значение, так как при недостаточном пространстве для по-
мещения стружек, последние будут снова попадать под зубцы напильника и таким
образом ухудшать условия резания. Надо иметь в виду, что вообще условия реза-
ния и отвода стружки нельзя признать благоприятными у напильника, по сравне-
нию хотя бы с обыкновенными резцами, поэтому необходимо особенно внимательно
подходить к вопросу определения пространства для помещения стружки.
С уменьшением угла наклона ш величина 8 также уменьшается.
Так например для:
<о = 80° — 8 = 1,64 шц
«□= 35°— 8= 0,95 »
т. е. получается уменьшение на 42%.
Поэтому, чтобы предотвратить ухудшение условий резания, необходимо умень-
шение угла <о компенсировать увеличением й, т. е. уменьшением числа насечек.
Это указывает на то, что при применении углов наклона насечек для специаль-
ных напильников необходимо вносить поправку в числах насечек на 1 пог. см.,
установленных ОСТ для рыночных напильников.
4. РЕЖУЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
При обработке металлов для возможности снятия стружки каждый режущий
инструмент должен обладать определенными углами резания, отвода стружки
Фиг. 16. Режущие элементы резца, протяжки п напильника.
и зазора. Рассмотрим режущую способность напильника по сравнению со стро-
гальным ррзцем и зубцом протяжки. На фиг. 16 представлены строгальный резец—
А, зубцы протяжки — Ви зубцы идеального напильника — С.
Режущие элементы
21
Для того чтобы резание протекало в лучших условиях, необходимо:
1) наличие переднего угла, или положительного угла отвода стружки у;
2) наличие заднего угла, или угла зазора а;
3) наличие в определенных границах угла заострения (3;
4) наличие острого угла резания 6 в пределах до 90°.
Этим необходимым условиям удовлетворяют как строгальный резец, так и про-
тяжка. Совершенно очевидно, что эти требования мы в праве предъявить и к зуб-
цам напильника. Однако теоретический зубец напильника резко расходится с фак-
тическим зубцом, получающимся при насечке.
На фиг. 17 представлены зубцы насеченного напильника; пунктиром показана
форма теоретических зубцов. Разница между теоретическим и действительным зуб-
цами состоит в следующем:
Фиг. 17. Зубцы насеченного напильника.
1) угол отвода стружки у получает в процессе насечки не положительную ве-
личину, а отрицательную, т. е. передняя режущая грань располагается влево от
нормали к поверхности резания, в то время как у идеального зубца она должна
быть расположена вправо от нормали;
2) угол зазора а получает более значительную величину, чем у обычного резца;
3) угол резания 6 будет больше 90°.
На табл. 3 приведены сравнительные данные по углам у резца и зубца напиль-
ника.
Таблица 3
Элементы резания Углы резца градусы Углы зубца напиль- ника, градусы
Угол зазора а 6—12 25— 38
Угол заострения р . . . . 54—84 65— 81
Угол отвода стружки f. 8—30 от — 18 до — 3
Угол резалия 6 60—90 93—108
Таким образом угол отвода стружки имеет отрицательную величину, что не-
благоприятно отражается на процессе резания металла. При угле резания, пре-
вышающем 90°, фактически происходит не резание металла, а шабрение или со-
скабливание.
r.ru
Напильники
22
К («жалению, процесс насекания как вручную, так и на пилонасекальном
станке не дает возможности получить на напильнике более выгодные углы. Объяс-
няется это исключительно специфическими условиями образования формы зубца
насечки под действием удара зубилом.
Горизонтальная плоскость
Фиг. 18. Схема пасекальиого станка.
Для уяснения этого вопроса рассмотрим процесс насекания напильников и
факторы, от которых зависит получение правильного зуба. На фиг. 18 предста-
влена схема пилонасекального станка. Стол, на котором закреплен напильник,
Фиг. 19. Зависимость между углами зубила и напильника.
устанавливается всегда под некоторым углом X к горизонту. Насекание произво-
дится с помощью зубила, заточенного под двумя углами ц и <р (фиг. 19). Эти три
угла X, 7) и и являются теми главными факторами, которые обусловливают по-
лучение определенной формы зуба напильника
Наклон стола необходим, так как это дает возможность уменьшить до известной
степени отрицательный угол отвода стружки. При горизонтальном положении
Режущие элементы
23
Фиг. 20. Влияния угла наклона стопа на про-
секание зубца ваппльпика.
стола, в особенности при наклоне стола в другую сторону (подъем справа налево),
угол у получается еще большим, со знаком минус, в чем можно убедиться с по-
мощью графического построения.
С другой стороны, чрезмерно увеличивать угол X также невозможно, так как
в противном случае увеличивается горизонтальная слагающая Н от общей равно-
действующем силы R удара бойка и уменьшается вертикальная слагающая V.
В результате этого получается большой сдвиг материала зубца напильника в сто-
рону и в то же время сила V может оказаться недостаточной для просекания
тела напильника (фиг. 20). При таком наклоне зубец напильника окажется
с сильно загнутой передней режущей кромкой, а впадины между зубцами будут
иметь слишком малую глубину.
Следовательно, для угла X необходимо выбирать небольшое значение. Пило-
насекальные станки допускают наклон стола в пределах от 12 до 21°; хорошие ре-
зультаты дает угол наклона стола
в пределах от 17—18°.
Найдем зависимость между
углами зубца напильника и углами
зубила, для этого обратимся к
фиг 19.
АВ — передняя режущая грань
напильника, образуемая при на-
секании с помощью левой грани
зубила, срезанной под углом т;;
АС— задняя грань или спин-
ка зубца, образуемая с помощью
правой грани зубила, срезанной
под углом <р;
СИ—направление подачи стола
при насекании и в то же время
направление резания при работе
напильника;
NN — нормаль к направлению резания при опиловке, проходящая через вер-
шину зубца в точке 4;
00 — ось зубила при насекании.
ММ — прямая, параллельная NN и проходящая через точку В.
Между углом отвода стружки у, углом наклона стола X и углом среза зубила к),
•бразующим режущую грань, существует следующая зависимость:
7z=t1 —X,
т. е. чем больше угол X, тем меньше будет угол отвода стружки у.
Из схемы видно, что чем меньше будет выбран угол •») на зубиле, тем меньше
окажется угол у.
Отсюда вытекают два важных условия для получения выгодного угла у:
1) угол X должен быть по возможности большим;
2) угол т) должен быть по возможности меньшим.
Значения для угла X были уже выяснены выше; выясним влияние углат; на
угол у.
r.ru
24
Напильники
Опыты показывают, что напильники обладают тем большей режущей способно-
стью, чем меньший угол т) применяется для зубила при их изготовлении. На фиг. 21
приведена диаграмма, характеризующая зависимость количества снятого ме-
талла от угла т) (по опытам инж. А. С. Куругаина). Однако брать угол tj чрезмерно
малым не представляется возможным, так как такие зубила при насекании
дрожат от сильных ударов и скользят по заготовке, а после нескольких просечек
разламываются. В результате возникают большие потери на смену и заточку зу-
бил, а также получается большой брак вследствие неправильного просекания
(двойной шаг или неравномерность его). Эти неполадки настолько удорожают
производство напильников с идеальными углами, что пользоваться такими зу-
билами на практике не представляется возможным.
На практике для tj принимают значения в пределах от 10° до 32°. Лучшие ре-
зультаты как в отношении стойкости зубила, так и угла отвода стружки получа-
ются при среднем значении
т) = 15°—19°.
Таким образом, изменяя
угол •»] и А, мы можем полу-
чить различные комбинации
для угла у.
Второй угол <р среза зу-
била выбирается таким обра-
зом, чтобы сумма углов
8 = 7) 4- ср обеспечивала до-
статочное пространство между
зубцами, что весьма важно
для работы напильника. Угол
Фиг. 21. Диаграмма зависимости производительности 8 берСТСЯ В пределах ОТ 58 ДО
напильника от переднего угла зубила. gg, Б среднем 60°, а угол ср В
пределах 30—48°.
Нужно отметить, что если для резцов угол зазора а = 6—8° оказывается до-
статочным, то для напильников эта величина мала, так как при таком угле а впа-
дины между зубцами будут недостаточными для помещения стружек при опи-
ловке. Для избежания этого угол а берут в пределах 25—38°. По схеме угол а.
соответствует углу е.
Угол заострения зубца напильника ₽ зависит от угла 8 заточки зубила и теоре-
тически должен быть равным ему. Угол р наклона стола на величину угла ₽ не ока-
зывает никакого влияния. Нужно отметить, что величина угла ₽ не изменяется
почти для всех напильников, изменение же углов резания 8 и отвода стружки
у происходит исключительно за счет изменения угла зазора а.
Если обратиться снова к фиг. 19, то теоретически должно быть полное совпа-
дение углов а, В, у, 8 зубца напильника, с одной стороны, с углом 8 заточки зу-
била, углом р наклона левой грани зубила к плоскости стола и углом е наклона
правой грани к плоскости стола, т. е.
а = е;
₽=8=т) + ср;
у=90°—р;
6 = р.
Форма зубцов
25
В действительности эти углы не совпадают, так как при насекании происходит
деформация металла от сильных ударов бойка, искажающая теоретические углы:
правда, расхождение это невелико и составляет, примерно, несколько градусов.
Таким образом мы установили, что процесс насекания зубцов на напильнике
влечет за собой получение угла резания больше 90°. Теперь является вопрос, в ка-
ких пределах нужно выбирать угол у в зависимости от рода опиливаемого мате-
риала.
В этом отношении заслуживают внимания опыты проф. 0. С. Четвери-
кова. Из его исследований известно, что для железа лучшие результаты пока-
зали напильники с углом у около —15°, для стали у от —11° до —15°, для чу-
гуна у от 0° до + 4°. Таким образом, по мере уменьшения вязкости материала,
угол у уменьшается.
Такая зависимость может быть объяснена только особенностями формиро-
вания стружки при обработке вязких и хрупких материалов. Вязкие материалы
(железо) дают хорошо завитую стружку большой длины, в то время как хрупкие
материалы (чугун) дают стружку в виде порошка. Сталь занимает между ними
среднее положение и дает мелкие, короткие стружки. Поэтому, во избежание за-
минания стружки во впадине между зубцами для железа необходимо давать как
можно большее пространство для помещения стружек, причем поднутрение здесь
излишне, поскольку при вязком материале получаются достаточно хорошо зави-
тые стружки. Для чугуна с его порошкообразными стружками не нужно увели-
чивать так значительно пространство для помещения стружек, а наличие угла у
вносит определенные улучшения в процесс резания.
Из практики известно, что для рыночных напильников универсальным углом,
пригодным для металлов средней твердости, следует считать у около —10°. Он
дает достаточную впадину между зубцами и препятствует заклиниванию стружки.
Получение этого угла на пилонасекальиом станке также не представляет затруд-
нений. Угол наклона стола выбирается равным 17°, зубило же снабжается
углами т]+ « = 27 Д-33°, следовательно, &= 60°.
5. ФОРМА ЗУБЦОВ
При насекании зубцов напильника под действием удара зубило производит,
с одной стороны, выдавливание материала, а с другой — углубление его. На
фиг. 22 показана форма зуб-
цов напильника; Z—Z —
поверхность заготовки до на-
секания; К — К — поверх-
ность вершин зубцов; О—О—
поверхность основания зуб-
цов. В процессе насекания
происходит выдавливание ма-
териала на высоту b и углу-
бление на величину I. Таким
образом общая высота зубца
напильника Г состоит из двух
величин: углубления t и воз-
вышения Ь. Высота зубца за-
Фиг. 22. Образование формы зубца напильника.
26
Напильники
висит от качества и сось яиия отжига обрабатываемого материала, а также
от шага насечки и формы зубила, поэтому весьма трудно дать определенную
формулу для этого размера.
Обычно насекальщики в зависимости от твердости материала заготовки сами
устанавливают необходимую глубину насечки. Для напильников с перекрестной
Фиг. 23. Форма зубца напильника
насечкой отношение между b и I берется от 1 до 1-|-, т. е. углубление ж возвыше-
ние зубцов равны друг другу или b несколько больше I.
Для напильников, предназначенных для мягких металлов, 4==-|-, т. е. возвы-
шениезубцав1у раза больше углубления.
Если более внимательно рассмотреть строение зубца напильника, то оказы-
вается, что задняя сторона зубца не образует прямой линии, а состоит из двух
частей:
1) изогнутой в виде пара-
болы, находящейся на подъеме
зубца:
Фиг. 25. Зубцы папплыгпка
с заусенцам».
Фиг. 24. Перспективный вид зубца напильника.
2) прямой, расположенной в углублении (фиг. 23).
Изогнутая поверхность получилась в результате деформации материала при
насекании зубцов.
На фиг. 24 представлен перспективный вид зубца; плоскость ABCD обра-
зована зубилом при втором насекании и представляет собой переднюю режущую
грань; AM С — режущая кромка, которая производит снятие металла при опи-
ловке; EGAB и FKCD — боковые грани, образованные зубилом при первом на-
секании; EGKF — задняя грань, полученная от второго насекания; AGKC —
параболическая поверхность, имеющая рваный вид вследствие деформации металла.
Пыбор материала
S7
Форма зубца в значительной мере зависит от состояния зубпла, а также от силы
удара бойка при насекании. Если зубило плохо заточено (тупо) или неправильно
заправлено оселком, то зубцы напильника получаются слишком отогнутыми на-
зад (фиг. 25). Такая же форма зубца получается и в том случае, если движения зу-
била не согласованы с перемещением заготовки, т. е. зубило запаздывает и бьет
по вершине зубцов. Такой напильник иногда удается исправить с помощью песко-
струйного аппарата.
III. ПРОИЗВОДСТВО НАСЕЧЕННЫХ НАПИЛЬНИКОВ
1. ВЫБОР МАТЕРИАЛА
Сталь, из которой изготовляются напильники, должна быть достаточно твер-
дой после термообработки и мягкой в отожженном состоянии для облегчения на-
секания зубца. ।
Для изготовления напильников применяется сталь, получаемая различными
способами (тигельная, электросталь и мартеновская); нередко применяется даже
бессемеровская сталь для напильников и рашпилей дешевых сортов. Тигельная
сталь вследствие дороговизны применяется значительно реже, чем электросталь
или мартеновская. Она идет, главным образом, на высокоответствепные сорта
(надфили или специальные напильники). Основным же сырьем является мартенов-
ская сталь, которая вследствие дешевизпы завоевала первое место.
В табл. 4 приведены данные о химическом составе сталей, применяемых раз-
ными заводами для рыночных рядовых напильников.
Из этой таблицы видно, что для рядовых напильников все заводы как советские,
так и иностранные употребляют углеродистую сталь с содержанием углерода от
0,8 —1,45%. Исключение составляет фирма Шеллер-Блекман, которая рекомендует
сталь с примесью хрома.
Для крупных напильников (от 250 см и выше) применяется сталь с меньшим
содержанием углерода, для мелких — с большим. Делается это потому, что мел-
кие напильники имеют более мелкие зубцы и поэтому они подвержены скорейшему
обезуглероживанию и вообще требуют большей твердости и крепости, чем крупные.
Для производства рашпилей весьма часто применяется углеродистая сталь
с низким содержанием углерода — до 0,5%.
Рассмотрим влияние примесей, имеющихся в стали для напильников, на каче-
ство металла.
Кремни й вообще повышает режущую способность; однако повышенное (сверх
нормы), содержание кремния делает сталь твердой, хрупкой и хладноломкой.
Марганец повышает твердость и вследствие этого может замещать (до
некоторой степени) углерод, поэтому некоторые авторы (Тейлор, Буксбаум) реко-
мендуют доводить содержание его до 0,6—0,8%. Вообще содержание марганца
в напилочных сталях весьма часто бывает выше, чем во всех других сталях, пред-
назначенных для изготовления режущего инструмента.
Фосфор делает сталь хладноломкой, но на термообработку влияния не ока-
зывает; предельное содержание — 0,03%.
Сера делает сталь хладноломкой, а при высоком содержании также I красно-
ломкой, предельное содержание — 0,03%. ж
chipmaker.ru
28 Напильники
Хром повышает твердость и вязкость стали и кроме того расширяет диапа-
зон температур закалки, делает ее менее чувствительной к перегреву. Такую сталь
трудно насекать, поэтому некоторые авторы (Буксбаум, Марс) не рекомендуют
применять сталь для напильников с содержанием хрома свыше 0,7%, мотивируя
это тем, что при более высоком содержании хром внесет в производство больше за-
труднений, чем пользы. Однако, иногда содержание его доводят, в особенности
в напильниках для прецизионных работ, до 1,0%. Сталь с содержанием хрома при-
меняется для напильников, предназначенных для заточки пил, для пробы на твер-
дость и др.
Таблица 4
Заводы Содержание °/о
Углерод Кремний Марганец ФОСФОР Сера Хром
Миасский завод Завод им. Кирова (Краев. 0,80 1,20 0,18 0,25 0,15 0,25 0,02 0,04 0,04 —
Путиловец) 0,90 0,27 0,68 0,03 0,03 —
Ижевский завод 1,08 0,16 0,40 0,02 0.012 —
Германская фирма Дик . Американская фирма Ни- 1,20 1,40 0,20 0,30 0,03 0,03 —
КОЛЬСОН Английская фирма Са- 1,15 0,16 0,30 0,03 0,03 —
БИЛЛЬ Английская фирма Ше- 1,05 0,13 0,33 0,03 0,03 —
фильд Стилл Английская фирма Ин- 1,20 0,10 0,30 0,03 0,05 —
глиш Стилл Австрийская Шеллер- 1,15 1,45 0,10 0,45 0,40 0,05 0,05 —
Блекман Рекомендуемая ОСТ 1,20 1,40 0,20 0,30 0,03 0,03 0,2
У1ОА Рекомендуемая ОСТ 0,95 1,09 0,30 0,15 0,25 0,03 0,02 —
У12А 1,10 1,25 0,30 0,15 0,25 0,03 0,02 —
Для высокоответственных напильников (бархатных, специальных и надфилей)
лучшие заводы применяют вместо углеродистой стали легированную с добавлением
। небольшого количества хрома, вольфрама или ванадия. Это вызывается, с одной
стороны, конструкцией зубцов этих напильников (короткая режущая грань и ма-
1 лая высота зубца), а с другой, — условиями работы надфилей, бархатных и дру-
I гих напильников. Они применяются, главным образом, для работы по инструмен-
тальным сталям, которые обладают значительно большей твердостью, по сравне-
нию с железом, чугуном и обычными машиноподелочными сталями. Поэтому эти
напильники должны иметь большую твердость и стойкость на истирание, чем ря-
I довой напильник.
I
।
Технологический процесс
29
Вольфрам повышает режущую способность напильника и дает мелко-
зернистую структуру, его вводят до 1,0—1,5%.
Ванадий играет рафинирующую роль и кроме того присадка его делает
сталь более мелкозернистой и эластичной; содержание его в напилочной стали —
0,3-0,5%.
В табл. 5 приведены марки легированных сталей, применяемых для изготовле-
ния прецизионных напильников. «
, Таблица 5
Источник Содержание »/0
Угле- род Крем- ний Марга- нец Фос- фор Сера Хром Воль- фрам
Проф. Марс 1,40 1,50 0,20 0,15 0,01 0,01 0,30 0,50 —
Ипж. Буксбаум Германская фирма Дик (для прецизион. на- 1,5<J 0,10 0,25 0,28 0,35 0,02 0,02 0,70 1,00
пильи.) Германская фирма Дик 1,50 0,20 0,30 0,03 0,03 0,50 0,70 1,50
(для точки пил) .... Английская фирма Шеф- фильд Стилл Английская фирма Ин- глиш Стилл 1,40 0,20 0,30 0,03 0,03 0,40 сумм арно
1,50 0,10 0,30 0,30 С,03 сум» 0,03 арно ' 0,50 J ;о 3,00
1,45 0,10 0,45 0,40 ' 0,05 — 1,0 —
Сталь может поступать на завод в неотожженном состоянии, так как заготовки
проходят сначала кузнечную обработку и перед отправкой в механические цехи
подвергаются отжигу.
Сталь должна быть однородной по качеству и не иметь наружных и внутренних
дефектов.
Обезуглероженный слой не должен быть выше 0,3 мм на каждую сторону прутка
для напильников длиною до 250 мм и выше 0,5 мм для напильников свыше 250 мм.
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ процесс
Проектирование технологического процесса и выбор оборудования находятся
в тесной связп с производственным заданием для данного завода. Потребность в на-
пильниках настолько огромна, что позволяет широко организовать производство
их в массовом порядке, используя наилучшие методы обработки. К сожалению,
несмотря на то что это производство существует уже не одно столетие, до сих пор
ему не уделяется достаточно внимания и применяемые методы далеки от совершен-
ства. Достаточно указать хотя бы на такие недопустимые с точки зрения охраны
труда операции, как ручная обточка напильников на песчаных точилах. Далее,
еще не так давно господствовало упорное предубеждение против напильников,
chipmaker.ru
Напильники
30
изготовленных механическим путем; продолжали считать, что качество напильни-
ков, насеченных вручную, более высоко даже после того, как механические методы
изготовления вышли за пределы экспериментальной стадии развития. Ручная
насечка имеет место еще и до сих пор и составляет примерно 10% от количества
всех изготовляемых напильников. Оборудование, применяемое при производстве
„напильников, также имеет много недостатков и оставляет желать лучшего (пило-
насекальные станки, нарезные станки, плоскошлифовальные, строгальные и др.).
Из этого следует, что напилочное производство требует крупных рационализа-
торских мероприятий и перед инструментальщиками, желающими работать в этой
области, открывается широкое поле деятельности.
На стр. 56 приведена карта технологического процесса плоского личного
напильника. В этой карте указаны: порядок обработки, применяемое оборудова-
ние, приспособления и инструмент. Порядок обработки является типовым
почти для всех напильников и только для немногих родов некоторые операции
изменяются, например нарезка вместо насечки зубцов, введение шлифовки и т. п.
На стр. 62 приведена сводная схема с указанием порядка обработки для
типовых видов напильников.
Для уяснения технологического процесса нужно остановиться на типовых
операциях й выявить их особенности как в отношении методов обработки, так
и применяемого оборудования.
Отрезка
Эта операция обычно осуществляется на приводных ножницах-прессах с по-
мощью обычных ножей или ножей, заточенных с двух сторон.
Отковка
Кузнечная работа состоит из трех операций:
1) отковка конца, 2) придание корпусу утоньшепия к концу, 3) отковка пятки.
Эти операции не сложны. Особенное внимание нужно обращать на температуру
нагрева заготовки перед ковкой. Чрезмерно долгое нагревание вызывает повре-
ждение наружной поверхности и уменьшает ее твердость. Перегретые напильники
имеют крупнозернистое строение и отличаются хрупкостью. Крупные напильники
должны постепенно нагреваться, так как в противном случае наружные поверхно-
сти могут оказаться с пережогом, в то время как внутренняя часть будет еще срав-
нительно холодной или недогретой. Надо стремиться по возможности применять
один нагрев, однако, для крупных напильников ковка ведется с двух и даже иногда
с трех подогревов. Температура ковки устанавливается в пределах от 950 до 800°.
Выбор оборудования зависит от размера напильника.
Отковка конца и пятки мелких размеров производится на пружинных или
ручных падающих молотах мощностью 10—25 кг. Некоторые фирмы для отковки
пяток применяют полуавтоматическое приспособление, состоящее из вращаю-
щегося зажима, приводимого в действие цепью от привода пружинного молота.
Более крупные напильники отковываются под пневматическими или падающими
молотами с весом падающих частей 50—100 кг. В Англии распространены также
и небольшие паровые молоты, которые, однако, не следует рекомендовать, так как
они требуют большого расхода пара, трудно регулируются и дороги в эксплоата-
Технологический процесс
31
ции. В этом отношении более подходящими оказались пружинные молоты, отли-
чающиеся простотой обслуживания, дешевизной, долговечностью и хорошим
регулированием.
Отковка производится в штампах, окалина удаляется с помощью сильной струи
сжатого воздуха.
За последнее время для оттяжки пятки и утоныпения на напильнике стали при-
менять прокатку (вместо ковки) на специальных прокатных станах, которы,
у нас иногда называются ковочными вальцами.
Схема работы стана показана на фиг. 26. Сменные кулачки расположены экс-
центрично и при пропускании напильника оттягивают пятку или делают ее тоньше.
На схеме цифрами показаны места обработки на напильнике и соответствующие
им места на кулачках.При прокатке заготовка суживается потолщине и раздается
Фиг. 26. Схема вальцов прокатного стана для напильников.
в ширину, для исправления ширины служит горизонтальный пресс. Процесс обра-
ботки заключается в последовательном многократном пропускании заготовки че-
рез валки и обжатии на горизонтальном прессе.
Лучше всего изготовлять прокаткой напильники из стали с меньшим содержа-
нием углерода, которую можно без всякого опасения нагреть до высокой темпера-
туры. Твердую же сталь с повышенным содержанием углерода подвергать прокатке
весьма трудно, так как нагревать ее до высокой температуры опасно, а при невы-
сокой температуре материал между валками так сильно охлаждается, что заготовки
могут получить трещины. Прокатка получила распространение, главным образом,
в Америке и, частично, в Англии. В Германии она применяется редко вследствие
различных технических трудностей. Следует отметить, что кованый напильник
в работе будет более устойчив и будет обладать лучшей структурой, чем прока-
танный.
После кузнечных операции напильники из углеродистой стали охлаждаются
па воздухе, а из легированной — в золе, слюде или других мало проводящих тепло
веществах
chipmaker.ru
32 Напильники
Для лучшего прогрева напильников целесообразнее пользоваться газовыми или
нефтяными печами, которые дают равномерную температуру и допускают хорошую
регулировку.
Отжиг
Отжиг является одной из важных операций в производстве напильников, так
как от качества его зависит в значительной мере дальнейшая обработка. Назначе-
ние отжига заключается, во-первых, в устранении тех напряжений, которые полу-
чились в материале в процессе ковки и, во-вторых, в придании заготовкам более
легкой обрабатываемости. Последнее имеет большое значение для обточки и насе-
кания напильников, так как при повышенной твердости эти операции весьма за-
труднительны, а иногда и невозможны.
Надо добиваться получения равномерной структуры стали, а именно — мелко-
чешуйчатого перлита. Для получения правильного отжига должны быть соблю-
дены следующие условия:
1) конструкция печи и укладка в ней заготовок должны быть таковы, чтобы
.прогрев напильников был постепенным и равномерным для всей массы металла;
2) йеобходимо, чтобы отжигаемые заготовки находились достаточное время
в печи (2—3 часа) при соответствующей равномерной температуре (750—760°)
для хорошего прогревания металла; нужно помнить, что для напильников оди-
наково вредны как недогрев, так и перегрев;
3) необходимо следить за постепенным остыванием заготовок; можно рекомен-
довать примерное падение температуры с 750 до 300° в течение 12—14 часов;
4) нужно избегать чрезмерного обезуглероживания и окисления металла;
5) напильники должны быть уложены так, чтобы во время охлаждения они не
•оказались искривленными и не имели прогибов.
Целесообразнее всего отжигать напильники в газовых или нефтяных печах,
хотя часто в качестве топлива применяют и кокс, торф и даже дрова.
Некоторые фирмы пользуются для отжига тоннельными печами с тремя отдель-
ными камерами: первая — для подогрева, вторая — для нагревания, а третья —•
для остывания заготовок. В процессе отжига тележка или плита с загруженными
напильниками постепенно передвигается из одного в другое отделение; отделения
отгорожены друг от друга заслонкой.
Укладку напильников производят таким образом: па железную плиту сначала,
укладывают крупные напильники, затем средние и мелкие, а сверху снова круп-
ные. С боков также окружают более мелкие размеры крупными. Для предохране-
ния от обезуглероживания между отдельными слоями засыпают древесный уголь
или другие, аналогично действующие вещества. Очень мелкие напильники обычно
загружаются вместе с древесным углем в трубки небольшого диаметра (100—
200 лш), которые с боков замазываются глиной.
Правка и обточка
После отжига папилышки подвергаются правке на правильной н а к о в а л ь-
н е легкими ударами молотка. Операция эта необходима, так как при отжиге
получается весьма часто коробление или искривление заготовок. Во время правки
частично также и удаляется окалина.
Технологический процесс
33
Обточка применяется: 1) для снятия обезуглероженного слоя, полученного
при отжиге; этот слой при правильном отжиге составляет 0,3—0,5 мм, а при небла-
гоприятных условиях может достигнуть и до 1,0—1,2 мм; 2) для придания заго-
товкам правильной, чистой и ровной поверхности, необходимой для насекания.
Если не удалить обезуглероженный поверхностный слой, то зубцы напильника
не приобретут необходимой твердости при закалке.
Самым распространенным и в то же время самым несовершенным способом
является обточка вручную на больших шлифовальных кругах. Эти камни высе-
каются из естественного песчаника или же изготовляются в виде кругов
с магнезиальной связкой. Последние благодаря своей однородности
Подвод toqb'i
Спинка
Спинная
подушка
Перестав-
ная под-
Chipmaker.ru
Переставная
полка для стен-
ной подушки
Фиг. 27. Обточка папилышка вручную.
Предогран
лист от водя-
н'Осх- ‘бр/нзв
Камену
Подушка
Подмостки
дают лучше обработанную поверхность. Наждачные камни (корундовые или
карборундовые) применяются редко, так как они прижигают заготовку. Камень
не должен быть слишком твердым, так как круг будет слишком нагревать
заготовки, что под действием охлаждающей воды может повести к частичному
повышению их твердости. Если шлифовальный камень не будет однородным
по своему составу, то твердые включения в нем будут оставлять на заготовках
выбоины или наклепы. В результате вследствие повышенной твердости зубило
при насекании будет крошиться или оставлять непросеченные места («лысины»).
Аналогичное же явление будет иметь моего и в том случае, если рабочий сильно
прижимает напильник к камню.
Для ручной обточки употребляются камни диаметром 1,5—2,5 м и шириной
200—350 мм. Скорость вращения камня 14—17 м)сек.
На фиг. 27 показано, как протекает обточка вручную на шлифовальном камне,
а па фиг. 28 изображено приспособление для зажима напильника при обточке;
3 Семенченко
chipmaker.ru
Напильники
31
А — обрабатываемый предмет; Б — шлифовальная доска; В — ручка шлифо-
вальной доски; Г — шлифовальный сапог; Д — кожаный чехол; Е— деревян-
ный ба пмак.
Подвод водЬ/
Преохранит
лист от во-
дяных брызг
Ребра для
стона водЬ/
Колебательное
движение о апо-
га при шлифовке
Верхний Врай шлиф о" Желобок
больного мостика для отвода Bogbt
Фиг. 28. Приспособление для зажима напильника при обточке.
Обточка напильников является одной из самых тяжелых и вредных работ. То-
чильщ IK должен во время работы с большой силой прижимать веем корпусом
-ф-
Фиг. 29. Приспособление ТОЗ для обточки напплышка.
напильник к камню, в результате чего напильник подвергается сильным напряже-
ниям и резким толчкам вследствие неровности поверхности камня. Несмотря на
Технологический процесс
35
наличие предохранительного листа, на напильник все же попадает вода, грязь
и песчаная пыль, а это вредно отзывается на здоровье рабочих.
Для облегчения труда точильщика было предложено несколько приспособле-
ний для ручной обточки напильников, но, к сожалению, они еще далеко не вышли
из стадии эксперимента. Одно из таких, заслуживающих внимания, приспособле-
ний (конструкция Тульского оружейного завода), показано на фиг. 29. Оно уста-
навливается на наждачное точило и закрепляется на нем с помощью двух болтов,
имеющихся на рамке; шлифовальный круг употребляется керамической связки;
работа производится вручную. При небольшой подаче и малой глубине снимае-
мого слоя металл» прижигания
заготовки не наблюдается.
Для обточки плоских по-
верхностей некоторые заводы
применяют специальные плоско-
шлифовальные станки с меха-
нической подачей. Обработтп
производится магнезиальными
шлифовальными камнями 800—
1500 мм диаметром. Заготовки
закрепляются на корытообраз-
ном столе по 1—3 десятка в
ряд в зависимости от ширины
обрабатываемой поверхности.
Во время работы они покрыты
водой, что предотвращает чрез-
мерное нагревание напильни-
ков и уменьшает количество
пыли. Заготовки укладываются
на эластичных (например ре-
зиновых) подкладках, погло-
щающих вибрации, которые
Фиг. 30. Шлифовальный станок для обточки на-
пильников.
регулируют повышеппе давления, вызванное неровностями поверхностей камня
или самих напильников. Для того чтобы иметь возможность обточки кониче-
ских поверхностей, движение стола направляется пристроенным к станку
копиром, который может меняться в зависимости от формы напильника. Для
равномерного износа камня имеется приспособление, которое дает возможность
перемещать камень поперек обрабатываемой поверхности, т. е. вдоль его оси.
На фиг. 30 представлен общий вид шлифовального станка для обточки напиль-
ников.
После обточки напильники прополаскиваются в известковой воде; получаю-
щийся при этом легкий налет извести предохраняет напильники от ржавчины.
Шлифовка
Для напильников 1-го класса обточкой заканчивается подготовка поверхно-
стей напильника для насекания. Для 2-го класса, бархатных и других более ответ-
ственных напильников необходима еще шлифовка на станке с более мягким камнем,
а иногда еще и опиловка. Она необходима здесь, вследствие наличия мелких зуб-
chipmaker.ru
36 Напильники
цов, насекание которых требует хорошо подготовленной в отношении чистоты
и ровности поверхности. Обточка на кругах, в особенности естественного происхо-
ждения, вызывает вследствие наличия в них твердых включений выбоины или
наклепы с очень большой твердостью. В результате получается неудовлетвори-
тельная насечка на напильниках. Шлифовка должна быть тем чище и точнее, чем
мельче будут насекаться зубцы. Иногда для этой цели применяют специальные
доводочные станки.
Клеймение
Клеймение производится на ручных или эксцентриковых прессах. При клей-
мении ставится наименование завода.
Снятие фасок
Снятие фасок производится обычно на наждачном точиле вручную. Оно нужно
для того, чтобы края напильника не были острыми. Кроме того, при насекании
весьма трудно достигнуть совпадения насечек, полученных на трех соприкасаю-
щихся друг с другом гранях. Это также является одной из причин необходимости
снятия фасок. "
Насекание зубцов
В настоящее время почти везде насекание зубцов производится машинами, хотя
еще не так давно насечка выполнялась вручную. Работа вручную еще встречается
в кустарных производствах, а также при насекании зубцов фасонных напильни-
ков; вручную также исправляют «лысые» места, оставшиеся после насекального
станка.
Для ручного насекания необходимо иметь небольшую наковальпю с вырезом
для помещения напильника, который привязывается к ней ремнями.
Инструментом служат зубило и молоток с изогнутой рукояткой (фиг. 31). Для
того чтобы зубило лучше проникало в металл, заготовка перед насеканием смазы-
вается маслом. При ударе молотком зубило делает с одной стороны небольшое воз-
вышение, которое указывает насекальщику место для следующего зуба. Насекаль-
щики делают от 60 до 200 ударов в минуту. Ручное насекание требует от рабочего
большого мастерства, чтобы, во-первых, шаг насечки был по возможности равномер-
ным и, во-вторых, сила удара молотком должна быть различной не только для раз-
ного типа и рода насечки, но также и для одного и того же напильника вследствие
меняющихся ширины и профиля. Малая производительность ручного насекания
заставила искать методов машинного выполнения насечки.
Знаменитый художник инженер Леонардо да-Винчи еще в 1500 г.
предложил конструкцию станка, который в несколько грубом виде имеет все ос-
новные элементы современных насекальпых станков (фиг. 32). Удар зубила Л
производится с помощью поднятого груза Б и вращающегося кулачкового меха-
низма. Последний с помощью зубчатой передачи В связан с ходовым винтом Г,
который автоматически подает стол Д с заготовкой Е па одно деление после каж-
дого удара зубила. Работа станка осуществляется с помощью рукоятки. Станок
Леонардо да-Винчи не был построен.
Первый насекальный станок был построен французом Дюверже в 1735 г.,
он напоминает современный станок.
Технологический процесс
37
Станок промышленного значения был сконструирован англичанином Брэндо-
ном в 1860 г. Особенностью данного станка является то, что подача заготовки произ-
водится автоматически самим зубилом (фиг. 33). п
Фиг. 31. Pj'uuoe насекание напильника.
станка Леонардо да-Винчи (1600 г.).
На фиг. 34 представлена схема современного пилонасекального станка фирмы
Беше, а на фиг. 35 — фото этого же станка.
Каждый пилонасекальный
станок состоит из следующих
основных звеньев:
1) механизма для осущест-
вления удара зубила;
2) механизма регулирова-
ния натяжения пружины;
3) механизма автоматиче-
ской подачи;
4) механизма связи движе-
ния зубила с подачей стола.
Первый механизм работает
следующим образом; рабочая
часть (боек ) А имеет внизу по-
воротный патрон Б, куда вста-
вляется зубило. Часть А при-
поднимается с помощью ку-
Фмг. 33. Схема пплонасекальпого станка Брэп-
дона (1860 г.).
лачка В, приводимого во вра-
щение от шкива. После поднятия на определенную величину упор Д соска-
кивает с выступающей части кулачка, боек падает вниз под действием собствен-
ного веса и натяжения пружины, и зубило производит, удар по напильнику.
chipmaker.ru
38 Напильники
Натяжение пружины Е осуществляется с помощью цепи Ж (цепь Галля), при-
крепленной одним концом неподвижно к станине. Цепь, огибая ролик 3 и три ро-
лика с левой стороны станка, прикрепляется другим концом к рычагу И, который
сидит на одном валу с рычагом К. Меняя положение рычага К, мы меняем тем са-
мым натяжение пружины и силу удара зубила. Как было сказано выше, при на-
секании напильников приходится изменять силу удара вследствие изменения про-
филя и ширины напильника, вызванного уменьшением поперечного сечения по
направлению к концу. Такл1 изменение силы удара должно производиться авто-
Технологический процесс
39
Фиг. 36. Общий вид станка Беше.
матически. Для этой цели на рычаге К посажен ролик Л, который во время работы
передвигается по копирной линейке М, прикрепленной к салазкам Н. Копирная
линейка выполняется по форме насекаемого напильника. Следовательно, в том
месте, где напильник толще и где удар будет более слабым по причине малой вы-
соты падения бойка, ролик, перемещаясь по копировальной линейке, поднимает
рычаг К и таким образом увеличивает натяжение цепи и пружины. Благодаря этому
и получается компенсация ослабления натяжения пружины. Когда же насекание
приближается к концу, то здесь вследствие уменьшенной толщины заготовки удар
будет слишком сильным и силу его приходится понижать. В этом случае копиро-
вальная линейка дает возможность
рычагу опуститься и натяжение
пружины уменьшается. Величина
натяжения в зависимости от рода
насечки устанавливается еще с
помощью ручного маховичка П.
Кроме того, может быть произве-
дено дополнительное натяжение
пружины с помощью рычага Р,
который поднимает рычаг К по-
средством специального кулачка.
Необходимость этого дополнитель-
ного приспособления обусловли-
вается наличием в материале твер-
дых мест, заставляющих увели-
чивать силу удара для получения
правильной высоты зуба.
Заготовка 0 закрепляется на
столе станка, который может за-
нимать наклонное положение,
благодаря повороту вокруг оси Ч.
Закрепление стола осуществляется
с помощью двух стоек Шг и Ш.2.
Стол автоматически передвигается
на необходимую величину (шаг)
после каждого удара зубила с по-
мощью ходового винта. Последний связан с движением бойка с помощью эксцен-
трика 7', который через тягу приводит в качательное движение пластину У
с насаженной на ней собачкой храпового механизма. Колесо его сидит на валу Ф,
на котором находится и коническая шестерня X, связанная с ходовым винтом.
Установка на определенный шаг производится путем перестановки цапфы экс-
центриковой тяги, вследствие чего меняется число зубцов, на которое должно
повернуться храповое колесо при каждом ударе бойка.
Маховичок Ю служит для ручного передвижения каретки; рычагом Я выклю-
чают механическую подачу; вилка Щ передвигает ремень на холостой шкив после
насекания.
Производительность насекальных станков, примерно, в 4 раза выше ручного
насекания.
Насекальные станки в зависимости от величины дают 300 —1200 уда-
chipmaker.ru
Напилоники
40
ров в минуту, малые стапки теперь строятся для 1800—2200 ударов в
минуту.
После того как одна сторона напильника пасечепа, заготовка для предотвра-
щения смятия зубцов должна быть положена на подкладку из мягкого металла.
Раньше эти подкладки изготовлялись
из свинца, но, вследствие того что пыль
свинца вредна для здоровья, в настоя-
щее время они мало применяются в про-
изводстве напильников. В большинстве
случаев теперь применяют подкладки из
цинка или из специальных сплавов.
Ф ir. 36. Форма насечки круглого на-
пильника.
Цинковые подкладки должны быть всегда мягкими, поэтому после некоторого
употребления их подвергают нагреванию для придания необходимой мягкости.
Нужно отметить, что качество материала для подкладок оказывает огромное
влияние на режущую способность напильника. Известно, что одна сторона ры-
ночного напильника работает всегда несколько хуже, чем другая. Это объясня-
ется тем, что под действием ударов зубила зубцы ранее насеченной стороны дефор-
мируются и сминаются при трении о подкладку. Поэтому на выбор материала для
подкладок надо обращать серьезное внимание.
Насекание круглых и полукруглых напильников производится с помощью
узкого зубила, причем пасечка выполняется рядами (фиг. 36). Сначала насекаются
ряды 1,2,3,4 т. д., затем напильник возвращается в первоначальное положение
и насекаются ряды а, б, в и т. д. с другим направлением пасечки. Эти последние
ряды несколько перекрывают ранее сделанные насечки и служат для их соединения.
Для насекания круглых и полукруглых напильников станки снабжаются допол-
нительным приспособлением, которое может поворачиваться параллельно оси па-
Технологический процесс
41
пильнпка, кроме того опо располагает также и делительной головкой для возмож-
ности поворота на требуемый угол.
На режущую способность напильника оказывает большое влияние равнение
первой насечки, которое производится перед насеканием второй. Оно заключа-
етсявтом, что первые зубцы слег-
ка опиливаются и таким образом
с них удаляются заусеницы и
острые кромки. Таким образом
зубцы после второго насекания
приобретают более устойчивую
форму и стойкость их значительно
выше, чем обычных. Однако на
практике редко прибегают к этой
операции, хотя она и дает боль-
шой эффект.
В зависимости от способа за-
крепления применяются зубила
или сапожкового типа (1) (фиг.
37), или призматического (II)
(фиг. 38). Размеры их приведены
Л Ч----
~5—
в
Фиг. 38. Призматическое зубило.
табл. 6 и 7.
Таблица 6
Размеры зубил I типа в мм
ti вубила А Б в г А в Ж
1 24 10 22 40 3 50 46
2 25 10 24 45 4 55 51
3 28 10 25 47 4 60 56
4 30 12 32 55 4 75 70
5 35 12 36 .60 5 85 80
6 40 15 42 70 5 100 95
7 42 15 45 75 5 105 98
8 45 18 55 85 6 130 122
9 45 20 70 90 6 150 140
Таблица 7
Размеры зубил П типа в мм
д» зубила А Б в г Д
1а 24 10 22 3 50
2а 25 10 24 4 55
За 28 10 25 4 60
4а 30 12 32 4 80
5а 35 12 40 4 100
chipmaker.ru
42
Напильники
Зубила типа I применяются преимущественно для насекания плоских сторон,
а типа II — для круглых.
Угол скоса основания зубила I типа зависит от угла наклона насечки зубца.
Нарезание насечки
Фпг. 39.
вое приспособ-
ление для паре-
вания напиль-
ников .
Насечку зубилом удобно производить при плоских напильниках; криволиней-
ные поверхности лучше обрабатывать нарезанием. При обработке круглых напиль-
ников зубилом заготовка подбрасывается вверх и после насе-
кания оказывается не круглой, а многоугольной. При нарезании
инструмент не выдавливает материал, а вырезает его, вслед-
ствие чего форма напильника остается неповрежденной. При
нарезании можно наблюдать за качеством насечки, которая в
случае неточности может быть тотчас же исправлена при про-
пускании нескольких дополнительных ходов нарезной гребенки.
Таким образом возможность местного нарезания, значи-
тельная точность насечки, сохранение первоначальной формы за-
готовки делают этот
способ более удоб-
ным при производ-
стве высокосортных
напильников. Для
более грубых на-
пильников (I и II
класс) этот способ
мало применим, так
как нарезать такие большие зубцы
весьма трудно.
Нарезание можно производить с
помощью ручного приспособления
(фиг. 39). Рабочий закрепляет на-
пильник А в планке Б и приводит
его в движение левой рукой; правой
рукой рабочий держит за рукоятку
Руч-
Фиг. 41. Общий вид станка для нарезания
напильников.
Фиг. 40. Гребенка для нарезания
напильников.
пггангу В, к которой закреплена гребенка; штанга качается вокруг оси Г. Гре-
бенка представляет собой трехграпный стержень, на каждой грани у которого
сделана нарезка (фиг. 40). Любая пз этих трех граней может проиввэдить
Технологический процесс
43
нарезание. Рабочий водит гребенку по напильнику и таким образом после
многократного повторения процесса гребенка все глубже проникает в металл
до тех пор, пока операция не будет закончена. Давление на напильник осущест-
вляется с помощью ножного нажима. Оно должно быть различным в зависимо-
сти от наличия твердых мест в заготовке, необходимости иметь насечки раз-
личной глубины в разных местах заготовки и т. п. Нарезание вручную требует
большого мастерства.
Нарезные станки строятся, главным образом, для круглых, полукруглых и дру-
гих фасонных напильников. На фиг. 41 представлен один из таких станков. Напиль-
ник А закрепляется в рамке Б, которая может поворачиваться вокруг вертикаль-
ной оси на необходимый угол. Гребенка В вставляется в рамку Г, которая в про-
цессе работы прижимается к заготовке с помощью пружины Д. Нарезание насечки
осуществляется при прохождении гребенки по заготовке; эта операция повторяется
несколько раз. Напильник может поворачиваться в рамке Б, что важно при наре-
зании круглых и полукруглых напильников.
Обрезка конца и заточка
Размер заготовки под насечку несколько превышает окончательную длину на-
пильника. Так как па конце насечка никогда не получается правильной, то конец
обрубается па эксцентриковом прессе, а затем затачивается на наждачном точиле
для придания правильной формы.
Правка
Под влиянием ударов зубила напильник несколько искривляется. Вследствие
этого он правится осторожными ударами свинцового молотка.
Термическая обработка
Закалка папплышков является одной из трудных операций. При нагревании
тонкие зубцы напильпика легко обезуглероживаются или сгорают. Далее,
сам напильник в значительной мере коробится, причем правку его после закалки
надо производить осторожно, во избежание поломки, вызываемой хрупкостью
заготовки. Кроме этого, основная масса напильников изготовляется из углероди-
стой стали часто пониженного качества, закалка которой должна производиться
в чрезвычайно узком интервале закалочных температур. Эти обстоятельства за-
ставляют напилочные заводы прибегать к весьма трудоемким и довольно прими-
тивным приемам закалки напильников. Правда, эти методы часто дают хорошие
результаты, но стоимость термообработки весьма значительна.
Б основном процесс закалки протекает следующим образом. Заготовки для
предохранения зубцов от обезуглероживания покрываются предварительно спе-
циальной мастикой, состоящей из веществ, богатых углеродом (рог, кожа, костя-
ная мука, древесный уголь, желтая кровяная соль, железосинеродистый кали
и т. п.), смешанных со связывающими составами (клей, мужа, стекло, канифоль,
поваренная соль, и т. п.). Обмазка производится щеткой, после этого заготовки
тщательно просушиваются и переносятся к печам для закалки.
r.ru
44 Напильники
Нагревание под закалку производится или в пламенной печи или в свинцовой
ванне. Нагревание в свинце имеет следующие преимущества:
1) заготовка при нагреве находится в вертикальном положении, что дает мень-
шее искривление, чем при горизонтальном положении;
2) отсутствие кислорода в ванне, что предохраняет напильник от окисления
и обезуглероживания; нужно иметь в виду, что при длительном нагревании в одной
и той же ванне и при недостаточной защите поверхности свинца от окисления зубцы
напильника и при данном способе нагревания могут быть подвержены обезугле-
роживанию;
3) большая производительность ванны.
Недостатки свинцовой ванны:
1) чрезмерная быстрота нагрева, что однако можно исправить предваритель-
ным подогревом заготовок в печи или в другой ванне с более низкой температурой;
2) приставание свинца к зубцам напильника; это легко устраняется при по-
крытии поверхности свинца смесью расплавленных хлористых солей (калия, пат-
рия, бария) в равных частях; слой этих солей при извлечении напильника из ванны
смоет все приставшие к зубцам шарики из свинца; кроме этого, соль хорошо пре-
дохраняет свинец от выгорания.
Рациональнее всего производить закалку в печах с восстаповительной средой
для предохранения напильников от обезуглероживания.
Электрические печи и соляные ванны мало применяются на практике.
Для надфилей рекомендуется применять небольшие печи муфельного типа
с опрокидывающимся подом.
Температура нагрева выбирается в зависимости от марки стали в пределах
780-800°.
После нагрева заготовки охлаждаются в воде с добавлением поваренной соли
или нашатыря со смесью серной или азотной кислоты (2—4%). Плоские напильники
погружаются вертикально, концом вниз, напильники более сложной формы или
несимметричной, как например полукруглые, приходится замачивать в наклонном
положении для уменьшения поводки их. Направление и величина наклона уста-
навливаются на основании ежедневной практики самим калильщиком. При таких
напильниках часто прибегают к намеренному выгибу заготовки в сторону, обрат-
ную той, в которую чаще всего изгибаются напильники от напряжения. Этот вы-
гиб производится весьма осторожно на свинцовой подкладке с помощью алюми-
ниевого или деревянного молотка. В процессе замочки работай несколько раз,
пока заготовки еще не остыли, производит правку их деревянным молотком или
с помощью зажима между двумя полосами мягкого железа.
Сложность закалки требует определенных рационализаторских мероприятий.
Прежде всего, необходимо по возможности ослабить коробление напильников, на
которое влияет не только неравномерность нагрева, неравномерность охлаждения,
но также и несимметричность формы, а в особенности — внутренние напряжения,
возникшие в процессе насекания зубцов. Практика показывает, что последний
фактор особенно влияет па напильники с несимметричным профилем, например
полукруглые. В этом случае благоприятное действие оказывает предварительный
(перед закалкой) промежуточный отжиг при температуре около 650° для устране-
ния вредных напряжений.
Закалка на аустенит (охлаждение вместо соленой воды в горячем масле до 200°),
довольно широко применяемая при термообработке других режущих инструмен-
Технологический процесс
45
тов, должна найти себе место и в производстве напильников; это даст возможность
избежать большого брака при термообработке их. К сожалению законченных опы-
тов в этой области пока не имеется.
После закалки желательной структурой у напильников является: на поверх-
ности (1—2 jkjh глубиной) мартенсит с карбидами, а в сердцевине троостит-мартеп-
сит с мелкораздробленными карбидами.
После закалки напильники очищаются от окалины и пригоревшей мастики
щетками или с помощью пескоструйного аппарата. Струя песка направляется сна-
чала перпендикулярно к зубцам и таким образом очищает зубцы от грязи и ока-
лины (фиг. 42,1); затем опа направляется перпендикулярно к поверхности затыл-
ков зубцов (фиг. 42, II); в этом случае песок срабатывает часть затылка, как пока-
зано пунктиром на фиг. 42, II, благодаря чему снимаются заусенцы и зубец стано-
вится более острым.
Рекомендуется пользоваться одновременно двумя соплами (фиг. 42, III); одно
из них предназначается для удаления грязи, другое — для острения зубца. Первое
сопло ставится под углом 60°, а второе — под углом 15° к оси напильника. При
работе надо правильно направлять струю песка, так как в противном случае пе-
сок может не заточить зубцы, а, наоборот, снять их, и напильник окажется негод-
ни'> к употреблению. Пескоструйные аппараты преимущественно работают с по-
м// ыо пара, по не исключена возможность применения сжатого воздуха.
florae очистки напильпики для предохранения от ржавления тщательно про-
ливаются в известковой воде.
Напильник не подвергается отпуску, так как он должен обладать большой
твердостью. Отпускается только пятка, так как в противном случае при посадке
chipmaker.ru
Напильники
46
нмшльппка на рукоятку или при работе пятка напильника вследствие хрупкости
будет отламываться. Отпуск производится в свинцовой ванне при температуре
до 450°; охлаждение — в масле. После отпуска напильники смазываются маслом
и на этом заканчивается их изготовление.
Контроль и испытание напильников
В процессе изготовления напильники подвергаются неоднократному контролю
по наиболее важным операциям (после кузнечной работы, отжига, насекания
зубцов и т. п.). После изготовления напильники поступают в центральный кон-
троль для окончательного осмотра. Приемка производится на основании техни-
ческих условий, установленных ОСТ 2013. Приведем основные пункты из этих
условий:
1. По качеству изготовления напильники разделяются па два сорта: первый
и второй.
2. Напильники не должны иметь видимых на-глаз искривлений. В напильни-
ках 2-го сорта допускаются легкие искривления.
3. Насечка должна быть однородной, правильной, чистой.
4. Поверхность напильников 1-го сорта должна быть чистой, без трещин,
черпых и ржавых пятен, ямин, точильных выхватов и непросечек. Па узких гра-
нях напильников допускается до трех пегрубых пересечен; на горбах полукруглых
и круглых напильников с насечкой 2-го класса допускается несвязка рядов шири-
ной до 0,5 мм, но только у одного ряда.
5. Для напильников 2-го сорта допускаются легкая выкрошка кромок и слегка,
оголенные кромки на расстоянии от конца напильника — при длине напильника
от 75 до 250 мм — до 15 мм, а при длине выше 250 мм — до 40 мм.
6. Допускаются две перескочки по краям или в середине напильников на всех
профилях и размерах, кроме квадратных и круглых, на которых допускаются всего
четыре перескочки, но не более двух на одной стороне. Допускается одна мелкая
полоска от осадки зубила только на одной стороне напильника на расстоянии не
более 50 мм от конца или пятки. Допускается до трех непросечек зуба на расстоя-
нии от конца напильника при длине напильников от 75 до 200 мм — до 35 мм,
а при длине свыше 200 ли» — до 65 ки.
7. Допускаются незначительные плешины (результаты точильных выхватов)
и мало заметные темные пятна.
8. Напильники при ударе о наковальню или массивную плиту должны давать
чистый тон.
9. Напильники не должны ломаться при падении на деревянный пол с высоты
1 м и не должны дробиться на несколько частей при падении па металлическую
плиту с высоты, равной длине напильника.
10. Хвост напильника должен быть отожжен: он должен выдерживать в лю-
бом месте до половины хвоста загиб на 45°.
11. В изломе напильник должен иметь бархатистое серо-матовое и чистое строе-
ние; допускается незакаленпая середина сечения.
12. На насечке не должно оставаться никаких следов смятия и выкрашивания,
если провести плашмя по напильнику от переднего конца к хвосту стальной пла-
стинкой, закаленной и отпущенной, обладающей твердостью по Бринеллю 315—325,
наоборот, на пластинке должны оставаться царапины от напильника.
Технологический процесс
47
13. Испытание на работоспособность должно производиться на станке Герберта
с длиной хода около 150 мм и числом ходов 50—55 в минуту.
Таблица 8
Напильник Длина мм Производительность
суммарная ОДНОЙ стороны
Плоский драчевый . . 300 52 195
А » , , . • . . 450 64 24
Пюский личной 300 13 4,9
» » ................. 450 16 6
Полукруглый драчевый. 300 36 19,5 и 10
» » . . . . . ...... 450 48 24 п 12
Полукруглый личной 300 9 4,9 и 2,5
» » 450 12 6 и 3
Круглый драчевый . 300 16 6
» » .......... ..... 450 30 11,2
Круглый личной за» 4,0 1.5
450 7,5 2,8
Квадратный драчевый 300 40 7,5
» » ............. 450 92 17,2
Трехгранный драчевый 300 48 12
> » .......... . . 450 80 20
Трехгранпый личной 300 12 3
» » . 450 20 5 •
П р и м е ч а н п е. Суммарная производительность показана в кубических
саптпметрах при числе ходов 10000, умноженном на число сторон. Производи-
тельность же одной стороны дана в кубических сантиметрах для 10000 ходов.
Таблица 9
Напильник Длина мм Размеры се- чения бруска жлс Груз
для напильников кг
драчевых ЛИЧНЫХ
Плоский полукруглый .... 300 -450 25x25 15 10
Круглый квадратный 300 10X25 6 4
> > ..... 350—400 15X25 9 6
> > ..... 450 20x25 12 8
Трсхгряпный . . . 300—350 20x25 12 8
» 400—450 25x25 15 10
Для испытания должна применяться углеродистая сталь с содержанием угле-
рода 0,55—0,69% твердостью по Бринеллю 220—235. Плоские напильники под-
вергаются испытанию с каждой из двух широких сторон, квадратные — с каждой
из четырех сторон, трехгранные — с каждой из трех сторон по 10 000 ходов для
каждой стороны. Б полукруглых напильниках за вторую сторону принимается
полуцилиндрическая поверхность, причем в брусках должна быть предварительно
chipmaker.ru
Напильники
48
пропилена соответствующая полуцилиндрическая поверхность. Такой же предва-
рительный пропил бруска должен иметь место и при испытании круглых напиль-
Фиг. 43. Станок Герберта для испытания
напильников.
ников, причем число ходов должно
быть по 10 000 на каждую полу-
цилиндрическую поверхность.
14. Производительность на-
пильника должна быть не ниже
указанной в табл. 8.
15. Размеры испытуемого бруска
и прижимающего груза устана-
вливаются по данным табл. 9.
Испытание напильников в ра-
боте производится на специальном
станке Герберта (фиг. 43 и 44).
Напильник а закрепляется между
двумя бабками на салазках б, ко-
торые получают прямолинейное
возвратно-П' ютупательное переме-
щение с помощью кривопипного
механизма, находящегося внутри
станины станка. Пробный брусок в
кладется на ролики, находящиеся
на вертикальных опорах. Брусок
прижимается к напильнику с по-
стоянной силой, которая осуще-
ствляется с помощью груза г и пе-
рекинутой через блок цепи. С по-
мощью специального приспособле-
ния брусок каждый раз отходит назад при холостом движении салазок. Со штангой
соединен карандаш, который приводится в движение цепочкой. Последняя через
I
Стол для закрепления
/ напильника
--Напильник
| Рабочий ход
Образец д/испЫ
ГЗД тений yi-,____
=Г7------ “
Приспособл. гН Груз для ьези.
для зтодбига-\_\роЬаьия дабл
ния образца. „а обзазец
во время обрат-
ное'о хода на пи.
.лЬниксС
Число ходов Н
Фиг. 46. Диаграмма за-
писи производительности
напильника на станке
Герберта.
!Ли-
Зления
(
Фиг. 44. Схема станка Герберта для испытшшя напильников.
Техно, югический процесс
49
блок, находящийся на конце штанги, прикрепляется одним концом к станине,
а другим к пробному бруску. Перемещение карандаша равно половине продоль-
ного перемещения пробного бруска. Барабан ж, па котором находится бумага
для записи работы напильника, получает замедленное вращение от привода станка.
Таким образом при испытании мы получаем готовые диаграммы зависимости
объема спиленного материала в кубических сантиметрах от числа ходов напиль-
ника. Подобная диаграмма представлена на фиг. 45. Тангенс угла наклона кривой
к горизонтальной оси служит характеристикой остроты режущих кромок напиль-
ника, а высота подъема — его стойкость Горизонтальный участок означает, что
напильник уже затупился и потерял режущую способность.
Восстановление режущей способности напильника
Напильники в процессе работы загрязняются и теряют остроту своих кромок.
Для восстановления режущей способности напильников применяются три способа:
1) очистка с помощью пескоструйного аппарата;
2) очистка химическим или электролитическим путем;
3) пересечка.
/W7 /?Ж /Ж7
Новый зув Затупленный Затупленный ТЬа.вленЫй зуб
ваерязненнЫи зуБ настЫи syS
Фиг. 46. Форма зубцов напильника после травления.
У затупившихся напильников вершины зубцов приобретают закругленную
форму и кроме того промежутки между зубцами заполняются грязью и спрессован-
ными опилками (фиг. 46). Поэтому при восстановлении с помощью пескоструйного
аппарата сначала нужно направить струю по направлению, перпендикулярному
к поверхности зубцов, что даст возможность очистить впадины от грязи и опилок.
Затем струю направляют перпендикулярно к поверхности спинки зубца, благодаря
чему он приобретает необходимую остроту. Таким образом мы видим, что процесс
восстановления с помощью пескоструйного аппарата по существу ничем не отли-
чается от очистки зубцов новых напильников после термообработки. Хорошие ре-
зультаты получаются при восстановлении аппаратом американского инженера
Тильгмана. Действие этого аппарата основано на применении песчаного
эжектора, работающего с помощью пара или сжатого воздуха Материалом для очи-
стки служит жидкая смесь, состоящая из воды и порошкоооразной массы песча-
ника, применяемого при полировке стекла. Основной частью этого аппарата яв-
ляется инжектор (форсунка), показанш й в рабочем положении под напильником
на фиг. 47, А.
Пар или воздух подводится по трубке А и вырывается тонкими лентами через
прямоугольные вырезы Б — Б (фиг. 48). При этом он увлекает за собой смесь воды
и песка, которая течет по трубке В через центральную часть Г и отверстие Д.
Песчаная струя бьет в спинки зубцов напильники под углом около 70°.Как показано
на фиг. 47, Б и В. аппарат допускает установку также второй форсунки, таким
образом можно одновременно производить обдувку двух сторон напильника.
Аппарат Тильгмана дает довольно хорошие результаты.
4 Семенченко.
chipmaker.ru
Напильники
60
Химическое восстановление напильников заключается в травлении их кисло-
тами. Процесс распадается на несколько операций. Прежде всего отобранные на-
пильники после сортировки очищаются от ржавчины и других загрязнений с по-
мощью травления в вапне с соляной кислотой. Эта операция продолжается 1—2
часа. Затем после промывки в воде напильники переносятся в вапну или котел
с едким натром, который обезжиривает их, так как соляная кислота не оказывает
действия на жиры; продолжительность операции — от 30 мин. до 1 часа. После
этого напильники очищаются щетками от остатков грязи. Подготовленные таким
образом напильники загружаются на 6—8 мип. в специальную травильную ванну,
наполненную см,,г»-’п "з 80 частей воды, 10 частей азотной кислоты и 10 частей сер-
Фиг. 47. Пескоструйный аппарат для восстановления режущей
способности папильника.
ной кислоты. Жидкость должна быть нагрета до 15—20°, так как в холодном состоя-
нии процесс протекает довольно медленно. После травления напильники очища-
ются кардо-щетками, промываются в щелочной воде и смазываются для предохра-
нения от ржавчины маслом.
Восстановление химическим способом нужно производить весьма осторожно,
так как часто кислота настолько разъедает верхушки зубцов (см. фиг. 46), что на-
пильники оказываются еще более затупленными.
Это заставило перейти к комбинированному электролитическому способу,
в котором химическое действие кислоты сопровождается выделением водорода;
последний, осаждаясь на верхушках зубцов, предохраняет их от вредного дей-
ствия кислот. При этом способе напильники укладываются в электролитическую
ванну, состоящую из 7% азотной кислоты, 3% серной кислоты и 90% воды. Напиль-
ники присоединяются к отрицательному полюсу источника тока, а положительный
полюс соединяется с пластинкой ретортного угля, погруженного в ванну. При раз-
ложении воды электрическим током пузырьки водорода образуются на верхушках
Фрезерованные напильники
Bl
зубцов напильника и изолируют их от действия кислот, которые в этом случае
действуют только на основания зубцов.
Как химический, так и электролитический способы дают изъеденную поверх-
ность зубцов (см. фиг. 46), которая получается в результате различного воздей-
ствия кислот ванны на
структурные составляю-
щие металла.
Кроме того, зубцы
при этих способах теряют
свою форму, и угол впа-
дины вместо нормального
(60°) вследствие разъеда-
ния кислотами доходит
до 90 и 100°. Поэтому
данные способы не дают
таких хороших резуль-
татов, как очистка песко-
струйным аппаратом.
Пересечка напильни-
ков является наиболее ра-
дикальным методом вос-
становления режущей
способности напильника.
Пересечка производится
только после двукратного
восстановления остроты
кромок описанными выше
способами. Перед пере-
сечкой напильники под-
вергаются отжигу, а за-
тем удалению зубцов на
специальных строгаль-
ных станках. После этого
напильники обтачивают-
ся на точильном камне и
подвергаются всем тем
операциям, как и новые.
Фиг. 48. Форсунка к пескоструйному аппарату.
Таким образом, по сравнению с изготовлением новых напильников, при пересечке
затраты не уменьшаются, и экономия получается только на материале.
IV. КОНСТРУКЦИЯ И ПРОИЗВОДСТВО ДРУГИХ типов
НАПИЛЬНИКОВ
1. ФРЕЗЕРОВ АНИМЕ НАПИЛЬНИКИ
Невозможность получения выгодного угла отвода стружки для насеченных
напильников заставляет изыскивать новые методы выполнения насечек. Фрезеро-
вание является до известной степени попыткой ввести некоторое улучшение в кон-
chipmaker.ru
Напильники
62
струкцию зубцов и их элементов резания. Однако, эта проблема до сих пор еще
не разрешена, хотя ею за последние годы и стали сильно интересоваться фирмы.
Фиг. 49. Фрезерование напильника с ра-
диальной насечкой.
занимающиеся изготовлением напиль-
ников.
Фрезерованные напильники имеют
разнообразную конструкцию, но основ-
ными типами являются следующие
насечки: простая, зигзагообразная
(фиг. 9), радиальная (фиг. 10) и «Идеал»
(фиг. 11).
Простая насечка выполняется под
теми же углами наклона к оси
(т = 70—71°), как и для насеченных
напильников с одинарной насечкой.
С обычными углами выполняется
также и перекрестная насечка. Изгото-
вление этих двух насечек не предста-
вляет никаких трудностей.
Зигзагообразная насечка представляет собой два ряда профрезерованных зуб-
цов, расположенных под одним и тем же углом к оси напильника, но направленных
в разные стороны. Шаг выбирается таких размеров, чтобы оба ряда пасечск каса-
лись друг друга только по краям тела напильника; угол наклона выбирается около
85°. Изготовление фрезерованных напиль-
ников довольно затруднительно, так как
требуется двукратное фрезерование, уста-
новка заготовки должна быть точной для
правильного совпадения по концам насечек
и, наконец, необходима большая подпи-
ловка для удаления заусенцев, получаю-
щихся при фрезеровании.
Радиальный напилышк фрезеруется с
помощью специального полого цилиндри-
ческого фрезера диаметром 60—75 .о с
краем, скошенным под углом 60°. Фрезер
наклонен к заготовке под углом ПД0 для
получения соответствующего угла отвода
стружки (фиг. 49). Опыты показали, что
наилучшей режущей способностью зубцы
обладают при радиусе дуг, равном при-
мерно ширине напильника; зубцы фрезеру-
ются ПО одному. Фиг. go фрсзеропапис папплыгпка с
При ИЗГОТОВЛеНИИ фрезер автоматически помощью конического фрезера,
подводится на соответствующую глубину,
затем он выходит из впадины зубца, заготовка подвигается па один шаг и
операция повторяется.
Недостатком этих напильников является то, что у них угол наклона насечки
к оси не является постоянным, а меняется от 90° на оси и до минимальной величины
у края корпуса напильника. Эти напильники во всяком случае работают чище,
Фрезерованные напильники
53
чем обыкновенные с полудрачевой насечкой, так как промежутки между зубцами
хорошо задерживают мелкие стружки, которые не царапают, подобно пасеченпым
напильникам, обрабатываемой поверхности. Стружки от фрезерованного напиль-
ника получаются довольно крупные и с завитками; это указывает, что процесс ре-
зания протекает в более правильных условиях, чем при насеченных напильниках.
Более удачными по конструкции являются напильники с насечкой «Идеал»
Первая или нижняя насечка
профрезерована под углом
70—71°, вторая или верх-
няя делается зигзагообраз-
ной или наклонной к оси на-
пильника. Зубец получается
с положительным углом
отвода стружки в 3—7°,
обычно он делается равным
5°. Фрезерование нижней
насечки осуществляется с
помощью конического (под
углом 5°) фрезера, причем
для возможности обработки
всех зубцов в одной пло-
скости заготовка также
должна быть наклонена к
горизонту стола под тем же
углом. Для этой цели при-
меняется специальное при-
способление (фиг. 50). Обра-
ботка ведется сразу по всей
длине напильников, которые
укладываются по несколько
штук в ряд.
Вследствие того что мел-
кие зубцы напильника не
обладают достаточно силь-
ным сопротивлением фрезе-
рованию, процесс выреза-
ния зубцов происходит не
сразу, а последовательно, как показано на фиг. 51. Для этой цели в продольном
направлении фрезера шаг зубца равен 3J, где t — шаг зубца напильника. Фре-
зер разделен по окружности на 12 частей, которые имеют в свою очередь по
3 ряда зубцов (фиг. 52).
Таким образом при фрезеровании первый ряд зубцов удаляет материал во впа-
динах а, второй ряд вырезает впадины Ъ и, наконец, третий ряд при снятии проме-
жутков с дает правильные зубцы напильника (фиг. 51).
Фрезер изготовляется или цельным, что создает большие затруднения при из-
готовлении, в особенности при термообработке, или состоящим из ряда конических
по толщине дисков, посаженных на одну общую оправку.
Если необходимо получить другой угол отвода стружки, например + 7°, то
chipmaker.ru
Напильники
54
применяется конический в 7° фрезер, и заготовки наклоняются под тем же углом
к горизонту стола станка.
Верхняя или вторая насечка производится дисковым фрезером, а нередко
и шлифовальным камнем под углом 5—20° к оси напильника.
Другим преимуществом этих напильников является наличие хорошего закруг-
ления у основания зубца, вследствие чего стружки не застревают между зубцами.
Таким образом фрезерованные напильники обладают лучшими элементами
резания и формой зубца, по сравнению с насеченными. Они снимают значительно
большее количество металла, но в то же время вследствие большого забора мате-
риала требуют применения от рабочего большого мускульного напряжения. Сле-
довательно при работе фрезерованными напильниками рабочий скорее устает,
чем при использовании насеченных. Поэтому их следует рекомендовать для обра-
Фиг. 52. Конструкция конического фрезера.
ботки мягких металлов (алюминия, цинка и т. п.), которые обладают меньшим
сопротивлением резания. Для обработки стали они менее пригодны, так как под-
путренные зубцы быстро изнашиваются.
Фрезерованные напильники «Идеал» обладают еще тем преимуществом, что они
допускают подточку зубцов, которая производится на специальном приспосо-
блении.
Нужно отметить, что до сих пор еще нет полной ясности в вопросе в отноше-
нии области применения фрезерованных напильников, их преимуществах и
недостатках, по сравнению с насеченными. Объясняется это, главным образом,
тем, что фрезерованные напильники появились сравнительно недавно и не иолу-
чили еще большого распространения.
2. ИЗГОТОВЛЕНИЕ НАПИЛЬНИКОВ МЕТОДОМ ОБКАТКИ
При фрезеровании напильников с помощью составного фрезера весьма трудно
достигнуть равномерной высоты зубцов и их остроты, так как это связано с затру-
днениями при изготовлении конического составного фрезера. Этот недостаток
Изготовление -напильников протяжкой
55
устраняется методом обкатки, который значительно удешевляет производство на-
пильника, благодаря значительной производительности станка. Наряду с этим
зубцы получаются без заусе-
нцев, равномерной высоты и
с необходимым положитель-
ным углом отвода стружки.
Метод обкатки предложен
фирмой Пейзлер, которая по-
строила для этой цели спе-
циальный автоматический ста-
нок. Отожженная и выпра-
вленная полоса стали без
Фиг. 63. Изготовление вапилышка методом обкатки.
предварительной обработки
поверхности вводится в ста-
нок с одной стороны, а с дру-
гой — выходит с законченной
обработкой. Сначала обраба-
тываются с помощью двух
фрезеров обе узкие стороны,
затем полоса продвигается к
двум другим обкаточным фре-
зерам, которые обрабатывают
обе широкие поверхности на-
пильника. Фрезеры находятся
в определенном наклонном
положении. Для получения у зубцов угла отвода стружки изготовляются фре-
зеры конической формы, соответственно этому углу. Схема работы этих фрезеров
приведена на фиг. 53.
Метод обкатки напильников еще не вышел из стадии экспериментов.
3. ИЗГОТОВЛЕНИЕ НАПИЛЬНИКОВ ПРОТЯЖКОЙ
Имеется несколько патентов на изготовление напильников протяжкой.
В качестве, режущего инструмента при протягивании напильников применя-
ется специальная матрица-протяжка. Для плоских напильников матрица снаб-
жена прямоугольным отверстием с зубцами, представляющими режущие кромки.
При пропускании полосы через матрицу зубцы изготовляются по всей длине.
Затем полоса разрезается на отдельные заготовки. В зависимости от формы напиль-
ника матрицы изготовляют с круглым сечением, трехгранным, квадратным и т. п.
Вместо цельной матрицы некоторые авторы предлагают нарезать зубцы напиль-
ников с помощью оправок с резцами, составляющих набор для протягивания.
Эти методы также еще не вышли из стадии экспериментальных работ.
Метод наружного протягивания является наиболее производительным и эко-
номичным по сравнению с другими методами обработки. В настоящее время он
получил широкое распространение при обработке разных деталей автотракторной
промышленности. Напильники, как изделия, не обладающие большой сложностью,
вполне допускают изготовление их по методу наружного протягивания. Поэтому
нашим инструментальщикам необходимо усилить экспериментальные работы по
применению этого нового метода.
Схема обработки личного напильника
OS
Карта обработал а . . . . Годовая программа 24200 Род материала Сталь VI 2 А Черный вес 0,123 К»
Наименование изделия Личной плоский напильник 150 мм Партия 2000 Размер заготовки 162 Мм Чистый вес 0,106 т
Эскизы обработки Переход Род обработки Станок Приспособления и инструмент Квалификация рабочего
Операция Наименование Фирма Модель Приспособления Инструмент
/ _ * - ь 1 - Резка заготовки Пресс Пейзлер в-п Падающ. механизм Ножи 3
2 2 — Отковка конца Пружинный молот В 15 т Плещи Бойки 4
3 3 — отковка пятки » • в • » > 4
О===э 4 1 у- Отжиг Метод, отж. печь - — — — —
л.
__
5 — Правка после отжига Ручная работа — - Пак овальна Молоток 2
6 а б Обдирка стор. 4 • • В Точильн. полтавт. В » Фровейп а Малый а Резин, подкладка » • Естестн. точильн. кам. 5 5
6
7 7 а б Обдирк. кромки С • » 4 • * в а в » 5 5
Пезина\?^'':yilanwibHuk ! У 1 JJnop в 8 а б f Шлифов, сторон А В » в в в в » Маги. точ. камень в в В 5 5
9 —h 9 Т" Шлиф, кромки С • » в • в > в в в 5
Напильники I Изготовление ‘напильников протяжкой
Продолжение § |
Эскизы обработки Переход Род обработки Ставок Приспособления и инструмент Квалификация 1 рабочего | nj
.V Операция Наименование Фирма Модель Приспособле- ния Инструмент
10 • Клеймение Эксцентр, пресс Кизерлинг NEP-0 Упор Клеймо 3
/ ’« 1 V fi ^\/х и — Снятие Фаски Точило З-д «Ильич» П-3 — Корунд, круг Напильни
У/
(2 12 а б Насеч. 1 зуб. ст. Л * > » в Насекальный Байте В „V 6 * Подкладка а Зубило а 4 4
13 Насечка кромки С J4 7 4
13
—J
1 □ Г I. f
л 14 а б Нас. И зуба ст. А » а » В а а J4 6 в в > • в в б 5
яеяииьа
/4
£ 1 13 16 Обрезка конца Пресс Пейзлер В-11 Упор Ноже 2 N СУ 00 о
ЬЛ
/7 ' rf Try 3 ;<, — Заточка конца Точило З-д «Ильич» Т—1—м — Коруид. круг тоеление напильников ппстчжкой CQ
G-J? /б
17 — Правка Ручная работа — — — —
18 — Обмазка мастикой * — — — От «С
Эскизы обработки Переход Род обработки Станок Приспособления и инстохмепт Квалификация! ; рабочего ‘
Л Операции
Наименование Фирма Модель Приспособле- ния Инструмент
19 — Сушка Суш. шка* СССР — Конвейер — —
20 — Закалка — — — — —
2! 21 — Очистка Пескоетр. аппарат Гутмав Алъфэ >В> Клещи — 4
22 — Отпуск пятки Песчан. ванна — — • - —
, *1
Я
23 — Смазка маслом Гидроматнкус Ганв и Кольб — — — -
24 Сушка * » — — — —
• 23 — Сортировка — — — —
2G — Упаковка Ручная работа — — — — 2
Напильники I Изготовление напильников протяжкой
го Я М £ 38 g К £ * Й * й'З § ® я 4?|_5а ops ы * и н,? . я £ 2я 2 о о о о 2£ 2м “S Р и Й йД Н § н §ый' §и§2 »< ь> о о ио S <=*2 ° S о g S и S в 3 Д И И Ь — .“хнмЯЛ5й и И • » «Й Й'ёйЕе* я о о » о » О Е ц||-Й rf... гЯ-з..4.з..Лз|1.Ш « £ о О gc о a W О со СО в Ы И t ‘d S £ Е - 5е w о ф з д и Е w в ы ср кс-d * 5 £ _ . * “ Наименование Фирма Станов
1 1 № 5—7 № 7 № 6 В—п Т—Ш > Альфа В S Si И S X К -“ ; г г «г * х J ц11 "Ч Малый » » > 1\1 Я ТГГтИ с 11 а В-П 6 кг N—II 1 Е 11г- Модель
1 IOIOOOI II 1 О О IO о о О ООН 1IOIOOOIII 1 0 о 11 о о о оо11 1IOIOOOIII 000 II OOOOOII 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1IOOOOIOIOOIIO 1IOOOOIOIOIOIO 11IOOOIOIOOIIO Остроносый 150 .м.и Плоек. 250 ММ Трехгранвый 130 .«.и Драчевые
I IOIOOOI IO О О О IО О О О OOI I I I I I I IOOOOIOIOIOIO ИтвыП
I I 01 000 I ОI I I I II I I I IOI I I I I I I I I I I IOOIOOI 1,0
I IOIOOOOI I I I О II I I О OO I I I I I I I О I I I О I О I О I О I О 2Петтлый
1IOIOOOI11 1 о 0 IO о о о OOIIOOOOIIOOOOIOIOIOIO Остроносый 250 MM
1 1 О 1 000 1 1 1 1 О о 1 1 О о О OOI1IOOOIIOOOOIOIOOIIO Плоский 150 О b, a
1IOIOOOI11 о о о 1 1 О о о OOI1IOOOI1IOOOIOIOiOIO Трехгранный g 250 мм ® H
1IOIOOOI11 о о о IO о О 0 OOIIOOOOIIOOOOIOIOOIIO Квадратный E 150 ММ Ь я
1IOIOOOI11 1 1 1 OI 1 1 1 IOI1111IOI111IOOIOIOIO Круглый а 250 «Л
1IOIOOOOI1 1 1 1 OI 1 1 о OOIOI1IOIOI1IOIОIOOIIO Полукруглый 150 мм
1IOIOOOI11 1 1 о IO О О О ОООIOOOOIIOOOOIOIOOI10 Остроносый 150 .И.М
1IOIOOOI11 1 о 0 1 1 О о о OOOIIOOOIIOOOOIOIOIOIO Плоский g 250 ММ та -— а
1IOIOOOI11 о о О 1 1 о о о OOOIIOOOI1IOOOIOIOOIIO Трехгранный g 150 ММ ®
1IOIOOOI11 о о о IO о о о ОООIOOOOIIOOOOIOI1IOIO Квадратный в 250 ,ил» £ я
1IOIOOOI11 1 1 1 OI 1 1 1 IOOI111IOI111IOOIIOIIO Круглый » 150 мм
1IOIOOOIOI 1 1 о 1 1 1 1 о OOOOI1IOIOI11110101010 Полукруглый 250 ММ
tt
09
Д
s
и
к
я
©
w
I
I
Напильники Изготовление напильников протяжкой
chipmaker.ru
Напильники
64
4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ НАПИЛЬНИКОВ ПОСРЕДСТВОМ ШЛИФОВАНИЯ
Германская фирма Г. Линднер, изготовляющая резьбошлифовальные станки,
предложила новый способ изготовления напильников с помощью вышлифовки
зубцов у закаленной заготовки. Шлифование производится с помощью грсбенча-
Фпг. 64. Изготовление напильников при помощи шлифования.
тых шлифовальных камней, шириной до 300 мм, которые вышлифовывают зубцы
у ряда заготовок, расположенных под углом (фиг. 54). Такой метод исключает
обезуглероживание режущих кромок напильника, зубцы получают почти идеаль-
ную форму и не имеют заусенцев. Этот метод также еще не вышел из стадии
экспериментальных работ.
г
1
Chlpmaker.ru
ЛИТЕРАТУРА
А. Книги и статьи па русском язике
Четвериков, С. С., Производство и пересечка напильников, 1925.
Его же. Исследование напильников, 1930.
Его же. О формах, размерах и насечках напильников. «Вестник металлопро-
мышленности» № 12, 1927.
Его ж е. О машинах и методах производства напильников за границей, «Вестник
Инженеров» № 4, 1927.
Его ж е. Об устройствах и приспособлевпях для обточки напильников, «Гигиена
Труда» № 11, 1928.
Его же. Инструментальное дело, стр. 108—119, 1930.
Его же. Исследование напилочного производства заводов СССР, «Станки и ин-
струмент» № 8, 1931.
Его же. Исследование насечек напильников, «Станки и инструмент» № 5—6,
1930.
Поляков, Р., Работа напильников и их испытание, «Бюллетень Политехниче-
ского О-ва» № 8, 1907.
Герберт, Исследование полезного действия напильников, пер. с англ. Р. По-
лякова, «Бюллетень Политехнического О-ва» № 2, 1911.
К у р у ш и и, А. С., Режущая способность напильников. 1932
Гавриленко, А- П., Механическая технология металлов, 4 изд., III ч., 1926.
Техническая энциклопедия т. 14, «Напильники».
Видеман, Из практики для практики, 1917.
Исаев, А. И., Исследование влияния углов наклона насечек на работоспособ-
ность напильника в работе по черным металлам, ЦНИИМАШ, 1933.
Корчагин, М., Новое в производстве напильников, «Вестник Комитета по
изобретательству» 12, 1933.
Четвериков, Ольховский, Шварцман, Рацпопальзация процесса
обточки круглых и полукруглых напильников на песчаных точилах, «Станки и инстру-
мент» № 1, 1931.
Горелов, С. Н., Рационализация напилочного производства, «Станки и инстру-
мент» № 10, 1931.
Бруевич, Заточка напильников песчаной струей, 1932.
Уолкер (пер. с англ.). Производство напильппков, «Оргаппформацпя» К 3 и 7,
1927.
П о т у ч и н, Восстановление отработанных напильников, 1933.
Шевцов, Напильники, «Инженерный труд» № 6, 1928.
Г а у п т, Приводы шлифовальных камней в производстве напильников, «Оргапифор-
мация», 1927.
Соколов, М. А., Инструментальное дело, стр. 43—53, 1933.
Маслин, Восстановление наппльнпков пескоструйным аппаратом, «Оргаинфор-
мация» №. 19, 1933.
Б. Книги и статьи па иностранных языках
Dick, Die Feile und ihre Entwicklungsgeschichte, Berlin, 1925.
Dick C°, Das technische Jahr 1928, Stuttgart, 1927.
Nico Is on, File Philosophy, Providence Mass, 1922.
Taylor, Files and Filing, London, 1920.
5 Семенченко.
chipmaker.ru
66 Литература
Peiseler, Zahn und Zerspannung bei gehauenen und gefrasten Feilen, Werkstatts-
technik K" 2, 3, 4, 1927.
Herb, Making Files by Modem Method Machinery. № I. 1926, V. 32, № 12.
AClimpseina Modern File Shop. Am. Mach. Lond. 1927, V. 66, № 6.
N a r a t h. Wirtschaftliche Massenherstellung von Feilen. Maschinenbau 1928, № 4.
Reininger. Die Herstellimg von Feil- und Raspenscheiben Maschinenbau 1928,
№ 3.
La lime. Machine Modem. Paris, 1927, J\« 7.
Peiseler. Das Aushauen der Feilen im eigenen Betriebe. Werkstattstechnik 1907,
p. 63 и 37.
Das Priifen von Feilen. Werkstattstechnik 1912, p. 63 и 660.
Bearbeiten von echten Feilenzahnen nach Fellows-Ver-
f a h r e n. Werkstattstechnik 1924, p. 698.
Organisationsgrundlage der Ffeilenindustrie. Werkstatts-
technik 1910, p. 612; 672; 1911, p. 30; 87; 137.
Springurum- Einiges uber die Herstellung der Feilen. Zeitschrift d. V. D. I. 1919,
B. 63, p. 1129.
Peiseler. Neuzeitliches Abwalzverfahren zur Herstellung von gefrasten Feilen mit
unterschnittenen Zahnen. Werkstattstechnik 1933, № 17.
В u x b a u m Feilen 1932.
Ausgewahlte Arbeiten des Lehrstuhles fiir Betr’ 'h«wi= enschaf-
ten in Dresden 1927. IV Band Hildebrandt. Das Arbeiten der Feilen und ihr Verhalten
wahrend der Abnutzung.
Slattenschek. Hiebfeinheit einer Feile. Maschinenbau 1933, № 17—18.
Slattenschek. Die Pruning der Feilen. Diss. Techn. Hochschule Graz 1931.
Slattenschek. Die Priifung von Feilen. Maschinenbau 1933, № 19—20.
Das Scharfen von Feilen mit dem Dampfsandschlammge-
blase. Werkzeugmaschine 1931, J\« 20.
Feilen werdenim Abwalzverfahren selbsttatiggefrast.
Maschinenbau 1933, № 4.
Rosten von Feilen. Werkzeugmaschine 1933, 13.
Отдел второй
РЕЗЦЫ
chipmaker.ru
>
I. НОРМАЛЬНЫЕ РЕЗЦЫ
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Резец является наиболее распространенным инструментом в металлообраба-
тывающей промышленности. Он применяется при работе на токарных, ре-
вольверных, расточных, строгальных, долбежных станках, токарных автоматах
и т. п. Многообразие применения резцов породило множество форм резцов,
которые меняются в зависимости от вида станка и рода выполняемом работы.
За последнее время вследствие глубокого изучения лезвий резца процесс ре-
зания и величины углов лезвия резца получили более законченное оформленье.
Установлено, что углы лезвия резца оказывают громадное влияние на правильную
его работу. Удачно выбранные углы резца уменьшают расход энергии, повышают
производительность станка и увеличивают долговечность инструмента. Это обу-
словливается правильным образованием и отделением стружки и более спокой-
ной работой станка.
Однако, несмотря на то, что резцы изучены довольно подробно, что форма их
не отличается ни сложностью, пи трудностью изготовления, тем не менее еще далеко
не во всех производственных мастерских эксплоатацпя резцов поставлена пра-
вильно. Неправильная форма головки, несоответствующие работе углы лезвия
наряду с плохим изготовлением и заточкой в значительной мере снижают произ-
водительность как отдельных станков, так и всей мастерской. Резцовое хозяйство
на заводе играет доминирующую роль, в особенности если принять во внимание
наличие в общем станочном парке большого процента станков, работающих с по-
мощью резцов. Это требует особого внимания к вопросам организации резцового
хозяйства. Основными требованиями организации такого хозяйства являются:
1) выбор правильных форм и углов резцов в зависимости от рода выполняемых
работ;
2) установление правильного технологического процесса на изготовление рез-
цов, в особенности в отношении электросварки, напайки и термической обработки;
3) введение централизованной заточки с принудительным отбором резцов
после определенного срока их работы.
Только при соблюдении перечисленных условий можно получить хорошие ре-
зультаты.
2. ЭЛЕМЕНТЫ ЛЕЗВИЯ РЕЗЦА
Основной формой режущей части всякого резца является клин, образующий
режущую кромку, с помощью которой осуществляется отделение стружки.
Резец состоит из двух частей (фиг. 56):
1) головки, являющейся рабочей частью и
chipmaker.ru
Резцы
70
2) тела или стержня, предназначенного для закрепления резца в супорте или
державке.
В головке резца различают следующие элементы (фиг. .57 59):
1) переднюю грань, представляющую собой поверхность, по кото-
рой сходит отделяемая в процессе работы стружка;
2) задние грани, являю-
щиеся поверхностями резца, обра-
щенными к обрабатываемому пред-
мету; следует различать главную
Вспомог
кромка
Гл. кромка Передняя
I / znat
Задняя грань
главная
Вершина резист
Задннп-гранЬ
вспомоеатель н
Фиг. 57. Элементы токарного резца.
Фиг. 56. Резец.
заднюю грань, примыкающую к главной режущей кромке, и вспомо-
гательную заднюю грань, примыкающую к вспомогательной
кромке; вспомогательных граней может быть одна или две;
3) р е ж у щ и е кромки, образуемые пересечением передней и задней
граней и разделяющиеся на главную режущую кромку, выполняю-
щую главную работу резания, и вспомогательную режущую
Передня*
грань
Задняя
грань глое
Задняя
грань
IcnoMObi
Вспомог.
НромНа
пая „
__— Вершина
Главная hporha резца '
Фиг. 58. Элементы стро-
гального резца.
.Вспои, задние
/грани
Гл задняя
грань
Главная
нромна -
Передняя гранМ
Вспомогатель -
нЬ»е Нромьи
Вершинв! резца
Фиг. 59. Элементы долбежного
резца.
кромку (некоторые резцы, например проходные, имеют одну, другие же две
вспомогательные кромки);
4) в е р ш и н у резца, представляющую собой место сопряжения глав-
ной режущей кромки со вспомогательной; эта вершина может быть в плане острой
или закругленной;
5) высоту головки — расстояние от вершины резца до опорной поверх-
ности, измеренное перпендикулярно к ней; она может быть положительной или
отрицательной по своей величине;
6) д л и н у г о л о в к и — максимальное расстояние от вершины резца до
линии выхода поверхности заточки, измеренное параллельно телу резца.
Элементы лезвия резца
71
На обрабатываемом предмете при снятии с него стружки резцом различают
следующие поверхности (фиг. 60—62):
^обрабатываемую поверхность, с которой снимается
стружка;
2) обработанную по-
верхность, полученную
после снятия стружки;
3) поверхность ре-
зания, образуемую на обра-
батываемом предмете непосред-
ственно режущей кромкой.
Таким образом поверхность
резания является переходной
между обрабатываемой и обра-
ботанной поверхностями.
Для определения углов
резца необходимо установить
следующие исходные плос-
Одрабат/нваеная поверхности
Фиг. 60. Обработка токарным резцом.
кости:
1) плоскость резания, которая определяется, как касательная
к поверхности резания и проходящая через режущую кромку; необходимо заме-
тить, что это определение справедливо только для резцов с прямолинейной режу-
щей кромкой; у резцов с криволинейной режущей кромкой плоскость резания пред-
ставляет собой линейчатую поверхность, образованную движением вдоль режущей
Фиг. 61. Обработка строгальным резцом.
Фиг. 62. Обработка долбежным резцом.
кромки прямой линии, касательной к поверхности резания; у строгальных и дол-
бежных резцов с прямолинейным движением плоскость резания совпадает с по-
верхностью резания;
2) основная плоскость, параллельная продольной и поперечной
подачам; у токарных и строгальных резцов с призматическим телом за эту плос-
кость может быть принята нижняя опорная поверхность резца, а у долбежных —
плоскость, к ней перпендикулярная.
chipmaker.ru
Резцы
72
Кроме того, необходимо установить еще две дополнительных плоскости (фиг. 63):
1) п л о с к о с т ь в сечении 1—1, параллельная оси резца;
2) плоскость в сечении 2—2, перпендикулярная оси резца.
Основными элементами резца являются углы, которые обычно рассматриваются
у него как у геометрического тела, т. с. без связи с обрабатываемым предметом.
Па фиг. 63 указаны все углы резца. Согласно ОСТ главные углы резца измеряются
в главной секущей плоскости, перпендикулярной к основной (опорной) плоскости
и к проекции главной режущей кромки на эту плоскость (фиг. 63 Л—2V).
Фиг. 63. Основные плоскости резца.
Главным задним углом а называется угол между главной задней
гранью резца и плоскостью резания;
углом заострения^ называется угол между передней гранью и глав-
ной задней гранью резца;
передним углом у называется угол между передней гранью резца
и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания, проведенной через главную
режущую кромку;
углом резания 8 называется угол между передней гранью резца и пло-
скостью резания;
главным углом в плане <р называется угол между проекцией
главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи;
Методы определения углов 73
углом при вершине е называется угол между проекциями режу-
щих кромок на основную плоскость;
углом наклона главной режущей кромки р.называется
угол, заключенный между режущей кромкой и линией, проведенном через вершину
резца, параллельно основной плоскости. Он измеряется в плоскости, проходящей
через главную режущую кромку, перпендикулярно основной плоскости.
Угол наклона главной режущей кромки считается: 1) положительным, если
вершина резца (точка А на фиг. 64) является наивысшей точкой режущей кромки;
2) отрицательным, когда вершина резца является паинизшей точкой режущей
кромки; 3) равным нулю при главной режущей кромке, параллельной основной
плоскости.
Следует еще различать вспомогательные углы:
вспомогательным задним углом аг называется угол между
вспомогательной задней гранью и плоскостью, проходящей через вспомогательную
режущую кромку, перпендикулярно к основной плоскости; он измеряется в вспо-
Фпг. 64. Положение режущей кромки.
могательной секущей плоскости, перпендикулярной к проекции вспомогательной
режущей кромки па основную плоскость;
вспомогательным углом в плане®! называется угол между
проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направле-
нием подачи.
Нужно отметить, что в стандарте по ОСТ углы даются для прямого резца, ось
которого установлена перпендикулярно подаче (для проходных токарных, стро-
гальных и долбежных резцов) или параллельно подаче (для токарных отрезных
и фасонных резцов), а вершина резца (при токарных станках) расположена на ли-
нии центров.
3. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВ
Для резца, как и для всякого инструмента, необходимо установить исходяую
плоскость для измерения углов, так как у него имеется несколько плоскостей, в ко-
торых можно рассматривать углы резания. Это требуется потому, что значения
для углов резания в стандартах даются для определенной плоскости и углы до не-
которой степени изменяются в зависимости от ее выбора.
Рассматриваемая плоскость:
1) не должна сильно отклоняться от плоскости, в которой происходит процесс
резания;
chipmaker.ru
Фиг. 66. Плоскости сечений резца.
И Резцы
2) промер углов при выбранной плоскости должен быть по возможности простым
и производиться помощью универсальных измерительных инструментов или при-
боров.
Хотя лезвие резца и не отличается сложной формой, тем не менее весьма трудно
установить такую плоскость для измерения, которая была бы одинаково пра-
вильной для всех типов резцов. Вследствие этого данный вопрос до сих пор не раз-
решен,— различные заводы и отдельные авторы разрешают эту задачу по-разному.
Для измерения углов
резца можно принять сле-
дующие плоскости (фиг. 65):
1) плоскость JV —N, пер-
пендикулярную к опорной
поверхности и к проекции
режущей кромки па эту
плоскость;
2) плоскость R — Д, пер-
пендикулярную к режущей
кромке и плоскости реза-
ния;
3) плоскость 8 — 8, пер-
пендикулярную к режущей
грани и опорной плоскости,
т. е. перпендикулярную
следу пересечения этих
обеих плоскостей;
4) плоскость Z—Z, пер-
пендикулярную к следу пе-
ресечения' задней грани
резца с его опорной плос-
костью.
На фиг. 66 дан перспек-
тивный вид сопряжения
трех плоскостей: плоскости
резания — Я, плоскости ре-
жущей грани — Р и опор-
ной плоскости 0. Так как
режущая кромка АВ наклонена под углом Л к опорной плоскости, то след СС пере-
сечения плоскости режущей грани с опорной плоскостью не будет параллелеп
проекции AjBi режущей кромки ЛЯ, а составит с ней некоторый угол причем
наклон следа СС будет меняться в ту или иную сторону в зависимости от положи-
тельного или отрицательного угла наклона X. В том случае, если X = О, прямая
СС становится параллельной прямой СВ^
Плоскость резания 11 принимается перпендикулярной к опорной поверхности,
так что ее след одновременнно является и проекцией режущей кромки на опор-
ную плоскость.
Возьмем на прямой АВ любую точку К, через нее проведем все интересующие
нас плоскости и обозначим соответствующими индексами передние углы, которые
получаются в этих плоскостях.
Методы определения углов
75
ПтсКмтЬ режущей грани (Р)
Оперная плоскостЫО)
Фиг. 66. Определение переднего угла в различных плоскостях.
chipmaker.ru
76 Резцы
Для получения плоскости N — N проводим через К перпендикуляр KIJ
к опорной плоскости и перпендикуляр KJI к проекции режущей кромки на опор-
ную плоскость, т. е. к прямой СВг. Обозначим передний угол в этой плоскости
через
Для получения плоскости R — R проводим перпендикуляр KR к режущей
кромке АВ, который должен лежать в плоскости, перпендикулярной к плоскости
резания. Отсюда следует, что углы KRtR и СИLR прямые. Обозначим передний угол
в этой плоскости через
Для получения плоскости S — S проводим через К перпендикуляр КК^ к следу
СС пересечения режущей грани с опорной поверхностью. Обозначим передний
угол в этой плоскости через, Ys-
Так как измерение в плоскости Z — Z встречается весьма редко, то эту плоскость
мы рассматривать не будем.
Кроме этих плоскостей, проведем еще две плоскости, перпендикулярные к опор-
ной плоскости: одну KKJ параллельно оси резца, другую KKJ перпендикулярно
к оси резца. Передние углы в этих плоскостях обозначим соответственно через
Yi и у2; эти углы имеют большое значение. Во-первых, они влияют на усилие
резания, а именно: ух на осевое, у2 — на усилие подачи, а во-вторых, их не-
обходимо знать для правильной установки резца при заточке, так как по ним
устанавливается резцедержатель. При этом действительный передний угол полу-
чается непосредственно при такой заточке.
Известный немецкий специалист по инструментальному делу Г и п п л е р
рекомендует измерять углы лезвия резца в плоскости — В, мотивируя это тем,
что в данной плоскости заключается фактический передний угол у, необходимый
для правильного процесса резания. По его мнению в этой плоскости у большей
части резцов сходит всегда и стружка во время работы резца, в то время как угол
7V не оказывает влияния на процесс резания и образование стружки. На практике
же его часто вмешивают с углом yw, получающимся в плоскости N —N. Это объ-
ясняется тем, что при горизонтальной режущей кромке (X = 0) эти углы совпадают
друг с другом, т. е. ys= ук. Угол у/( также делается равным углу ул,.
По мнению другого немецкого специалиста Симона плоскость R — R мало под- -
ходит для измерения в ней углов, так как она у некоторых резцов значительно
отклоняется от плоскости, в которой протекает процесс резания. При этом чем
больше угол наклона режущей грани, тем сильнее наблюдается это отклонение.
Плоскость R — R в особенности не приемлема для резцов, предназначенных
для поперечной обточки и строжки. Для этих резцов более подходящей плоско-
стью, помимо плоскости N — Л, является 2—2, причем для строгальных резцов
можно измерять углы также и в плоскости 1—1, так как при строжке путь резания
представляет собой прямую, параллельную направлению резания. Как видно из
фнг. 66, все эти три плоскости, подобно плоскости S — S, перпендикулярны пло-
скости резания R. Если желательно для всех резцов принять одну плоскость для
измерения, то для этой цели более всего подходят плоскости N — N или 2—2\
последняя в особенности приемлема для поперечной обточки.
Германский комитет по стандартизации (ДИН) принял плоскость N — N как
основную для измерения углов резца вследствие ее универсальности.
Запросы, сделанные Всесоюзным комитетом по стандартизации, также пока-
Методы определения углов 77
зали, что наши заводы в подавляющем большинстве измеряют углы в этой плоско-
сти. Поэтому и по ОСТ принята эта плоскость.
Для возможности пересчета углов, расположенных в различных плоскостях,
выведем соответствующие формулы. Эти математические соотношения справедливы
лишь в предположении, что режущая и задняя грань, а также плоскость резания,
представляют собой плоскости, которые можно рассматривать как касательные
к кривым поверхностям. Формулы легко выводятся из рассмотрения каждый раз
двух прямоугольных треугольников, которые содержат определяемые углы.
^Y^^^tgy^cosX'; ° о)
tg 7tf== tg 7S cos o>; (II)
tn г = =—— • ПЛ)
° • S Sin <0 COS Ш COS X V '
, __ cos(y + w)tgx -tgr^cosfr+ <>).
° Yi sin <u ccs ш ’ ' '
_ sin (? +<p)tgX _ tg\ySin(p4-a>)
c ।2 sinw cos u) ’ ' '
Из формул IV и V с помощью преобразования можно исключить угол <о, тогда
tg^i=tgrwcos*p —tgXsine; (IV')
tgT2 = tgYwsin<p4-tgX-cos<p; (V')
tg Y COS(e— cd)
tg Y3 == — COS (e — ui) tg Yg =-------- (VI)
(у3 для вспомогательной задней кромки).
Для определения угла и X по заданным углам уг и у2 служа>формулы:
tg Чк = tg Yi cos ® + tg у2 sin ф ; (VII)
tgX = tgy2cos<p— tgYiSinc. (VIII)
На практике могут встретиться два случая.
1) Дано: <р; е; YH 7а-
Надо определить: X; yw; 7s", 7з-
2) Дано: е; у^;
Надо определить: у/, 7а; 7si 7з-
В первом случае у определяется из уравнения VII; X из VIII; у изШ;у3
из VI.
Во втором случае ы определяется из уравнения II; у$ из III; ух из IV; у2 из
V и у3 из VI.
78
Резцы
На практике преимущественно применяется второй случай, т. е. когда 1гужно
определить углы ту и у2, необходимые для установки резцов во время заточки.
В рабочих чертежах на резцы величины углов ух и у2 обязательно должны быть
указаны (см. гл. 11).
Рассмотрим теперь частные случаи.
При 1 = 0 получается:
<о = 0:
tg 11 = tg cos у;
tgT2 = tgTKsin?-
При ф=90° получается:
Х= —Y1
Т2 = Т„
& *S COSco COSco
При 1=0 и ф= 90° получается:
<0 = 0^
Ti = — х-
Аналогично определению переднего угла у можно определить и величины для
заднего угла а в различных плоскостях. На фиг. 67 перспективно изображена
плоскость резания и плоскость задней грани, а также их пересечение с опорной
плоскостью. Прямая СС есть след пересечения плоскости задней грани, а прямая
CBi — след пересечения плоскости резания с опорной поверхностью. Обозначе-
ния плоскостей и углов приняты те же самые, что и в предыдущем случае.
tg а = : S N tgX COSco’ (IX)
1g «1 tg aN COS co cos (tp -f- sin co tg 1 cos (<p 4- co) (X)
1g «2 tga^ COSco sin co (XI)
— sin (® -j- co) — tg 1 sin (<p 4- co)
С помощью преобразования формул X и XI можно освободиться от угла w,
тогда:
lg«l = 1 _ ctg cos <p — tg 1 sin cp ’ (X')
tg«2 = 1 ctg sin <p 4- tg 1 cos ф (ХГ)
Методы определения углов
79
О поре аг плоскость (0)
, Фиг. 67. Определение задпеги угла в различных плоскостях.
chipmaker.ru
8&Резцы
На практике углы и и X имеют незначительные величины, поэтому для определе-
ния расчетных данных для ал и а2 можно пользоваться более упрощенными форму-
лами. Они могут быть получены из формул X и XI, если принять, что <о= 0 и из
формул X1 и XI1, если принять, что Х= 0. Тогда:
tfiTCE
= (XII)
t-ST СЕ
tga2=±JT. (XIII)
При заточке резцов обычно пользуются сокращенными формулами:
4сг а = 1^—=_ (Xiv)
° в sin X cos X ' *'
tg as= == tg ав-cos а>-cos (XV)
co О CO
Фиг. 68. Резцы с различными углами.
Эти же формулы справедливы также и для заднего угла на вспомогательной
кромке.
Угол е между главной и вспомогательной режущими кромками всегда изме-
ряется между их проекциями на опорную плоскость. Для определения действи-
тельной величины е0 служит следующая формула:
COS е0 = sin X sin X -|- cos е cos X COS }ь (XVI)
»
где Хг — угол наклона вспомогательной режущей кромки.
В качестве примера приводятся углы трех резцов,.найденные в соответствующих
плоскостях (фиг. 68).
Из табл. 10 видно, что при указанных значениях угла X величины углов
Тл; Ys и у2 мало отличаются друг от друга. Отсюда вытекает, что при малом
значении угла X совершенно безразлично, в какой плоскости следует промерять
углы.
Условно принята плоскость У — У, как допускающая довольно простой про-
мер углов и как давно уже применяющаяся на наших и заграничных заводах.
Методы определения углов
81
Таблица 10
Резец 1 Задано Определено
Тл- X <Р В 7Л 7s 71 71 7з X «0
I 12° 0° 90° 85° 0° 12° 12° 0 12° - 1° —11°40' 8596'
II 12° 5° 43° 112° 23'10' 12° 13° 5°20' 12° - 2°20' - 9°20' 112°3(У
III 23° 17°30' 60° 95° 37°20' 21°30' 27°4О' —3°50' 27°30' —15°40' —21°10’ 100°44'
Углы, лежащие в плоскости R — R, можно измерять простым угломером (шаб-
лоном), так как стороны его при промере располагаются в плоскости, перпенди-
кулярной к режущей кромке (фиг. 69). Углы же, лежащие в плоскостях N — N,
такому простому измерению не поддаются, так как здесь угломер должен переме-
щаться только в плоскости, перпендикулярной основанию резца, т. е. плоскости
проекций. Для этой цели Е. Симон сконструировал специальный прибор (фиг. 70).
Стойка А установлена перпен-
дикулярно плите В, на которую
при измерении помещается резец.
По стойке вниз и вверх переме-
щается держатель С, который мо-
жет поворачиваться вокруг оси
стойки и устанавливаться в любом
положении. Держатель закрепля-
ется с помощью винта; он снабжен
сектором Z), с нанесенными дел-*-
[''50° в
_____________________________
Фиг. 69. Измерение углов резца
шаблоном-угломером. Фиг. 70. Прибор для измерения углов резца.
ниями в градусах и угломером В, который может поворачиваться вокруг оси F.
Па угломере сделаны две взаимноперпендикулярные грани I и II. При нулевом
положении, т. е. когда риска угломера стоит на 0° сектора, грань I будет парал-
лельна, а грань II перпендикулярна плоскости проекций, т. е. плоскости плиты.
Для измерения переднего угла у нужно приложить грань I к передней грани
резца, а для измерения заднего угла а надо приложить грань II к задней грани.
Отсчеты по шкале сектора дают величины этих углов.
6 Семенченко.
Фиг. 72. Построение сечений резца при X > 0.
| chipmaker.ru
Si
Резцы
Влияние углов лезвия на работу резца
85
На фиг. 71—73 представлено графическое построение сечений резца, полу-
ченных в различных плоскостях. В первом случае режущая кромка горизонтальна,
т. е. Х = 0; во втором — вершина резца А занимает наивысшее положение, т. е.
X > 0; в третьем — вершина А занимает наинизшее положение, т. е. Х<^0. По-
строение ведется по заданным величинам: <р; <pi-, X и углам лезвия резца, известным
в какой-нибудь определенной плоскости.
4. ВЛИЯНИЕ УГЛОВ ЛЕЗВИЯ НА РАБОТУ РЕЗЦА
Перейдем теперь к рассмотрению влияния каждого из углов лезвия резца на
работу резания и тех величин, в пределах которых встречаются эти углы на.
практике.
Фиг. 74. Изменение заднего угла при поперечной обточке.
На величину углов влияют различные требования, часто противоречащие
друг другу. Вследствие этого установить их теоретическим путем не предста-
вляется возможным, и значения, принятые в практике, выяснены только на осно-
вании повседневной работы с резцами, а также с помощью экспериментальных
исследований.
Задний угол а служит для уменьшения трения обрабатываемой поверх-
ности о заднюю грань резца и для облегчения процесса резания. На величину
угла а прежде всего оказывает влияние величина подачи. Рассмотрим сначала
поперечную обточку (фиг. 74). При постоянной подаче резец с каждым поворотом
на 1° подается по направлению к центру заготовки на одну и ту же величину,
причем вершина резца описывает не окружность, а Архимедову спираль RS.
С увеличением подачи касательная АВ к спирали в точке соприкосновения с вер-
шиной резца будет все больше и больше отходить от перпендикуляра СО к радиусу
OR окружности. Отсюда следует, что для избежания трения задняя грань должна
быть наклонной (срезанной), причем угол должен быть такой величины, чтобы
в процессе резания всегда оставался достаточный зазор (угол а) между задней
гранью резца и касательной АВ к спирали в точке соприкосновения.
Влияние подачи сказывается также и при продольной обточке (фиг. 75). В этом
случае вершина резца в процессе работы описывает винтовую линию, касательная
chipmaker.ru
86
Резцы
АВ к которой с увеличением подачи также все больше удаляется от перпендику-
ляра CD к оси заготовки или, иначе говоря, эта касательная образует с перпенди-
куляром к оси заготовки
тем больший угол, чем
больше подача. Это ясно
видно как из графического
построения, так и из зави-
симости угла подъема вин-
товой линии от диаметра
заготовки и величины по-
пачи,т. е.:
. s
tg т — - г •
° гм
Из этого же выражения
Фиг. 76. Изменение заднего угла при продольной СЛСДуСТ, ЧТО НЭКЛОН каса-
обточке. тельной винтовой линии к
перпендикуляру будет у ма-
лых диаметров заготовки больше, чем у больших. В каких пределах изменяется
угол т в зависимости от 5 и d, видно из табл. 11.
Таблица 11
Значения угла х при постоянном диаметре d = 60 мм
Подача S мм] об . . . 0,5 1 2 3 4 5
Угол подъема х . .. . 11' 22' 44' 1°6' 1°28' 1°50'
Значения угла х при постоянной подаче 5=3 мм'об
Диаметр изделия d мм 10 20 40 60 80 100
Угол подъема х. . . . 5°27' 2°45' 1°20' 1° 0°40' 0°35'
Из этих данных можно видеть, что фактически отклонение касательной от пер-
пендикуляра весьма незначительно, в особенности, если подсчитать углы для
правильно выбранной подачи, величина которой должна соответствовать опре-
деленному диаметру изделия. Так например,
при d = 10 лл—5 = 0,5 л.и— т = 5б',
» d=50 » —5 = 3 » —х = 1с6’.
Из этого следует, что те значения заднего угла а, которые встречаются в завод-
ской практике (в пределах 6 = 8°), во много раз превышают величины угла т.
Влияние углов лезвия на работу резца
87
Угол а оказывает большое влияние на угол заострения резца, поэтому во избе-
жание ослабления резца не рекомендуется слишком увеличивать угол а. Кроме
того, при большом угле а резец более склонен к дрожанию вследствие малой опор-
ной поверхности, соприкасающейся с обрабатываемым изделием.
С другой стороны, малый угол а увеличивает трение задней грани об обраба-
тываемую поверхность, в результате чего процесс резания протекает в худших
условиях и стойкость резца уменьшается вследствие чрезмерного нагревания
последнего. Но обрабатываемая поверхность получается в этом случае более чистой
и гладкой.
Эти противоречащие условия заставляют в каждом конкретном случае выби-
рать соответствующее значение для угла а. Например при обдирочных работах,
где не требуется особой чистоты поверхности заготовки, пользуются резцами
с большим углом а, а при чистовых — с меньшим.
Вязкость материала играет также известную роль: для более вязких и мягких
материалов угол а берется большим, для твердых и хрупких — мепьшим. Для
подрезных резцов он делается больше, чем для про-
ходных. В общем угол а меняется в пределах от 2 до
12°. В стандартах часто этот угол не меняется и де-
лается одинаковым (примерно 6—8°) для всех ви-
дов резцов.
Это вполне допустимо, так как при незначитель-
ных отклонениях (+2 — 3°) задний угол не оказы-
вает большого влияния на работу резца, тем более,
что и точность и зготовления углов резца также ко-
леблется в пределах 1—2°.
Угол заострения р представляет собой раз-
ность углов резания и заднего, т. е. он получается
как результат выбора двух углов—переднего и зад-
него. Угол заострения зависит от рода обрабаты-
ваемого материала. С уменьшением угла р уменьшается сопротивление реза-
нию, и стружка отделяется легче, но наряду с этим понижается прочность
резца, ухудшается отвод тепла, что может повести к быстрому затуплению и
даже поломке его. По опытам Никольсона минимальное усилие резания и мини-
мальный расход энергии получается при р = 54°, но при этом значении ста-
W го' зо'оо'зо' so' п' so'
Угол заострения ft
Фиг. 76. Диаграмма зависи-
мости усилия резания от
величины угла заострения.
вится под угрозу прочность резца.
На фиг. 76 показана диаграмма зависимости усилия резания от величины угла
заострения р при постоянном сечении стружки.
При выборе угла р надо руководствоваться не потреблением энергии при
работе, а скорее условиями прочности резца и придания достаточной массы металла
у режущей кромки для лучшего отвода тепла. Так как при обработке твердых
металлов сопротивление резанию больше, чем при обработке мягких, то для первых
угол заострения должен быть большей величины, чем для вторых. Хрупкие мате-
риалы также требуют более прочного угла заострения, обусловленного преры-
вистым процессом обработки вследствие обламывания стружки. Для чугуна угол ₽
должен быть больше, чем для мягкой стали, так как усилие резания вслед-
ствие малой эластичности чугуна распределяется на сравнительно небольшом
участке у лезвия, которое быстро изнашивается, хотя нагревание здесь менее
значительно, чем при мягкой стали.
chipmaker.ru
88
Резцы
Тейлор рекомендует в среднем брать угол р равным 68°, для мягкой же стали
(оь= 40 — 45 кг/.м.ч2) он может быть понижен до 61°.
Для слишком твердых материалов (например литья) на практике применяют
резцы с углом р, равным 86—90°. Однако, не рекомендуется и здесь чрезмерно
повышать угол заострения, так как, в противном случае, резец будет снимать
весьма тонкую стружку и производительность станка резко падет. Как предель-
ное значение, можно рекомендовать 75—77°.
Передний угол у играет большую роль при работе резца. Прежде
всего, от него зависит величина усилия резания — с увеличением угла у опа
падает. Не меньшее влияние оказывает он и на формирование отделяемой
в процессе резания стружки. Опыты Де-Лью (De-Leew) показали, что усилие
резания падает заметным образом только при у меньше 35°. Выбор такого
большого угла (у = 35°) для обычных резцов не может быть осуществлен, так
как при данной величине угла у, прочность резца резко падает и отвод тепла от
места отделения стружки ухудшается. Поэтому приходится не так значительно
Фиг. 77. Лупка на передней грани резца.
повышать угол у, он бе-
рется в пределах от 5 до
27°и только для легких
металлов может быть по-
вышен до 40°. Чем вязче
материал, тем большим
должен быть угол у, что
дает возможность слив-
ной стружке сходить с
резца по более естествен-
ному руслу. Для твер-
дых и хрупких материа-
лов не следует с целью
повышения прочности да-
вать резцам большого угла у, тем более, что это и не диктуется соображениями
более удобного отвода стружки. При обработке твердых и хрупких материалов
получается стружка надлома и осаживания ее не требуется, в то время как угол у
и делается в основном для облегчения осаживания стружки.
Для более удобного схода стружки передняя часть резца должна быть снабжена
еще дополнительно лункой (фиг. 77). Благодаря этому сопротивление от изгиба-
ния стружки значительно падает, и стружка сходит более плавно и легко.
Некоторые производственники отрицательно относятся к лунке, так как опа
ослабляет лезвие резца. Однако, с этим нельзя согласиться, так как без лунки
получается настолько сильная осадка стружки на месте ее образования, что резец
начинает дрожать и кромка быстро притупляется. Поэтому лунки следует рекомен-
довать для всех металлов, за исключением тех (например чугун, бронза и др.),
которые не дают сливной стружки. Величина лунки должна быть различной для
разных материалов: чем вязче материал, тем больше должна быть лунка.
Угол резания 8, как равный 90е — у или а 4- р образуется в результате
выбора переднего и заднего углов. Он оказывает огромное влияние на процесс
резания, так как от него зависит главная вертикальная составляющая усития
резания; чем меньше угол 8, тем меньше эта сила. Так например, если принять
при 8 = 60° усилие равным 1, то при том же сечении стружки
Влияние углов лезвия на работу резца
89
8=70° усилие будет равно 1,17;
8=80° » » » 1,33;
8=90° » » » 1,50.
Одновременно с повышением усилия увеличивается и расход энергии на
отделение стружки.
Но, с другой стороны, с уменьшением угла резания прочность резца пони-
жается, появляются определенные затруднения в отводе тепла, такой резец быстро
изнашивается и нередко даже ломается. Малый угол резания также отрицательно
влияет на спокойную работу, так как способствует вибрированию и заеданию
резца, в результате чего чистота и гладкость обрабатываемой поверхности умень-
шаются. Поэтому для чистовых работ он должен быть значительно больше, чем
для черновых.
При обработке твердых и хрупких материалов для придания большей проч-
ности резцы снабжаются бблыпим углом резания, чем для мягких вязких
материалов.
Фиг. 78. Углы резания различных резцов.
Менее однородные по структуре материалы должны обрабатываться резцами
с большими углами резания, чем более однородные, так как иначе резец будет
дрожать и заедать.
Угол резания берется в пределах от 50 до 90°. Нижний предел для легких ме-
таллов, верхний — для особо твердых. Для стали средней твердости угол резания
берется в пределах от 68—72°.
Таким образом из разбора значения каждого из четырех углов а, р, у, 8 выяс-
няется, что правильный выбор их часто связан с определенными затруднениями.
Последние обусловлены требованиями, подчас противоречащими друг другу,
которые предъявляются к тому или иному углу лезвия резца. Поэтому к опреде-
лению углов надо подходить очень осторожно.
Б табл. 12 приведены данные для углов резца, рекомендуемые германским
комитетом по стандартизации (ДИН Е 4931) для различных материалов (фиг. 78).
Эти величины углов предназначаются в основном для обдирочных резцов.
Для чистовых работ рекомендуется несколько уменьшать задний угол; так, для
легких металлов он берется в пределах 8—9°, а для всех прочих —4—5°. Также
рекомендуется в этом случае несколько уменьшать и передний угол.
В табл. 121 приведены данные для углов резца, установленные по Пром-
стандарту. Главстанкоинструмента.
r.ru
90
Резцы
Таблица 12
Обрабатываемый материал а ₽ Т 6
В градусах
Весьма твердое чугунное литье (отбеленный чугун), весьма твердые сорта бронзы и латуни 6 8 8 8 8 10 84 74 68 62 55 40 0 8 14 20 27 40 ео 82 76 70 63 50
Сталь н стальное литье cj = 70 кг/мм-; твер- дый чугун Нв = 200 кг/мм3; бронза, ла- тунь, медно-оловяпо-цинковые сплавы. . . Сталь и стальное литье ^ = 50—70 кг!мм3; чугун Нв = 20О кг/мм3 и ниже; мягкая латунь
Сталь и стальное литье oj = 34—50 кг! мм3 Мягкие и вязкие сорта бронзы, самые мяг- кие сорта стали Все мягкие и легкие металлы
Для строгальных работ при обработке всех материалов можно пользоваться
следующими углами:
а = 4—6°; т = 9—11°;
р = 77—73°; 8 = 81—79°.
Угол в плане ср или угол наклона передней грани к оси заготовки выби-
рается в зависимости от рода обработки, твердости материала изделия и прочности
станка.
Опыты показывают, что при одпом и том же
поперечном сечении стружки более длинная режу-
щая кромка, получающаяся при малом угле ф, поз-
воляет значительно повысить скорость резания и
получить большее количество снимаемых стру-
жек, чем кромка с большим углом <р или без вся-
кого угла наклона. Объясняется это тем, что в
первом случае соприкосновение режущей кромки
происходит по большему периметру, вследствие
чего тепло отводится значительно быстрее, чем
при короткой кромке, и резец не так сильно на-
гревается. Как известно, при работе резцами
надо всегда стремиться по возможности прпме-
Фпг. 79. Сечепие стружки у пять один из основных законов резапия, кото-
₽езца- рый гласит: для уменьшения нагревания резца и
повышения скорости резания выгоднее работать с
более широки ми и топкими стружками, т. е. применять большую глубину реза-
ния и малую подачу. Наличие угла наклона <р дает возможность увеличить
ширину стружки и одновременно с этим уменьшить ее толщину. Это видно
при рассмотрении фиг. 79, а также из зависимости, с одной стороны, между
шириной стружки b и глубиной резания /, с другой —между толщиной
стружки а и подачей $, а именно: & = ; a =$• simp.
Влияние углов лезвия на работу резца 91
Таблица 12-а
Номер группы главных углов Угол резания о Передний >гол 7 Угол заостре- ния 0 Задний угол а Обрабатываемый материал
№ 1 65° 25° 57° 8° Мягкая сталь аь = 30 — 50 кг,1 мм3, Нв = 95 —140 Медь Алюминий и его сплавы Баббит
№ 2 70° 20° 62° 8° Сталь средней твердости = 50 — 69 кг) мм?, Нв - 140 —180 Мягкое стальное литье аь — 40 кг/мм*, Нв = 130 Ковкий чугун
№ 3 75° 15° 67° 8° Чугун машиностроительный оь = 12— 20 кг/мм3, -Ну, = 140 —200 Стальное литье аь=4О—60 кг/мм3, Нв = 130 — 180 Твердая сталь оь = 65 — 75 кг[мм3, Нв = 180 — 200 Никелевая сталь НВ = 2СО — 220 Хромо-никелевая сталь Нв = 200—220 Инстумеитальная: углерод, и быстро- режущая сталь
№ 4 80° 10° 72° 8° Твердое чугунное литье аь=20 — 25 кг'.и№, Нв = 180—200 Очень твердая сталь с6 > 75 кг/мм1, Нв>2О0 . Бронза Латунь
Л» 5 85° 5° 77° 8° Очень твердое чугунное литье (из отбелен, чуг.) Очень твердая сталь с сь > 75 кг/мм3, Нв> 200 Твердая бронза
Выбор той или другой группы главных углов для обработки данного мате-
риала определяется опытом завода.
Табл, стандартных размеров углов даст только некоторые руководящие ука-
зания.
chipmaker.ru
92 Резцы
Однако, угол наклона ©, в особенности при малой величине, обладает также
и большим недостатком, который состоит в том, что обрабатываемое изделие на-
чинает вибрировать и изгибаться под влиянием сил, действующих па изделие.
Это дрожание при неудачно выбранном ср бывает иногда настолько большим, что
работа становится невозможной и станок приходится останавливать, в особенности
если станок не достаточно прочен по своей конструкции или состоянию.
Для выяснения причины прогиба изделия при малом угле ср рассмотрим силы,
действующие на резец. На фиг. 80 представлены эти силы: вертикальная 7, дей-
ствующая на резец снизу вверх, и сила IV, перпендикулярная к режущей кромке.
Если режущая кромка расположена горизонтально, то сила N также находится
в горизонтальной плоскости. Силу N можно разложить на две Р и Q; сила Р оттал-
Фиг. 80. Силы, действующие на резец.
кивает резец назад, а сила Q — в сторону, противоположную направлению подачи.
Значения их в зависимости от силы N определяются таким образом:
Р—iVcoscp = 0,3 — 0.5 N-
() = Wein? = 0,2 —0.3 N.
Рассмотрим теперь влияние угла ср на величины сил Р и Q.
При <р = 0 получаем P=N, Q = 0.
» ср = 90° получаем Р = 0, Q = N.
Обрабатываемый предмет подвергается изгибанию под действием сил 7, Р и Q.
При угле наклона <р= 90°, т. е. при боковом резце, сила Р становится равной
нулю и обрабатываемый предмет подвергается изгибу только под действием двух
сил V и Q, причем направлены они будут уже в противоположные стороны, т. е.
сила V вверх, а сила Q влево.
Влияние углов лезвия на работу резца
93
По мере того как режущая кромка отходит от перпендикуляра к оси заготовки,
т. е. тем меньше угол <р, — тем больше подвергается изгибанию обрабатываемый
предмет. Это становится ясным при рассмотрении фиг. 81, где представлены два
резца: один с большим углом <р, другой с меньшим. На прогиб изделия наибольшее
влияние оказывает сила Р, действующая перпендикулярно к оси заготовки. Но ,
обрабатываемый предмет изгибается не только под действием сил V и Р, а также
от слагающей (фиг. 82). Эта дополнительная изгибающая сила получается в ре-
зультате двойного разложения силы подачи Q. Сила определяется по формуле:
@4 = Q sin cos
При «> = 0 и <р = 90° сила ()4 равна 0. Максимальная величина ()4, равная у Q.
получается при <р= 45°. Из этого вытекает, что при обработке тонких, но длинных
Фиг. 81. Резцы с различными углами в плане.
Фиг. 82. Силы, изгибающие
изделие.
изделий, которые обладают малой устойчивостью и более значительно подвержены
дрожанию, необходимо принимать большую величину для ср, причем в некоторых
случаях рекомендуется применять резцы даже без всякого наклона режущей
кромки. Если же длина обрабатываемого предмета не превышает двепадцати-
кратного диаметра его, тогда можно без опасения выбирать для угла ср меньшее
значение. На практике получили распространение следующие величины угла у:
30, 45, 65 и 85°, выбираемые в зависимости от рода обработки, формы изделия и
прочности станка.
Угол при вершине е берется обычно в зависимости от выбранного
угла ср. На практике встречаются следующие величины:
при ср —30е— е = 130°;
» <р = 45° — е==115°;
» ср = 65° — е = 95°;
» ? = 85°—« = 75°.
Chipmaker.ru
chipmaker.ru
91 Резцы
Угол наклона главной режущей кромки X делается для
улучшения условий резания, хотя правильное использование его не всегда имеет
место в производственных цехах. Это объясняется тем, что влияние угла X на ра-
боту резца еще не в достаточной мере выяснено. При рассмотрении угла у указы-
валось, что для продуктивной и спокойной работы резца необходимо правильное
образование стружки и хороший отвод ее с передней грани резца. Каждому про-
изводственнику хорошо известно, что по виду отделяемой стружки можно судить,
насколько правильно работает резец. При хорошо завиваемой стружке режущая
Наклон лезвия
влево(X >0)
Наклон лезвия
вправо ().<О)
Фиг. 83. Формы стружек для резцов с различными углами.
кромка равномерно нагружена, если же стружка получается в виде отдельных
коротких кусочков, то режущая кромка подвергается изменяющейся и неравно-
мерной нагрузке, вследствие чего лезвие резца подвергается сильному напряже-
нию. Стружка всегда удаляется с передней грани резца перпендикулярно к режу-
щей кромке, а так как последняя может принимать различные положения вслед-
ствие изменения угла X, то и направление отделяемой стружки также будет раз-
личным. При горизонтально расположенной режущей кромке (X — 0) стружка
получается в виде плоской спирали, т. е. она завивается внутрь, вследствие чего
она весьма часто спутывается и ломается. Если же режущая кромка имеет наклон
(X < 0), то стружка будет винтообразной формы. При X }> 0,т. с. когда вершина
резца А занимает наивысшее положение или кромка наклонена влево (фиг. 83,1),
Влияние установки резца -на углы лезвия 95
стружка получается с правым ходом, при X < 0, т. е. когда вершина резца А за-
нимает наинизшее положение или кромка наклонена вправо (фиг. 83, II), стружка
имеет левый ход. Благодаря этому она не спутывается и легко удаляется в сторону.
Мнения специалистов в отношении целесообразности применения положитель-
ного или отрицательного угла наклона X расходятся. Тейлор указывает, что
при наивысшем положении вершины резца отход стружки более облегчен.
Г и п п л е р же считает такое утверждение неправильным и, наоборот, ре-
комендует применять для стали — аь до 70 кг/мм2 резцы с горизонтальной кромкой,
для более же твердых материалов придавать режущей кромке отрицательный
уклон, т. е. вершипа резца должна занимать наинизшее положение.
Такого же мнения придерживается и проф. Фридрих.
При работе резцов, показанных на фиг. 83, получается стружка прямоуголь-
ного сечения, отделяющаяся от обрабатываемого предмета только с одной стороны.
При отделении стружка сгибается в виде винтовых витков, причем сгибание про-
исходит в направлении, перпендикулярном к этой стороне. Усилие, затрачиваемое
на сгибание при одинаковом сечении стружки, будет тем меньше, чем больше
ширина стружки и меньше ее толщина, так как момент инерции и момент сопро-
тивления такой стружки будет меньше. При отрицательном угле наклона режущей
кромки стружка отгибается по направлению к обрабатываемому предмету, т. е.
к узкой стороне своего поперечного сечения. Благодаря этому сопротивление
отгибанию будет значительно меньше по сравнению с тем, когда стружка заги-
бается в направлении длинной стороны своего поперечного сечения.
Далее, при положительном превышении вершина резца образует как бы
острый «клюв», который имеет тенденцию врезаться в обрабатываемое изделие.
Вследствие этого на изделии получаются довольно глубокие риски, которые
повреждают обрабатываемую поверхность.
Произведенное Германским комитетом по стандартизации обследование устано-
вило, что заводы в Германии в большинстве случаев принимают для X небольшую
величин^ в пределах от —3 до +10°, причем наиболее распространенным углом
оказался+3°. Наши заводы чаще всего работают с Х = от—5° до —6°, т. е.
когда вершипя резца занимает наинизшее положение.
Величины X еще окончательно не установлены и поэтому рекомендуется при раз-
работке заводских нормалей на резцы путем экспериментальных работ выявить
наивыгоднейшие значения для этих углов.
Нужно отметить, что изготовление и заточка резцов с горизонтально располо-
женной режущей кромкой значительно проще, чем с наклонной. Особенные за-
труднения возникают в том случае, если кроме угла X резец снабжен еще и лункой
для лучшего отвода стружки. Поэтому не следует для всех без исключения работ
применять резцы с наклоном режущрй кромки. Значительное количество работ
может быть с успехом выполнено и при горизонтальной режущей кромке, в ре-
зультате чего расходы на содержание резцов значительно снизятся.
5. ВЛИЯНИЕ УСТАНОВКИ РЕЗЦА НА УГЛЫ ЛЕЗВИЯ
Положение вершины резца по отношению к центру изделия оказывает влияние
на величины углов резанчя.
На фиг. 84 приведены различные положения вершины резца при различных
работах:
chipmaker.ru
Влияние установки резца на углы лезвия
97
7 Семенченко
1) Я, В, С — при под-
резке и отрезке, когда глав-
ная режущая кромка пер-
пендикулярна к оси изде-
лия;
2) D, Е, F — при про-
дольной обточке, когда
главная режущая кромка
составляет угол <р в плане
с осью изделия; в этом слу-
чае отделение стружки
происходит в плоскости,
перпендикулярной к режу-
щей кромке;
3) G, Н, I — при про-
дольной обточке, когда
главная режущая кромка
перпендикулярна к оси
изделия.
Буквами а, 0, у, 8 (без
индексов) обозначены углы
в начальном положении
резца, буквами
8Х обозначены углы в ко-
нечном положении резца.
В заводской практике
при токарных работах ред-
ко устанавливают резец
по центру. Обычно он ста-
вится или выше или ниже
центра. При рассмотрении
углов лезвия резца было
принято, что вершина рез-
ца лежит на осевой линии
изделия, т. е. при поло-
жении Л, D, G.
Рассмотрим сначала два
первых вида обработки.
При установке резца
выше центра увеличивает-
ся передний угол ух и одно-
временно с этим уменьша-
ются угол резания 8Х и
задний угол аг. При уста-
новке же резца ниже цен-
тра мы имеем обратное
явление, т. е. уменьшение
угла и увеличение углов
chipmaker.ru
98 Резцы
gj и «tv В первом случае вследствие увеличения переднего угла и уменьше-
ния угла резания облегчаются условия обработки, так как усилие резания
будет ниже, чем при расположении вершины резца по центру. Однако, этот
способ установки имеет также недостатки, а именно: такой резец всегда склонен
I снимать больший слой металла, чем было предусмотрено, и кроме того он имеет
тенденцию дрожать. В результате этого обрабатываемая поверхность получается
нечистой. Необходимо отметить, что чрезмерно поднимать резец выше центра не
рекомендуется, так как в случае быстрого повышения давления, вызванного неожи-
данным попаданием твердых частиц в материале, резец может прогнуться и даже
сломаться. Особенную осторожность надо соблюдать в том случае, если резец
далеко выдвинут от своей опоры. Из этого следует, что при отделочных работах
ни в коем случае не допустима установка резца выше центра изделия.
При установке ниже центра вершина резца благодаря своему постоянному
пружинению, описывая небольшую дугу, как бы удаляется от поверхности изделия
и таким образом снимает меньший слой. Это имеет большое значение при отделоч-
ной работе, когда снимается незначительная стружка и нужна особая осторож-
ность. чтобы не выточить изделие меньшего диаметра. Но в то же время вследствие
большего заднего угла появляется опасность заедания резца. Поэтому при отде-
лочных и наружных обточках рекомендуется ставить вершину резца или по центру
или немного ниже его.
При продольной обточке резцом с режущей кромкой, перпендикулярной к оси
। изделия (фиг. 84, Я, Я, /), отделение стружки происходит в плоскости, перпенди-
кулярной к оси изделия.
В этом случае при установке резца, безразлично — выше или ниже центров,
передний угол ту увеличивается, а угол резания и задний угол ах уменьшаются
по сравнению с тем, когда вершина резца направлена по центру. Следовательно,
в этом случае обдирочные и чистовые резцы можно устанавливать как выше, так
и ниже центра. На практике, однако, и здесь чаще для обдирочных работ резец
поднимают, а для чистовых— опускают ниже центра. '
Совершенно обратное явление возникает при внутренней обточке; в этом можно
убедиться при вычерчивании эскизов установки. Уменьшение угла резания
имеет место при установке резца ниже центра изделия, поэтому для обдирочных
работ следует применять установку ниже центра, а для чистовых — по центрам
или выше центра.
Таким образом окончательные выводы можно формулировать следующим
образом:
Резец ставится выше центра:
1) при наружной чистовой обработке мягких материалов; «
2) при внутренней черновой обработке весьма твердых материалов;
3) при внутренней чистовой обработке.
Резец ставится на центр или ниже его:
1) при наружной черновой обработке весьма твердых материалов;
2) при наружной чистовой обработке;
3) при внутренней черновой обработке мягких материалов.
Изменение угла резания в небольших пределах с помощью различной уста-
новки резца дает возможность приспосабливать данный резец к разным условиям
обработки, не прибегая к переточке его.
Типы резцов
99
На практике обычно устанавливают резец выше или ниже центра изделия на
величину, равную 1/10—1/20 диаметра изделия. Для больших изделий эта вели-
чина нередко берется равной 1/60 диаметра.
С. ТИПЫ РЕЗЦОВ
На практике встречаются самые разнообразные типы резцов: токарные для
наружной обработки, расточные, строгальные, долбежные, специальные, которые,
в свою очередь, разделяются на проходные, подрезные, прорезные и т. п. Прежде,
чем переходить к рассмотрению типов резцов, необходимо установить общую
терминологию.
Резцы бывают правые и левые (фиг. 85).
Правыми резцами называются такие, у которых при наложении
на них сверху ладони правой руки так, чтобы пальцы были направлены к вершине,
Фиг. 86. Прямые резцы.
Фиг. 87. Отогнутые
резцы.
главная режущая кромка оказывается расположенной па стороне большого пальца.
Па токарном станке эти резцы работают при подаче справа налево, т. е. по напра-
влению к передней бабке станка.
Левыми резцами называются такие, у которых при наложении левой
руки главная режущая кромка оказывается расположенном на стороне большого
пальца.
Резцы также различаются по форме головки и по ее положению относительно
тела.
Прямыми резцами называются такие, у которых ось (линия симмет-
рии) резца в плане и боковом виде — прямая (фиг. 86).
Отогнутыми резцами называются такие, у которых ось резца
в плане изогнута, различают правые и левые отогнутые резцы (фнг. 87).
Изогнутыми резцами (фиг. 88) называются такие, у которых
ось резца в боковом виде изогнута. Резцы называются изогнутыми вверх (токар-
ные) или вперед (строгальные и долбежные), когда головка выше (спереди) тела
резца при рабочем его положении. Резцы называются изогнутыми вниз (токарные)
chipmaker.ru
Резцы
100
или назад (строгальные и долбежные), когда головка ниже (сзади) тела резца
при рабочем его положении.
Резцами с оттянутой головкой (фиг. 89) называются такие,
у которых головка уже тела. Головка может быть расположена относительно оои
тела резца либо симметрично, либо с одной стороны, причем она может быть отог-
нута в сторону или изогнута вперед. Вправо оттянутыми резцами называются
изогнутей Вверк
/Вперед)
Фиг. 88. Изогнутые резцы.
Фиг. 89. Резцы с оттянутой
головкой.
такие, у которых при наложении ладони правой руки головка оказывается сдвину-
той в сторону большого пальца, а влево оттянутыми, — у которых при наложении
левой руки головка оказывается сдвинутой в сторону большого пальца.
7. ТОКАРНЫЕ РЕЗЦЫ
Основные типы токарных резцов в настоящее время стандартизованы. Сечение
резцов выбирается или квадратное или прямоугольное. Сечение резца выбирается
с помощью расчета в зависимости от вертикальной силы У, действующей на резец
и расстояния I точки приложения ее до опоры. Сила V определяется по формуле:
V=KS-F,
где Ks — удельное давление резания, т. е. величина усилия резания, прихо-
дящаяся на 1 лсле2 сечения стружки;
F—площадь сечения стружки в мм2.
Сила V изгибает резец, причем изгибающий момент равен
M = V-l = Rb-W,
где Rb — допускаемое напряжение па изгиб, принимаемое около 20 mJ мм2 для
инструментальной стали;
W—момент сопротивления.
Следовательно для резца прямоугольного сечения Ъ • h расчетная формула
имеет такой вид:
Ьй2 = -~ДА-^;
‘<Ь
Токарные резцы
101
для квадратного сечения при b = h имеем bs =
6 • Ks-l
Вь
для резца круглого сечения:
d3 = 10^J
В заводской практике, обычно, таким расчетом пользуются редко и выбирают
необходимое сечение резца на основании опытных данных, главным образом, в
зависимости от сечения стружки. Так например, при обработке стали средней
твердости можно пользоваться данными табл. 13.
Таблица 13
Сечение стружки в мм~ 1,8 2,5 4 6 9 12 16-23
М резца 1 2 3 4 5 в 7
Сечение резца прямоугольное . . квадратное 10 X 16 12 X 12 12 X 20 16 X 16 16 X 25 20 X 20 20X30 25 X 25 25 X 40 30 X 30 30X45 40 X 40 40X60 50X50
Токарные резцы для наружной обточки разделяются на:
1) обдирочные,
2) чистовые,
3) подрезные,
4) отрезные.
Габаритные размеры резцов стандартизованы (табл. 14).
Таблица 14
N резца 1 2 3 4 5 6 7
Резцы прямо- | г f bxh bxh ь X h bxh bxh b X h bxh
угольного < 6 е 1 10 X 16 12 X 20 16 X 25 20 X 30 25 X 40 30X 45 40 X 60
сечения (Длина 200 225 250 300 350 400 500
Резцы квадрат- J Сечение { 6 12 X 12 b 16 X 16 b 20 X 20 b 25 X 25 6 30X30 b 40 X 40
иого сечения |длина — 150 180 200 250 300 400
Обдирочные проходные резцы — предназначаются для удале-
ния максимального слоя металла, причем чистота обрабатываемой поверхности
и точность размера по диаметру не играют никакой роли.
Режущая кромка выполняется или прямолинейной (тип Герберта) или криво-
линейной формы (тип Тейлора фиг. 90). Тейлор рекомендует делать черновой
обдирочный резец для чугуна, твердой и мягкой стали по размерам, указанным
на фиг. 91. Такое лезвие дает форму стружки в виде запятой; поперечное сечение
chipmaker.ru
Резцы
102
стружки постепенно уменьшается по направлению к вершине резца (фиг. 90).
Преимущество этой формы состоит в том, что резец получается более прочным,
Фиг. 90.
Резец с криполинейной ре-
жущей кромкой.
кромка лезвия меньше нагружена, обладает
большой теплопроводностью и поэтому он не
так быстро притупляется, как нормальный
резец с прямолинейной кромкой, у которой
сечение стружки остается постоянным. На-
ряду с этим резец с криволиш йпой формой
работает более спокойно без вибраций, сле-
довательно, и обрабатываемая поверхность
получается более гладкой и чистой. Одпако,
резцы Тейлора обладают одним крупным
недостатком, из-за которого в настоящее
время их почти не применяют; он заклю-
трудности изготовления вследствие сложности криволинейной формы.
чается в трудности изготовления вследствие сложности криволинейной формы,
в особенности если резец снабжен отогнутой вверх головкой. Такие резцы
можно изготовить только ковкой и заточка их значительно труднее. Простота
изготовления и заточки рез-
цов прямолинейной формы
является основной причи-
ной их широкого распро-
странения.
Обдирочные резцы типа
Герберта изготовляются
прямые и отогнутые.
На фиг. 92 изображен
прямой резец. Вершина это-
го резца никогда не дела-
ется острой, а снабжается
радиусом закругления, ко-
торый выбирается в преде-
лах от 1 до 5 .о в зави-
симости от размера резца.
На фиг. 93 показан ото-
гнутый резец; у него угол
<р = 45° и угол е т= 100°,
а радиус закругления бе-
рется в тех же пределах,
что и для прямых резцов.
В табл. 15 приведены
размеры обдирочных рез-
цов.
Чистовые проходные рез-
цы служат для окончатель-
Фиг. 91. Резец Тейлора.
ной обточки изделий. Так
как они снимают более мелкие стружки, то сечения их можно брать в пределах
50—30% от величин, применяемых для обдирочных резцов при одних и тех же за-
готовках. Для получения большей чистоты обрабатываемой поверхности чистовые
Токарные реяцы 103
резцы снабжаются большим радиусом закругления, чем черненые, а именно: в пре-
делах от 2 до 6 мм и выше. Они выполняются без боковых углов наклона,т. е. сим-
метричной формы и поэтому могут быть использованы как для правого, так и для
левого резания.
На заводах обычно применяются чистовые проходные резцы трех видов: пря-
мые (фиг. 94), отогнутые (фиг. 95), широкие (фиг. 96). Широкие резцы применя-
Фиг. 93. Токарный проходной отогнутый обдирочный резец.
ются для обработки изделий, к котовым предъявляются особые требования в отно-
шении гладкости поверхности.
chipmaker.ru
101
Реацы
21абл?«{а IS
м резца Прямые Отогнутые Для обоих видов
С 1 6s 6i г
ф=45° и 30° ср=6в° ср = 85° ср=30° ф=45° и 60° <f—85° — — Для металлов
хрупких ВЯЗКИХ
1 2 3 4 ' 5 6 7 6 7 10 12 15 18 24 4 5 6 8 10 12 16 1 1 1,5 2 2,5 3 4 5 6 8 10 12 15 20 8 9 12 15 18 22 30 12 15 20 25 30 35 50 3 4 5 6 8 10 14 8 9 12 15 18 22 30 1 1 1,5 2 2,5 3 5 1,5 1,5 2 3 ' 4 5 8
В табл. 16 приведены размеры чистовых резцов.
Таблица 16
Прямой Отогнутый Широкий Для всех видов
резца 1 1 Ь1 1 Г
1 12 10 12 12 2
2 16 12 15 15 2
3 22 15 20 20 3
4 30 20 25 25 3
5 35 25 30 30 4
6 40 30 35 35 4
7 50 40 40 40 5
В табл. 17 приведены размеры подрезных резцов.
Таблица 17
Л Прямой Отогнутый Для обоих видов
резца
1 С 1 г
1 20 2 20 2
2 25 2 25 2
3 30 3 30 2
4 40 3 40 2
5 50 4 50 3
6 60 4 60 3
7 70 5 70 3
Токарные резцы
105
Подрезные резцы — предназначаются для поперечной обточки и подрезки тор-
иевых поверхностей.
Фиг. 96. Токарный проходной отогнутый чистовой резец.
На фиг. 97 представлен прямой, а на фиг. 98 отогнутый резец. Они применя-
ются для правого и левого резания. Радиус закругления равен 2—3 лен.
chipmaker.ru
106_____________________________Реацы________________________________
При поперечной обточке рекомендуется вести обработку по направлению
от центра заготовки к периферии, потому что задний угол а меняет свою величину,
Фиг. 96. Токарный проходной чистовой широкий резец.
а именно: при направлении резания от центра он будет меньше, а при направлении
резания к центру — больше (фиг. 99). Это вызывается тем, что при первом методе
Фиг. 97. Токарный подрезной прямой резеп.
работы стружка отходит от задней поверхности резца, а при втором — наоборот,
приближается к этой грани. Поэтому при обточке по направлению от центра резец
Токарные реяды 107
может получить меньшее значение для угла а и, следовательно, он будет более
прочным, чем при обточке по направлению к центру.
Фиг. 98. Токарный подрезной отогнутый резец.
При первом способе резец устанавливается выше центра, при втором —он
должен быть установлен на высоте центра, так как иначе будет иметь место за-
едание.
Фиг. 99. Изменение велпчг пы заднего угла при поперечной обточке.
Для подрезных резцов рекомендуется брать утлы, приведенные в табл. 18.
Таблица 18
Обрабатываемый материал Сталь Чугун Латунь
В градусах
ЗЯДПИЙ угол 10 10 10
Передний угол 20 12 20
Угол заострения 60 68 60
chipmaker.ru
108
Резцы
Отрезные резцы — служат для отрезки материала и изготовляются двух ви-
дов: прямые (фиг. 100) и отогнутые (фиг. 101).
Фиг. 100. Отрезной прямой резец.
Во избежание защемления резца головка должна быть снабжена утоньшением
по направлению к стержню в пределах 1—2°. Для лучшей подрезки торца резец
иногда срезается по линии (указано на фиг. 100 пунктиром) под углом 10—20°.
Фиг. 101. Отрезпой отогнутый резец.
Установка всех отрезных резцов производится по центру, так как при превы-
шении вершины резца они врезаются в материал.
Рекомендуемые углы:
а = 8, у = 5, [3 = 77, 8 = 85°.
Строгальные, и долбежные резцы
109
В табл. 19 приведены размеры прямых отогнутых подрезных резцов.
Таблица 19
лв резца 1 2 3 4 S 6 7
1 25 30 40 50 65 80 100
bt 4 5 6 8 10 12 15
Фиг. 102. Резцедержатель строгального станка.
8. СТРОГАЛЬНЫЕ И ДОЛБЕЖНЫЕ РЕЗЦЫ
Требования, предъявляемые к элементам резания для токарных резцов, дей-
ствительны и для строгальных, поэтому для строгальных работ можно пользоваться
теми же формами резцов, что и для
обточки.
Строгальные резцы работают в
более тяжелых условиях по сравне-
нию с токарными, так как они всегда
входят/? материал с ударом и испы-
тывают неравномерное напряжение
вследствие изменяющегося усилия
резания. По этим соображениям
режим обработки при строжке бе-
рется несколько пониженным, в осо-
бенности в отношении скорости ре-
зания, чем при обточке. Кроме того,
ориентировочно можно считать, что
размеры строгальных резцов должны
быть в 1,5—1,25 больше токарных
при одинаковом сечении стружки.
С другой стороны, при строжке
снятие стружки происходит только
при рабочем ходе, следовательно, отвод тепла осуществляется здесь значительно
лучше, чем при работе токарными резцами.
При работе строгальный резец совершает прямолинейное движение и касатель-
ная к обрабатываемой поверхности совпадает с ней. Вследствие этого получаются
более простые соотношения между элементами резания по сравнению с токар-
ными резцами, причем задний угол а. не меняется, независимо от расположения
резца по отношению к обрабатываемой поверхности. Кроме того, угол а не зависит
ни от величины подачи, ни от скорости резания, ни от размера обрабатываемого
предмета.
При работе на строгальных станках во избежание прижимания резца к обраба-
тываемой поверхности во время обратного хода резцедержатель может поворачи-
ваться вокруг точки 0. Это позволяет резцу при обратном ходе немного отойти
от поверхности изделия, что предохраняет заднюю грань резца от сильного трения
и поломки. Наличие поворотного резцедержателя оказывает влияние на форму
I chipmaker.ru
110
Ре.гцы
Строгальные и долбежные резцы
111
Фиг. 106. Строгальный чистовой широкий резец.
Фиг. 107. Строгальный подрезной резец.
I chipmaker.ru
Резцы
иг
головки резца. Под действием силы V резец подвергается изгибу (фиг. 102), причем
при одинаковой силе V изгиб будет тем больше, чем больше расстояние h и чем
меньше поперечное сечение резца. Под
Фпг. 108. Строгальный прорезной резец.
действием изгиба вершина резца опи-
сывает окружность вокруг центра С
и стремится тем больше углубиться в
материал, чем больше отходит она от
вертикальной плоскости 2—2, прохо-
дящей через центр С.
На фиг. 103 показаны 4 различных
формы головки резца; на зек. II резец
войдет больше в материал, чем на эск. I
и получится «задирание» его в обраба-
тываемую поверхность; на эск. III
резец имеет возможность отойти от ма-
териала, так как вершина его лежит в
вертикальной плоскости 2—2. На эск.
IV вершина расположена позади плос-
кости 2—2, — резец еще больше отхо-
дит от обрабатываемой поверхности.
Однако, в этом случае отход вершины
от изделия при поворачивании его во-
круг оси 0 возможен только в том случае, если плоскость 1—1 расположена впе-
реди плоскости 3—3, проходящей
через ось вращения резцедержателя
0. Несоблюдение этого может повести
к поломке резца во время обратного
хода, так как при вращении резце-
держателя вокруг оси 0 кромка резца
будет описывать дугу в обратную сто-
рону и будет стремиться войти в ма-
териал. Остюда следует, что наиболее
благоприятное положение вершины
резца будет между плоскостями 2—2
и 3-3.
Вследствие заедания форма II не
рекомендуется, однако, не всегда
можно без нее обойтись; она приме-
няется в том случае, если требуется
произвести обработку до уступа, ко-
торый не допускает подойти резцами
другой формы.
Следует отметить, что в заводской
практике большое распространение
получили не изогнутые, а прямые
резцы вследствие простоты изготовле-
ния и дешевизны. Для избежания
сильного изгиба и придания опреде-
Строгальные и долбежные резцы
ИЗ
Фиг. 110. Долбеяспый проходной резец.
£ад пс стрелке
ленной прочности и устойчивости поперечное сечение таких резцов должно быть до-
статочной величины; резец должен быть надежно закреплен и величина h должна
быть как можно меньшей.
Строгальные резцы по
форме бывают самых разно-
образных конструкций. В ос-
новном они делятся на резцы
проходные, подрезные, отрез-
ные, пазовые и специальные.
Проходные резцы разделя-
ются на обдирочные и чисто-
вые. Обдирочные резцы по-
добно токарным изготовля-
ются: а) с криволинейной
режущей кромкой и б) с пря-
молинейной. Несмотря на то
что первая кромка обладает
значительными преимущества-
ми в отношении работы реза-
ния. тем не менее на прак-
тике чаще пользуются рез-
цами с прямолинейной кром-
кой вследствие простоты изго-
товления и дешевизны.
На фиг. 104 показан проходной обдирочный резец.
На практике применяются чистовые резцы: а) узкие (фиг. 105) и б) широкие
(фиг. 106).
На фиг. 107 показан под-
резной резец, а на фиг. 108
прорезной.
На фиг. 109 показаны раз-
личные формы строгальных
резцов; резец I служит для
обработки стали и железа при
снятии небольшого слоя ме-
талла; резцы II (правый) и III
(левый) предназначаются для
обработки или вертикальных,
или наклонных плоскостей.
Форма кромки криволиней-
ная: она I ригодна как для
чугуна, так и стали, а также
может быть применена и
для окончательной обработки.
Резцы IV и V предназнача-
ются для чистовой обработки: режущая кромка их — прямолинейная, ши-
рокая. Резцы VI и VII служат для выборки углублении формы ласточкина
хвоста. Такая работа широко распрострапена в станкостроении (паправляю-
8 Семенченко
chipmaker.ru
111
Ре-тцы
щие станины и др.). Сначала обрабатывается наклонная плоскость «, а затем b
с помощью одного и того же резца. Резцы VIII и IX служат для обработки пазов,
ширина их меняется в зависимости от размера паза. Резец IX работает двумя сто-
ронами, что необходимо
при нарезании узкой ка-
навки или отрезки. Резцы
Хи XI пр(дназначаются
для подрезки вертикать-
ных и угловых плоско-
стей; они бывают двух
видов: правые и Л(вые.
Резец XII снабжен узкой
закругленной кромкой и
предназначается для об-
работки латуни. Весьма
часто этот резец имеет
широкую прямолиней-
ную кромку, что осо-
бенно хорошо для окон-
чательной обработки ла-
туни. Резцы XIII и XIV применяются для обработки пазов, расположенных в вер-
тикальных плоскостях.
Фасонные резцы для строгальных работ применяются весьма редко, так как
обработка профильных поверхностей на строгальных станках обходится дороже,
чем при фрезеровании.
Фиг. 113. Тангенциальный резец.
Строгальные резцы выполняются примерно с такими же углами, что и токарные.
Долбежные и шпоночные резцы применяются на долбежных или шпоночно-
долбежных станках для прорезки узких канавок, гнезд и т. п. Они работают в
тяжелых условиях, так как сечение их вследствие необходимости обработки
внутренних поверхностей незначительно, а плечо, влияющие на изгиб, имеет
большой размер, поэтому при таких резцах нужно пользоваться пониженным
режимом обработки.
Тангенциальные резцы
115
На фпг. 110 представлен проходной долбежный резец, а на фиг. 111 прорезной.
При выборе углов для долбежных резцов можно пользоваться величинами,
указанными для токарных резцов.
». ТАНГЕНЦИАЛЬНЫЕ РЕЗЦЫ
Токарные резцы в зависимости от установки по отношению к обрабатываемому
предмету разделяются на радиальные и тангенциальные. На фиг. 112 показан
радиальный, а на фиг. 113 — тангенциальный ре-
зец. Из сравнения их видно, что радиальный ре-
зец устанавливается по направлению к центру заго-
товки, а тангенциальный обрабатывает изделие по
касательной, т. е. режет своей торцевой сторо-
ной.
Тангенциальный резец обладает тем преимуще-
ством, по сравнению с радиальным, что у него по-
лучается более благоприятное распределение уси-
лий. В самом деле, если мы обозначим через
V усилие резания, а через Q усилие подачи
(фпг. 114), тогда равнодействующая двух этих сил S
будет проходить почти по оси резца. Таким обра-
зом у тангенциального резца отсутствует значитель-
ный изгибающий момент jf= Г • I (см. фиг. 114),
имеющий место у радиального. Отсюда следует,
что тангенциальный резец может оказать большое
Фиг. 114. Силы, действующие
па тангенциальный резец.
сопротивление резанию и позволяет снимать при равных условиях более круп-
ную стружку, чем радиальный.
Большое преимущество тангенциального резца заключается в простоте заточки.
Если при затуплении радиального резца приходится заправлять все углы лезвия,
Фпг. 115. Установка обдирочного тангенциального резца.
то тангенциальный резец в этом совершенно не нуждается. У него затачивается
только передняя торцевая грань, в то время как все другие плоскости остаются
r.ru
116
Реягры________________
без изменения. Для облегчения этой операции резец при заточке вставляется в спе-
циальную державку, которая обеспечивает сохранение переднего угла.
Тангенциальные резцы имеют те же углы резания, что и обычные радиальные.
На фиг. 115.
а — задний угол;
Р = 90° — (а + у) — угол заострения;
у— передний угол;
8 = 90 — у — угол резания.
Кроме этих углов, лезвие резца в другой проекции должно иметь следующие
углы: «, д, d.
На фиг. 115 приведена установка резца по отношению к обрабатываемому пред-
мету для обдирочных работ, а на фиг. 116 — для чистовых. Обычно тангенциаль-
Фиг. 116. Установка чистового тангенциального резца.
ные резцы устанавливаются ниже центра на величину Л, равную -^-диаметра изде-
лия для стали средней твердости и для мягкой стали и железа. Значение
углов а, р, у выбираются в зависимости от рода обрабатываемого материала.
Рекомендуемые величины углов а, р и у приведены в табл. 20.
Таблица 20
Обрабатываемый материал а 7 0
В градусах
Мягкая сталь и железо 12 53 25 65
Сталь средней твердости.... 10 65 15 75
1 вердая сгаль 8 72 10 80
Латунь 12 73 15 85
Медь 15 45 30 60
Американцы для угла а. берут меньшее значение (в пределах 2—3°), а нередко
обходятся без него.
Расточные резцы
117
Однако это едва ли целесообразно для обдирочных работ, так как при отсут-
ствии угла а получается трение между задней гранью и обрабатываемой поверхно-
стью. Наоборот, для чистовых работ уменьшение угла а рекомендуется.
Для углов a, d, д американцы пользуются следующими значениями (табл. 21)
при обработке на автоматах мелких фасонных деталей и винтов.
Таблица 21
Обрабатываемый материал Угол д Угол а Угод а
0 ч 0 ч 0 ч •
Мягкая сталь п железо . . . Сталь средней твердости . . 8—1СР 8—10° 10—12° 8—10° 70—72° 72—74° 60-65° 70—74° 10? 8° 15—18° 8—10°
Примечание. Буквой о обозначена обдирочная обработка, а ч — чистовая.
Для обработки мягкого материала рекомендуется делать небольшую лунку,
как указано на фиг. 116 пунктиром.
При чистовых работах для получения особенно гладкой поверхности угол а
берется в пределах 2—3°.
Фиг. 117. Резцедержатель для тангенциального резца.
Тангенциальные резцы получили широкое распространение при револьверных
и автоматных работах; они помещаются в специальных резцодержателях (фиг. 117).
10. РАСТОЧНЫЕ РЕЗЦЫ
Расточные операции занимают одно из важных мест в современном машино-
строении. От правильности и точности отверстий зависит в большинстве случаев
надежность работы целых механизмов.
Расточка отверстий является более сложной операцией по сравнению с наружной
обточкой. Причины этого заключаются в следующем.
1. При расточке отверстий большое влияние на размеры инструмента оказы-
вают длина и диаметр растачиваемого отверстия, в то время как при наружной
chipmaker.ru
9
us Резцы
обточке эти факторы не имеют никакого значения. Чем меньше диаметр отверстия,
тем тоньше должен быть стержень резца, что при значительной длине отверстия
может повести к сильному дрожанию резца. Пружинение резца происходит еще
и потому, что в большинстве случаев при расточке приходится применять резцы
с сильно отогнутой головкой. В таких случаях иногда условия обработки оказы-
ваются настолько неблагоприятными, что приходится отказываться от применения
расточного резца и производить обработку спиральным зенкером.
2. При внутренней обработке отвод стружки всегда болг° затруднителен, чем
при наружной. Поэтому конструкция резце должна не усложнять, а напротив,
облегчать удаление стружки.
3. Вследствие малой жесткости инструмента при расточке приходится пользо-
ваться несколько пониженным режимом обработки, чем при наружной обточке.
Точность обработки на расточных операциях также
ниже, чем при наружной обточке. Отсюда вытекает необхо-
димость для получения отверстия с повышенной точностью
дополнительно проходить его разверткой.
На работу резца оказывает огромное влияние форма
лезвия и его положение по отношению к обрабатываемой
поверхности. Па фиг. 118 приведены различные формы и
положения лезвия по отношению к направлению подачи; па
эск. 1угол<р больше 90°, на эск. II — меньше, на эск. Ill
равен 90°. Вследствие наклонного положения лезвия в про-
цессе резания возникает сила (), которая в первом случае
направлена вверх, во втором — вниз. Отсюда следует,
что в первом случае сила Q стремится отвести резец
от обрабатываемой поверхности, и отверстие будет по-
лучаться меньшего, чем следует, диаметра, во втором
случае имеет место обратное явление, т. е. вершина резца
будет более углубляться в материал и отверстие получается
большего, чем следует, диаметра. Сила Q изменяется в за-
Фиг. 118. Форма ра- висимости от силы резания. Последняя в процессе резания
сточных резцов. также имеет переменную величину, что обусловливается
или изменением подачи, или попаданием твердых частиц
в материале, или же затуплением лезвия. Особенное значение имеет послед-
нее обстоятельство, так как острота лезвия в процессе работы все время падает,
а наряду с этим уменьшается и расстояние от оси заготовки до кромки лезвия.
В первом случае вследствие затупления резца диаметр отверстия все время будет
уменьшаться. Во втором случае имеет место уже некоторая компенсация уменьше-
ния расстояния от центра до кромки резца благодаря наличию силы Q, заставляю-
щей резец несколько углубляться в материал. Исходя из этого целесообразнее было
бы пользоваться резцами II (фиг. 118). Однако на практике такие резцы упо-
требляются редко, так как, во-первых, они значительно хуже отводят стружку и,
во-вторых, стружка имеет стремление заклиниваться между резцом и обрабатывае-
мой поверхностью. Их можно рекомендовать только в тех случаях, когда требуется
расточить отверстие до уступа (глухое), как показано на фиг. 119, А или же когда
необходимо спять литейную корку (фиг. 119, В); в этом случае резец I быстро по-
вредил бы свою режущую кромку. Здесь даже и резец II может быстро исту-
питься и обломаться.
Расточные резцы
119
Резец III не рекомендуется применять, так как он, подобно резцам для наружной
обточки, плохо отводит тепло и хуже отделяет стружку, чем резцы с наклоненными
кромками. Кроме того при работе таким резцом не исключена возможность закли-
нивания стружки между кромкой резца и обрабатываемой поверхностью, вслед-
Фиг. 119. Случаи применения расточного резца с заостренной головкой.
ствие чего получается дрожание инструмента. Этот резец применяется при внутрен-
ней обточке торцевых поверхностей, причем расточка должна производиться по
направлению от центра к периферии.
Тело резца выполняется круглой, квадратной или граненой формы. Круглая
форма обладает тем преимуществом, что ее легче выполнить и, кроме того, опа удобна
в том отношении, что круглые резцы можно как угодно поворачивать в державке.
Фиг. 120. Расточный обдирочный резец для сквозных отверстий.
Таким образом можно изменять установку резца по высоте и придавать лезвию
различные углы. Зато такая форма требует и надежного закрепления в державке
во избежание проворачивания резца. Распространенными формами являются
также квадратная и прямоугольная.
В зависимости от вида растачиваемого отверстия применяется в основном два
вида расточных резцов: 1) для сквозных отверстий (форма I, фиг. 118) и 2) — для
глухих (форма II). На фиг. 120—121 показаны эти резцы, размеры которых приво-
дятся в табл. 22 (по Промстандарту).
chipmaker.ru
ISO Резцы
Таблица 22
резца Для сквозных отверстий Для глухих отверстий Г
4 1 С h 1 е
1 80 12 2 80 12 2 2
2 80 15 3 80 15 3 2
3 100 20 4 100 20 4 2
4 125 25 5 125 25 5 3
5 150 30 6 150 30 6 3
6 175 40 8 175 40 8 3
1 200 50 10 200 50 10 3
Для хрупких материалов резцы применяются без лупки, для вязких — лунка
необходима для лучшего схода стружки. Углы резца берутся примерно в тех же
пределах, что и при наружной обточке; задний угол рекомендуется брать больших
размеров (до 10°).
Фиг. 121. Расточный обдирочный резец для глухих отверстий.
В заводской практике часто приходится производить расточку длинных отвер-
стий, при которых цельные резцы вследствие слабости стержня и малой экономич-
ности себя не оправдывают. Поэтому для длинных отверстий применяются бор-
штанги (сверлильные державки) со вставными резцами. Борштанги широко при-
меняются для расточных станков, специально приспособленных для расточки
отверстий. Отличительной их особенностью является то, что при расточке у них,
в противоположность токарным и револьверным станкам, вращается не обрабаты-
ваемое изделие, а борштанга. Это дает возможность получить более точное по диа-
метру отверстие строго цилиндрической формы, в то время как при обычном ме-
тоде расточки, когда вращается изделие, отверстие может получиться не цилиндри-
ческим, а коническим или овальным. Но, с другой стороны, при вращающейся
борштанге труднее соблюсти прямолинейность и точное положение оси отверстия,
Расточные резцы
121
чем при вращающемся изделии. При первом способе ось отверстия может оказаться
и не совпадающей с действительной осью изделия, так как в процессе работы бор-
штанга перемещается относительно его.
Расточка отверстия производится с помощью:
1) резца с одним лезвием;
2) двухстороннего резца с двумя режущими кромками;
3) резцовой головки, состоящей из нескольких резцов.
Преимущество второго и третьего способов заключается в более высокой произ-
водительности их по сравнению с первым. В этом можно убедиться при рассмотре-
нии фиг. 122, на которой представлена схема работы резца с двумя лезвиями
Пусть D — диаметр обрабатываемого отверстия, 6' — подача за один оборот, т. е.
то расстояние, на которое передвигается резец по длине отверстия в течение одного
оборота.
Отложим половину длины отверстия и половину пути -f—, т. е.
а и
аЬ = Ъс = ^-,
£
&61 = cbi - ~2;
Фиг. 122. Схема работы расточного резца с двумя
лезвиями.
тогда ааг будет расстояние, пройденное первой режущей кромкой за полоборота,
а Ыц — путь, пройденный второй режущей кромкой за то же вр“мя. Следовательно,
в течение первого полуоборота
первая кромка перейдет из точ-
ки а в аъ а вторая из точки Ъ
в точку bt. Тогда работа пер-
вой кромки определится д аЬаъ
второй д Мц', оба треуголь-
ника равны между собой. В
течение следующего полуобо-
рота первая кромка из точки ах
перейдет в точку а2, а вторая
кромка из точки Ьг в точку
fc2. Работа каждой кромки и
в этом случае будет одинаковой и выражается равными площадями парал-
лелограммов: и Из этого следует, что каждая режущая кромка
снимает половину стружки по ширине. Следовательно, у резца с двумя лезвиями
или у резцовой головки работа по снятию стружки распределяется на большое
количество резцов, вследствие чего производительность их значительно выше,
чем резца с одним лезвием. Это возможно, конечно, только при условии, что
режущие кромки находятся на одинаковом расстоянии от оси резцовой головки
Вследствие того, что у последней на каждое лезвие приходится относительно
меньший снимаемый слой, износ их при одинаковом режиме обработки будет
меньше, чем одного резца. Это позволяет брать значительно большие подачи для
резцовой головки, чем для одного резца.
Кроме этого, резцовая головка дает возможность получить более правильное
отверстие в материале, неоднородном по своему составу. В случае попадания твер-
дых частиц под один какой нибудь резец изгиб борштанги заставляет тотчас углу-
r.ru
122
Реецы
биться в материал другой резец, противоположный первому, вследствие чего от-
верстие остается всегда строго цилиндрическим, по ось изделия уже не будет сов-
падать с осью вращения. При работе же с одним резцом в этих случаях получается
настолько сильное отклонение его в сторону, что отверстие получится меньшего,
чем следует, диаметра, а также овальным или коническим.
Такая особенность работы резцовой головки заключает в себе недостаток, ко-
торый особенно сказывается при чистовой расточке отверстий. При работе одного
резца отклонение его всегда ведет лишь к уменьшению, а не к увеличению размера
отверстия по диаметру. При следующих проходах диаметр всегда может быть
доведен до требуемого размера. Совершенно иное явление наблюдается при работе
резцовой головки. Здесь наблюдается отклонение всей головки, вследствие чего
металл может оказаться снятым с противоположной стороны. В результате этого
отверстие хотя и получится цилиндрическим и будет выдержано по диаметру, но
Фиг. 123. Борштанга с резцом
для сквозных отверстой.
Фиг. 124. Борштанга с резцом для глухих
отверстий.
ось его не будет совпадать с действительной осью изделия. При работе же одним
резцом ось отверстия всегда совпадает с осью вращения.
Резцовая головка мало пригодна для чистовой обработки еше и потому, что
установка резцов по диаметру при малой толщине снимаемого слоя представляет
значительные затруднения. На практике в таких случаях работают не все резцы,
а только один или два, что, конечно, свидетельствует не в пользу применения рез-
цовых головок для чистовых работ.
Кроме того резцы резцовой головки могут обладать различной твердостью и
неодинаковой остротой режущей кромки. В силу этого более острые резцы будут
отклонять борштангу в свою сторону.
На заводах широко применяются как однорезцовые борштанги, так и много-
резцовые головки, несмотря па то, что каждое из этих приспособлений обла-
дает наряду с достоинствами и крупными недостатками.
В заводской практике встречаются самые разнообразные конструкции закрепле-
' ний расточных резцов в борштангах. Конструкции для закрепления резцов с одним
лезвием показаны на фиг. 123—133.
Конструкция, изображенная на фиг. 123, является наиболее простой и удобной
Расточные резцы
143
для расточки сквозных отверстий. Закрепление квадратного резца осуществляется
с помощью винта. Имеются державки также и для закрепления резцов под пеко-
Фпг. 125. Закрепление резцов с помощью клипа.
торым углом к оси державки. Недостаток этой конструкции состоит в том. что винт
пе допускает расточки глухих отверстий.
В этом отношении конструкция, изображенная на фиг. 124, более приемлема,так
каку нее резщ может быть выдвинут несколько дальше торца державки и винта,
Фиг. 12G. Закрепление резцов с помощью длинного винта.
Фиг. 127. Закрепление резца посред-
ством зажимного и регулируемого
винтов.
и таким образом обработка может быть произведена до самого конца отверстия.
Ввиду того, что при большом выдвигании резца жесткость его уменьшается, такие
державки часто снабжаются еще вторым отверстием для закрепления резца в том
или ином положении в зависимости от формы изделия, как показано на втором
эскизе.
Довольно простым является закреплс- -
вне с помощью клипа вместо винта (фиг.
125).
Конструкция, показанная на фиг. 126,
предусматривает закрепление винтом с
длинным валиком. Удобство такой держав-
ки состоит в том, что резец устанавли-
вается с заднего открытого конца. Однако
эта державка имеет недостатки: во-пер-
вых, давление стружки передается на
винт, что менее выгодно по сравнепию с конструкциями, у которых давление дей-
ствует на поверхность отверстия державки; во-вторых, она сложна в обработке
вследствие длинного отверстия и, следовательно, стоимость ее гораздо выше.
12i
Резцы
На фиг. 127 показана конструкция, допускающая регулирование резца с по-
мощью нажимного винта А\ закрепление осуществляется с помощью винта В.
Фиг. 128. Закрепление резца в борштанге.
Такая державка имеет определенные преимущества, так как
наличии установочного винта значительно облегчается.
Фиг. 129. Закрепление фирмы Гишольта.
установка резца при
На фиг. 128 представлены дру-
гие виды этих конструкций, три
последних из них предназначают-
ся для глухих отверстий.
Интересная конструкция (тип
Гишольта) представлена на фиг.
129. Круглый резец, посаженный
в борштанге А, снабжен отвер-
стием, куда входит установочный
винт В с головкой, диаметр ко-
торой несколько больше диаметра
резца. Сверху на резце сделана
лыска, в которую упирается при
закреплении винт D. Винт С слу-
жит для закрепления винта В в
Расточные резцы
125
определенном положении. Установка производится таким образом: после откре-
пления винта D резец вынимается из борштанги и после вывертывания винта С
устанавливается винт В таким образом, чтобы
расстояние, X было равно требуемой величине.
Затем винт В закрепляется в этом положении
с помощью винта С, вставляется в борштангу
и зажимается винтом D. Для того чтобы винт
В смог противостоять усилию резания, диа-
метр его должен быть достаточной величины.
диапетр
отверстия
Фиг. 130. Закрепление фирмы ОК.
Фиг. 131. Закрепление пла-
стины с помощью винта и
клина.
На фиг. 130 приведена конструкция расточной державки американской фирмы
ОК. Она предназначается для окончательной расточки отверстий. Закрепление
Фиг. 132. Закрепление пластины
с помощью винта.
резца производится с помощью продольных:
зубцов, которые сделаны как на резце, так и
в теле державки. К положительным сторонам
конструкции нужно отнести то, что после из-
носа резец может быть переставлен на следую-
щий зубец, благодаря чему осуществляется
хорошее использование резца.
Никаких других дополнительных деталей
для зажима державка не имеет.
Для закрепления резцов с двумя лезвиями
или пластин, как их часто называют в цехах, существует также много кон-
струкций.
Фиг. 133. Закрепление пластины посредством клш.а.
Двухсторонний резец, подобно одностороннему, может быть также закреплен
с помощью торцевого винта (фиг. 131). Пластина вставляется в паз А державки
Расточные резцы
Резцы
На фиг. 135 приведен тип закрепления с помощью гайки и контргайке; закре-
пление довольно надежное, но дорогое по своему выполнению.
chipmaker.ru
126
Chipmaker.ru
и прилегает к упорному клину В. Закрепление осуществляется с помощью винта;
иногда клин отсутствует (фиг. 132).
Часто встречается закрепление, осуществляемое с помощью винта, прижимаю-
щего пластину со стороны широкой ее части.
На фиг. 133, А показана одна из самых распространенных конструкций. Тело
борштанги снабжено фаской А. в которую опирается заплечиками С пластина В;
Фиг. 134. Закрепление пластины с по- Фиг. 135. Закрепление пластины по-
мощью клина. средством гайки и коитргаики.
вследствие этого установка резца точно фиксируется. Закрепление производится
с помощью клипа В, который прижимается к ножу по наклонной плоскости. Вме-
сто фаски на борштанге иногда делается выточка. Недостаток этой конструкции
заключается в том, что при нажиме закаленных заплечиков происходит сминание
мягких углов в фаске борштанги и резец уже не может давать точного положения
в направлении по радиусу. Поэтому при расточке отверстия, в особенности при
окончательной, может быть много затруднений в отношении получения соответ-
ствующего диаметра отверстия.
Борштанга, изображенная на фиг. 133, Б в этом отношении имеет большие пре-
имущества по сравнению с только что рассмотренной конструкцией. Здесь клин
прижимает пластину не к выточке или фаске, а к штифту, входящему наполо-
вину в борштангу. Благодаря этому пластина имеет опору только в трех точках,
и точное положение ее легче осуществить, чем при фиксировании в четырех точках.
К недостаткам этой конструкции можно отнести некоторую сложность изгото-
вления, тем более, что штифт и отверстие для него должны быть закалены.
Другая конструкция с клином представлена на фиг. 134. Пластина А имеет
полукруглое углубление, в которое входит соответствующий выступ цептрирую-
щ й части С. При постановке конического штифта В и клина D пластина точно
фиксируется.
— О—Н
Фпг. 138 Конический винт.
Фиг. 137. Борштанга для закрепления фирмы Уинов.
Конструкция, показанная па фпг. 13G, применяется на расточных станках гер-
манской фирмы Унион; в борштанге А сделан паз К, в который вставляется резец
и вкладыш В, соприкасающийся с резцом по всей длине. Вкладыш с левой стороны
снабжен наклонной плоскостью, с которой соприкасается своей конической частью
винт В. Винт D служит для того, чтобы вкладыш не выждал из паза при извле-
чении резца. Таким
образом пластина за-
крепляется при под-
вертывании винта В,
который своей кони-
ческой частью заста-
вляет вкладыш при-
жимать резец к про-
тивоположной стенке
паза борштанги. Эта
конструкция замка
считается одной из
лучших. В табл. 23—26
лучших, о таил, ли—приведены размеры деталей этой конструкции (по нормам
Станкостроительного завода им. Свердлова в Ленинграде).
Борштанга (фиг. 137)
Таблица 23
Do 01 di S <^2 Ог «1 h is L н
20 25 30 35 40 45 8 10 10 12 14 14 лсб X 0,8 Л16 X 1 .иб X 1 л«6 X 1 льВ X 1,25 м8 X 1,25 8 9 9 10 11 11 л«4 X 0,7 л<5 X 0,8 мб X 0,8 лй X 0,8 .и5 X 0,8 л«5 X 0,8 6 8 8 8 8 8 14 18 21 24 27 30 ЧГ, 3 3 3 4 4,5 4,5 5 4 4 4 4 4 4 4 23 28 28 34 41 41 50 4,8 6,3 6,3 7,8 9,8 9,8 11,8
50 60 16 16 м 8 X 1,25 л<8 X 1,25 12 12 лю X 0,8 Л15 X 0,8 О 8 42 5 4 55 13,8
136
Резцы
Расточные резцы
129
Винт с коническом головкой
Do D L Ц <Ц
20 25 30 35 40 45 50 60 8 10 10 12 14 14 16 16 17 21 28 32 36 39 46 56 5 7 9 11 12 12 15 19 мо X 0,8 лб X 1 -мб х 1 3i6 X 1 мР X 1,25 -М8 X 1,25 м8 х 1,25 -и8 X 1,25
Вместо одного
них резца. Одна
б
б
9
9
11
14
14
19
Таблица 24
138)
1«
мощью установочных винтов D. Для возможности передвигания ножи снабжены
пазами. Выдвигание резцов производится с помощью регулировочных винтов Е,
которые нажимают на вкладыши К. Последние, в свою очередь, действуют своими
1,5
2
2
2
2
2
2
2
Фиг. 141. Составной двухсторонний резец фирмы Упион.
Chiomaker.ru
двухстороннего резца часто на практике применяют два отдель-
из таких конструкций (фирмы Унион) показана на фиг. 141.
п------------------------------- _
Фиг. 139. Вкладыш.
Этот тип резца применяется глав-
ным образом для чистовой обработки
и может до некоторой степени заме-
нить развертку. Для закрепления
державки А с резцами В служит за-
мок, изображенный на фиг. 136.
Резцы закрепляются в державке с по-
Таблица 25
срезами на наклонные плоскости резцов и таким образом осуществляется их пере-
мещение. При использовании этой конструкции получается значительная экономия
быстрорежущей стали, из которой изготовляются только резцы, в то время как для
державки применяется только малоуглеродистая сталь.
Вкладыш (су»
Do fl b L fl h c ?n
20 25 30 35 40 45 50 60 7 8 8 9 9 9 10 10 4,8 6,3 6,3 7,8 9,8 9,8 11,8 13,8 17 23 27 32 36 41 46 56 4 5 5 6 6 6 6 6 3,5 4 4 4 4 4 4 4 1 1 1 1,5 1,5 1,5 2.5 , 3 * 1 10 10 12 14 14 16 16
Таблица 26
УпорныЦ винт (фиг. 140)
Do dg 1 h к 1»
20 Mi X 0,7 8 5 1,5 2,5
25 л 5 X 0,8 . 10 7 1,5 3 —
30 .мб X 0,8 12 7 1,5 3 1
35 л<5 х 0,8 14 7 1,5 3 1
40 .«5 х 0,8 15 7 1,5 3 2
45 л5 X 0,8 17 7 1,5 3 2
50 м5 X 0,8 19 7 1,5 3 2
60 3( 5 х 0,8 23 7 1,5 3 2
Другая сборная конструкция для двух лезвий дапа на фиг. 142. Две половинки
резца имеют пазы, в которые вставляется вкладыш, закрепляемый с помощью
двух винтов. Резцы и вкладыш допускают расстановку по диаметру борштанги.
9 Семенченко
chipmaker.ru
130
Резцы
Конструкция эта очень проста и хорошо оправдала себя на практике, в особенности
для окончательной обработки.
Фиг. 142. Составной резец.
На фиг. 143 представлен типовой пластинчатый резец для нормальных работ.
Размеры его приведены в табл. 27 (по нормалям Станкостроительного завода
им. Свердлова в Ленинграде).
Необходимо
отметить, что при обработке пластинчатый резец режет
Фиг. 143. Пластинчатый резец.
главным образом тор-
цевыми кромками, ко-
торые больше всего и
подвергаются изнаши-
ванию.
Кромкп же, соот-
ветствующие цилиндри-
ческой поверхности от-
верстия, в работе не
участвуют, за исключе-
нием небольшого участ-
ка, примыкающего к
торцевой части. По-
этому после затупле-
ния резец затачивается
только по торцу и за-
круглению для уда-
ления затупившихся
уголков.
Расточные резцы
131
Таблица 27
Диаметр борштанги ъ h т а С к Номинальная длина
20 15,8 4,8 8 8 15 22 22; 24; 25; 26; 28; 30.
25 19,8 6,3 8 10 20 26 28; 30; 32; 35.
30 19,8 6,3 10 10 22 32 35; 38; 40; 42; 45.
35 24,8 7,8 10 12 25 87 38; 40; 42; 45; 48; 50; 52; 55
40 31,8 9,8 12 16 зи 42 45; 48; 50; 52; 58; 60.
45 31,8 9,8 12 16 30 47 48; 50; 52; 55; 58; 60; 62; 65;
68; 70.
50 39,8 11,8 15 20 30 52 55; 58; 60; 62; 65; 68; 70; 72:
75; 78; 80; 82; 85; 88; 90.
60 44,8 13,8 15 22 35 62 65; 68; 70; 72' 75; 78; 80; 82;
85; 88; 90; 92; 95; 98; 100.
Пластинчатый резец допускает большое количество заточек; его можно
затачивать до тех пор, пока не будет снят участок а, показанный на фиг. 143.
Перейдем к рассмотре-
нию резцовых головок,
предназначенных для ра-
сточки отверстий и для
подрезки прилитых бо-
бышек. Конструкции их
также весьма разнооб-
разны.
На фиг. 144 дана кон-
струкция головок, у ко-
торых резцы удержива- фиг. 144. Закрепление резцов посредством винтов и втулок,
ются с помощью втулок
и винтов. Одна сторона втулки зашлифована для получения плоскости (лыски),
вследствие чего втулка хорошо держит резец. Недостаток этой головки состоит
в том, что резцы не допускают
регулирования.
Головка, изображенная на
фиг. 145, допускает крепление
резцов посредством винтов с ко-
нической головкой. При заверты-
вании этих винтов в отверстия,
сделанные посредине между осями
резцов, последние благодаря пру-
жинению прорезанных отростков
хорошо зажимаются в пазах. Кон-
Фиг. 146. Закрепление резцов посредством кони- СТрукЦИЯ Считается ОДНОЙ ИЗ
ческих винтов. удачных, и многие фирмы пользу-
ются ею.
Обычно применяемые способы крепления резцов с помощью конических штифтов
показаны на фиг 146, А нВ. Головка (эск. Л) прорезана на небольшом расстоянии
chipmaker.ru
132
Резцы
от пава до ножа. При постановке примыкающие к пазам прорезанные отростки
достаточно прочно для нормальной расточки зажимают резцы. Необходимо следить,
Фпг. 146. Закрепление резцов с помощью штифтов.
чтобы отверстия для штифтов были сделаны впереди режущей кромки резца
а не позади. Закрепление, представленное на зек. В, более надежно, так как
здесь каждый резец зажимается отдельным коническим штифтом. Последние обычно
помещаются под небольшим углом (2—3°). Штифты делаются незакаленными.
Фпг. 147. Резцовая головка фирмы ОК.
На фиг. 147 показана резцовая головка американской фирмы ОК. Резцы за-
крепляются с помощью зубцов, которыми снабжены резцы и пазы головки. После
износа резцы могут быть легко переставлены на следующий зубец, благодаря чему
они лучше используются.
Изготовление цельных резцов
133
11. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЦЕЛЬНЫХ РЕЗЦОВ
Материал для резцов. Резцы изготовляются из углеродистой,
легированной и быстрорежущей сталей.
В тех случаях когда от резца, не требуется большой производительности и обра-
ботка ведется при пониженных скоростях резания, подачи и гл’убины резания,
целесообразно применять для приготовления резцов углеродистую сталь, как бо-
лее дешевую. Состав этой стали: углерода 1,0—1,4%; марганца 0,2—0,4%; крем-
ния до 0,25%, фосфора и серы не более 0,020—0,025% каждого.
В том случае если обработке подвергается твердый металл, — рекомендуется
для получения большей устойчивости резца применять легированную сталь с со-
держанием хрома до 1—2% или еще лучше вольфрама — до 4—5%.
При повышенном режиме обработки следует применять только быстрорежущую
сталь с содержанием вольфрама не менее 14—18%. Марки быстрорежущих сталей
в СССР стандартизованы (ОСТ 4957).
Хорошие результаты дает быстрорежущая сталь с содержанием кобальта, ко-
торый делает ее более устойчивой против отпуска и более вязкой. Действие ко-
бальта усиливается с повышением содержания до определенного предела, который,
однако, точно еще не установлен. По ОСТ предусмотрена одна марка (PK5J быстро-
режущей стали с содержанием кобальта до 5,5%.
Кроме сталей в качестве материала для резцов за последнее время в большом
количестве стали применять твердые вольфрамо-карбидпые сплавы (видна, кар-
болой. победит и др.). Эти сплавы обладают следующим преимуществом: они по-
зволяют применять более повышенный режим обработки по сравнению с быстро-
режущей сталью и кроме того обладают большей стойкостью (до 5—10 раз). Вслед-
ствие этого резцы из вольфрамокарбндных сплавов обладают большей производи-
тельностью (в 1,5—3 раза), чем резцы из быстрорежущей стали. Недостатком этих
сплавов является хрупкость, не позволяющая повышать сечения стружки, так как
в противном случае режущая кромка резца может выкрошиться. Поэтому в завод-
ской практике сечения стружки для твердых сплавов примерно берутся одинако-
выми, как для резцов из быстрорежущей стали. Резцы из твердых сплавов приме-
няются в виде стандартных пластинок, выпускаемых па рынок специальными
заводами. Перед работой пластинки припаиваются к державкам.
Изготовление цельных резцов состоит из следующих операций:
1) отрезки заготовки; 2) отковки головки; 3) отжига, 4) предварительной
заточки; 5) закалки; 6) отпуска и 7) окончательной заточки.
Отрезка заготовки производится обычно на приводной ножовке.
Отковка является одной из важных операций, так как при неумелой
постановке работы можно получить совершенно негодный резец. Нагревание
нужно производить сначала медленно (до температуры около 700°), чтобы дать
возможность хорошо прогреться всей стали, а затем, — как можно быстрее. На-
грев производится или в печах, или, чаще всего, в горне. Особенное внимание надо
обращать на правильный выбор температуры начала и конца ковки. Так для
углеродистой стали, применяемой для резцов, надо начинать ковку около 950°,
а кончать — около 780°. Для быстрорежущей стали рекомендуется такой режим
ковки: температура начала ковки 1150—1200°, конца —920—930°. Ни в коем
случае нельзя ковать как одну, так и другую сталь при низшей температуре, так
r.ru
134 Резцы
как это ведет к возникновению трещин в заготовках. Ковка должна производиться
с помощью коротких и сильных ударов.
Для придания правильной формы головке резца необходимо снабдить кузницу
необходимыми шаблонами для всех углов лезвия. При наличии шаблонов кузнецу
всегда легче изготовить правильный резец, который не потребует в дальнейшем
большого снятия металла при заточке. Шаблоны изготовляются из тонкого листо-
вого железа, они стоят недорого, так как изготовление их не требует большой точ-
ности.
Необходимо обращать внимание на отделку опорной поверхности резца, кото-
рая, как было сказано выше, является основной базой для всякого резца не только
при заточке, но также и при установке на станке. Наши заводы в большинстве
случаев не учитывают этого обстоятельства и нередко можно встретить резцы с со-
вершенно искривленной опорной поверхностью. Требовать от таких резцов пра-
вильных углов лезвия и определенной производительности едва ли возможно.
При правильной и тщательной кузнечной работе всегда можно добиться ровной
и чистой опорной поверхности. Для удешевления рекомендуется применять для
ковки резцов специальные штампы, которые при большой потребности в резцах
всегда себя оправдывают.
Для ответственных резцов вместо ковки рекомендуется обработка опорной
поверхности с помощью строжки, шлифовки или фрезеровки.
Вследствие того что ковка не всегда дает удачные результаты, многие заводы
совершенно отказались от использования кованых резцов, т. е. отогнутых или изо-
гнутых, и пользуются исключительно прямыми резцами. Такие резцы, как более
дешевые и простые, рекомендуется применять на заводах, которые по местным усло-
виям не могут хорошо поставить отковку резцов.
Отжиг рекомендуется производить для устранения вредных напряжений,
полученных при отковке. Температура отжига около 850—860°; после нагревания
заготовки подвергаются медленному охлаждению.
Предварительная заточка необходима для придания резцу тре-
буемой формы с оставлением по всему лезвию небольшого припуска (1,0—1,5 мм)
для окончательной заточки. Такая операция выгодна тем, что у резца удаляется
наибольший слой металла в сыром виде (до закалки); это менее затруднительно,
чем обработка в закаленном виде. Целесообразнее всю операцию производить не
на простом точиле, а на специальных резцеточильных станках, на которых произ-
водится и окончательная заточка.
Закалка и отпуск резцов из углеродистой стали производится
при обычных температурах, свойственных этой стали. Нагрев резцов лучше всего
производить в свинцовой ванне или в печи, причем для предотвращения трещин
необходим предварительный подогрев.
Сложнее обстоит вопрос с термической обработкой резцов из быстрорежущей
стали. Производительность этих резцов зависит не только от процентного содер-
жания высокоценных элементов, но также и от того, насколько правильно выбрана
температура нагрева при закалке. Еще Тейлор нашел, что чем выше температура
нагрева быстрорежущей стали при закалке, тем большей стойкостью обладают
резцы.
Другой характерной особенностью быстрорежущей стали является устойчи-
вость ее по отношению к отпуску. Б то время как углеродистая сталь, нагретая
до температуры 300°, теряет уже свою твердость, быстрорежущая сталь, наоборот,
Изготовление цельных резцов
135
сохраняет ее даже при нагреве до 600°. Однако, не всякая быстрорежущая сталь
обладает такой устойчивостью по отношению к отпуску, так как последняя обу-
словливается температурой, при которой данная сталь была нагрета перед закалкой.
На фиг. 148 представлена
диаграмма твердости закален-
ной стали после отпуска в за-
висимости от температуры за-
калки.
При нагревании стали перед
закалкой до температуры 850 —
900°, т. е. несколько выше кри-
тической точки, быстрорежу-
щая сталь по твердости выше
других сталей, но устойчи-
востью по отношению к отпуску
еще не обладает. Закаленная
при этой температуре быстро- , , _
1 ' 1 Фиг. 148. Диаграмма влияния температуры закалки
режущая сталь теряет СВОЮ п 0Тиуска па твердость быстрорежущей стали,
твердость уже при нагревании
до 400°. Затем сталь, нагретая перед закалкой до температуры 950°, при нормаль-
ной температуре имеет, примерно, такую же твердость, как и сталь, закаленная
при более высокой температуре. Но после отпуска при нагревании до 550° она ста-
новится уже негодной вследствие значительной потери твердости. Если же нагре-
вать быстрорежущую сталь для закалки до температуры свыше 1200°, то она на-
фиг. 149. Диаграмма влияния температуры закалки на продолжительность обточки
и скорость резания.
чинает уже приобретать так называемую вторичную твердость, в чем можно убе-
диться из рассмотрения фиг. 148 (резкий скачок кривой вверх).
Влияние температуры закалки при правильном отпуске сказывается также на
производительности и скорости резания. На фиг. 149 приведены две диаграммы,
показывающие, что с повышением температуры закалки стойкость резца и скорость
резания резко повышаются.
ker.ru
136 Резцы
Из этого следует, что нагревать резец из быстрорежущей стали перед закалкой
нужно при температуре до 1300—1350°, т. е. почти до оплавления кромок. Послед-
нее не имеет большого значения, так как оплавленный слой можно без особого
труда удалить при окончательной заточке.
Нагревание этих резцов нужно обязательно проводить с предварительным мед-
ленным подогревом их до температуры 800—900°, — удобнее всего в печи. Затем
резец переносится или в другую печь с более высокой температурой, или же в со-
ляную ванну. После нагрева до температуры 1300—1320° резец охлаждается, при-
чем охлаждающей средой может служить или сильная струя сжатого воздуха
или масло, а также керосин, причем род охлаждающей среды не оказывает ника-
кого влияния ни на твердость, ни на производительность и стойкость резца.
Твердость, полученная от закалки, сравнительно невелика и составляет в среднем
55 единиц по Роквеллу.
После охлаждения сталь подвергается отпуску при температуре не ниже
560—590°. Нагревание лучше всего производить в свинцовой ванне; продолжитель-
ность нагрева 4—5 минут. Нужно учитывать, что температура 590° еще не является
предельной, при которой получается наивысшая вторичная твердость. Такая тем-
пература колеблется в пределах от 610 до 620°. Однако не следует доходить до
этого предела, так как при незначительном переходе за эту температуру резец
резко теряет твердость. Из этих соображений целесообразнее держаться более
низкой (на 20—40°) температуры.
Остановимся на охлаждении при отпуске. Практика показывает, что охлаждать
резцы в масле не следует, так как это часто ведет в возникновению трещин. На пер-
вый взгляд кажется весьма странным, что сталь, нагретая до 1300—1320° и охла-
жденная в масле, не дает трещин, а при нагреве до 600° трещины могут появиться.
Однако это становится понятным, если вспомнить, что при охлаждении для за-
калки при быстром падении температуры от 600 до 300° сталь имеет аустенитовую
структуру, в то время как при отпуске мы имеем дело со сталью, состоящей из
чистого мартенсита, который, как известно, обладает чрезмерной хрупкостью.
Поэтому для предотвращения трещин рекомендуется производить охлаждение
после отпуска в спокойном воздухе.
Довольно распространено ошибочное мнение, что резцы из быстрорежущей
стали можно не подвергать отпуску, если после пагрева до температуры закалки
производить охлаждение в свинцовой ванне при температуре 400—500°. Однако
этот метод не дает возможности получить резец с соответствующей твердостью
и стойкостью, так как при охлаждении до 400—500° превращения структуры в ме-
талле еще не наблюдается, а твердость стали получается только при охлажде-
нии па воздухе до 200°.
Необходимо заметить, что производительность резцов повышается, если
давать многократный отпуск \ ;
Так, завод «Фрезер» рекомендует производить опгуск сначала при темпе-
= 525° в течение 4 часов, а затем при температуре 560° в печи Хомо.
сть резца по Роквеллу 63—64. Структура — мартенсит с мелкими,
равномерно распределенными зернами карбидов.
Московский инструментальный завод рекомендует давать резцам трех-
кратный отпуск при температурах 550—580° с п-оследующим охлаждением
1 Более подробно см. кппгу «К повым техническим нормам», 193G г.
Изготовление цельных резцов 137
в масле при температуре 220° (высокая температура позволяет производить
отпуск в масле). Твердость по Роквеллу 61—62. Структура — мартенсит
с крупными карбидами и выделениями эвтектики по границам крупных зерен
аустенита.
Станкостроительный завод им. Орджоникидзе подвергает свои резцы трой-
ному отпуску при следующем режиме: подогрев резца до 200° с переноской
в печь с температурой 569°, выдержка при этой температуре 20 мин. и охла-
ждение на воздухе. Твердость резца по Роквеллу 63. Структура —мартенсит
с равномерно распределенными мелкими и средними карбидами.
Испытания резцов на производительность показали, что методы завода
«Фрезер» и им. Орджоникидзе более правильны и дают лучшие результаты,
чем метод завода МИЗ.
Заточка резцов производится илиjia наждачном точиле или же на
специальном резцеточильном станке типа Шисс-Дефриз, Гишольт, Мунте и др.
Наждачное точило неудобно, так как у пего отсутствуют приспособления для
правильной установки резца согласно требуемым углам, и рабочему приходится
держать резец в руках. Конечно, при ручной заточке требовать соблюдения
правильных углов и формы не приходится, и становится понятным, что произво-
дительность производственной мастерской в этом случае будет значительно ниже
нормальной.
Кроме того, при ручной заточке трудно обеспечить правильное охлаждение.
В наших мастерских имеются у ручных точил небольшие бачки с водой для за-
мачивания резцов после сильного нагревания, вызванного чрезмерным прижима-
нием инструмента к камню. Такое охлаждение ничего кроме вреда для резца не
приносит. Не следует забывать, что быстрорежущая сталь в нагретом состоянии
при попадании на нее холодной воды дает паутинообразные трещины, которые не
всегда видны невооруженным глазом и легко обнаруживаются, если такой резец
протравить в течение часа соляной кислотой. Поэтому,если невозможно обеспечить
непрерывный подвод воды к резцу во время заточки, — целесообразнее отказаться
от широко распространенного у нас «охлаждения» и перейти на сухую шлифовку.
В этом будет положительный момент, заключающийся в том, что неопытный ра-
бочий не сможет сильно прижимать резец к камню вследствие чрезмерного нагре-
вания инструмента.
Трудно подсчитать, сколько теряют паши заводы от того, что многие резцы
приходят в негодность вследствие чрезмерного их прижимания при заточке.
Некоторые производственники ошибочно считают’, что для быстрорежущей стали
совершенно неопасны цвета побежалости, появляющиеся часто на резцах при
сильном прижимании. Однако это не совсем так; нельзя забывать, что если резец
нагрелся до 580°, то его вершина и режущая кромка вследствие незначительной
массы металла достигли значительно большей температуры, а именно: 700—750°,
что можно обнаружить в темноте по ярко светящимся точкам. Такой нагрев совер-
шенно недопустим для сохранения нормальной стойкости резца.
Из этих соображений рационально поставленное резцовое хозяйство требует
введения центральной заточки, которая производится в одном месте специально
поставленными для этого рабочими и на специальных резцеточильных станках.
Такая заточка:
1) увеличивает производительность станка, так как рабочий всегда получает
резцы с правильной и однообразной заточкой;
138
Реауы
2) дает возможность внедрить в производство стандартные формы и углы рез-
цов и совершенно устранить кустарные методы заточки;
3) способствует большему уплотнению рабочего дня, так касс рабочий не будет
отрываться от своей работы и терять время на заправки резца;
4) способствует повышению
производительности труда благо-
даря специализации рабочих в
центральной заточной мастерской
и лучшему качеству заточки.
Центральная заточка требует
установки специальных резцето-
чильных станков (фиг. 150). Шли-
фовальный круг чашеобразной
формы сидит на шпинделе головки,
которая может перемещаться в
одном и другом направлении пер-
пендикулярно оси шпинделя. По-
Фиг. 150. Резцеточильный станок Шисс-Дефриз, дача на глубину снимаемого слоя
осуществляется при перемещении
камня вдоль оси шпинделя. Резец вставляется в специальную резцовую го-
ловку (фиг. 151 и 152), которая допускает поворот резца по отношению к торцевой
плоскости камня в трех плоскостях. Головка установлена на вертикальной оси,
Вокруг которой опа может повертываться в пределах градусов, показанных на го-
ризонтальной шкале (фиг. 153). Корпус головки снабжен подшипниками, куда
входят цапфы верхней части приспособления. Головка может поворачиваться
на цапфах и, таким образом, резец может наклоняться в пределах, указанных в на-
фиг. 151. Различные положения резцеточильпой головки.
клонной шкале. Наконец, та часть головки, в которую вставляется резец, может
поворачиваться вокруг горизонтальной оси, причем величина перемещения может
быть отмечена по вертикальной шкале.
Для того чтобы заточить резец, необходимо знать следующие углы:
1) передний и задний в плоскости, перпендикулярной к проекции режу-
щей кромки на основную плоскость;
2) углы в плане w и для главной и вспомогательной кромок;
3) угол X превышения режущей кромки.
Изготовление цельных резцов 139
По этим данным можно на основании приведенных выше формул определить
передние углы уг и у2 и задние и а2, лежащие соответственно в плоскостях
параллельной и перпендикулярной оси резца.
Эти углы и дают возможность установить резец в требуемых положениях при
заточке, причем величины углов отсчитываются на горизонтальной, вертикальной
и наклонной шкалах.
Для облегчения подсчетов обычно составляются специальные таблицы, ко-
торые указывают, на сколько делений нужно повернуть резцовую головку при
заточке определенной плоскости.
Такие данные для типовых резцов к станку Шисс-Дефриз приведены в табл. 28.
Для изготовления резцов с лунками на передней грани станок имеет специ-
альное приспособление (фиг. 154), снабженное дополнительной шкалой для опре-
деления поворота в вертикальной плоскости.
Фиг. 152. Различные положения резцеточильпой головки.
При заточке резец обильно охлаждается с помощью слабо разведенной
эмульсии.
Определить данные для заточки проходного резца, показанного на фиг. 155.
Дано:
•
1) передний угол в плоскости ..............NN уЛ=18°;
2) задний угол в плоскости............. V7V иММ aN=aBl = T;
3) угол наклона режущей кромки.......... X = 9° 30';
4) угол в плане для главной кромки .... <р = 40°;
5) угол в плане для вспомогательной кромки . о, = 25°.
Найти:
1) задний угол а, в плоскости 2—2 для вспомогательной грани х;
2) задний угол аа в плоскости 5—5 для главной грани у;
3) передний угол h, в плоскости 1—1;
4) передппй угол в плоскости 5—2.
Для нашего примера вполне достаточно только двух шкал: горизонтальной
и вертикальной.
Определим сначала данные для заточки грани х.
Ставим резец в резцедержатель таким образом, чтобы ось резца 1—1 была
перпендикулярна к плоскости камня. Будем считать такую установку первона-
чальным положением резца.
chipmaker.ru
Резцы
ио
Таблица 28
Установка резцовой головки при заточке резцов
«м по пор. Форма Наименование резца Шкала Заточка плоскости
а b С а
1 Правый Обдирочный Токарный Вертикальная 340 190 75 —
Горпзоптальн. 42 50 340 —
Наклонная 15 15 15 —
2 Левый Обдирочный Токарный Вертикальная 200 350 105 —
& Горизонтальн. 42 50 310 —
Наклонная 15 15 15 —
3 А Правый Узкий Обдирочный Строгальный Вертикальная 186 354 100 —
с Горизонтальн. 5 30 350 —
0 Наклонная 15 15 15 —
4 5 Л Левый Узкий Обдирочный Строгальный Вертикальная 354 186 80 —
*/ с с Горизонтальн. 5 30 350 —
Наклонная 15 15 15 —
Правый Обдирочный Строгальный Вертикальная 188 335 80 —
Горизонтальн. 0 65 0 —
и Наклонная 15 15 15 —
в а Левый Обдирочный Строгальный Вертикальная 352 25 100 —
J Горизонтальн. 0 115 0 —
Наклонная 15 15 15 —
7 б Широкий Чистовой Вертикальная 184 356 270 90
с d j Горизонтальн. 358 358 88 353
а Наклонная 15 15 15 15
8 Правый Узкий Чистовой Строгальный Вертикальная 186 354 96 —
к Горизонтальн. 0 35 353 —
а Наклониая 15 15 15 —
9 а Левый Узкий Чистовой Строгальный Вертикальная 354 188 84
с Горизонтальн. 0 35 | 353
Наклониая 15 15 | 15 1
Изготовление цельных резцов
141
Продолжение
tV по вор. Форма Наименование резца Шкала Заточка плоскости
а ь С d
10 Прорезной Вертикальная 383 357 270 90
а Горизонтальн. 357 357 84 350
Наклонная 15 15 15 15
11 1 Правый Подрезной Вертикальная 10 190 335 75
Горизонтальн. 30 0 88 0
е Наклонная 15 15 15 15
12 Левый Подрезной Вертикальная 170 350 215 105
и Горизонтальн. 30 0 88 0
f\<L i
Наклонная 15 15 15 15
13 <с±£ з— Отрезной Вертикальная 183 357 270 90
Горизонтальн. 358 358 85 356
Наклонная 15 15 15 15
14 Д 1 Резец для ла- туни Вертикальная 188 352 90
с Горизонтальн. 27,5 27,5 0 —
и Наклонная 15 15 15
15 л Резьбовой Остроуголь- ныи Вертикальная 184 358 90
Горизонтальн. 27,5 27,5 355
а Наклонная 15 15 15
16 в Резьбовой Квадратный Вертикальная 189 358 270 90
а 'а । Горизонтальн. 358 358 81 355
Наклонная 15 15 15 15
17 с(^ГсЯ а^-1— Резьбовой Трапецевид- ный Вертикальная 195 5 90 95
Горизонтальн. 14,5 14,5 100 0
Наклонная 15 15 15 15
18 0 Q 6 Радиусный Токарный Строгальный Вертикальная 353 183 90
Горизонтальн. * S 352
Наклонная 22 8 15
chipmaker.ru
Резцы
ш
Продолжение
по пор. Форма Наименование резца Шкала Заточка плоскости
а ь С 4
19 ин 1 Токарный Вертикальная Горнзонтальн. 187 0 270 84 55 0 —
Наклонная 15 15 15
20 Расточный Обдирочный Вертикальная 90 190 90
л|с| 1 Горнзонтальн. 100 350 353
Наклонная 15 15 15
21 с Расточный Чистовой Вертикальная 90 190 90
Горнзонтальн. 100 0 | 355
Наклонная 15 15 | 15
22 I Резьбовой Внутренний Остроуголь- ный Вертикальная Горнзонтальн. 184 27,5 356 | 90 27,5 | 355
Наклонная 15 15 | 15
23 СЙ с Резьбовой Внутренний Квадратный Вертикальная Горизоптальн. 189 358 358 | 180 358 | 90 90 355
Наклонная 15 15 | 7 15
24 1 Внутренний Прорезной Вертикальная Горнзонтальн. 184 357 0 | 356 90 | 357 90 350
Наклонная 15 20 | 15 15
25 а >— еГ~[ Цо г Левый. Строгальный для канавок Вертикальная 184 356 | 0 90
Горнзонтальн. 358 358 | 90 355
Наклонная 15 15 | 20 20
26 с «Рт— Правый Строгальный для канавок Вертикальная .176 4 | 180 270
Горнзонтальн. 358 358 90 355
Наклонная 15 15 20 10
27 О С<^£| — Вертикальная 354 166 0 90
Двухсторонний Долбежный Горнзонтальн. 15 15 S 356
Наклонная 15 15 21 15
28 ] Правый Долбежный Вертикальная 90 170 10 195
Горнзонтальн. 353 355 355 80
Наклонная 15 15 15 15
Изготовление цельных резцов
143
Продолже ние
I
К по пор. Форма Наименование Шкала Заточка ПЛОСКОСТИ
резца а ъ с d
29 Левый Долбежный Вертикальная 90 170 10 15
Горнзонтальн. 353 355 355 80
Наклонная 15 15 15 15
30 «ОЙ Правый Долбежный Чистовой Вертикальная 90 184 358 195
Горнзонтальн. 345 358 356 80
Наклонная 15 15 15 15
31 Левый Вертикальная 90 184 358 15
Долбежный Чистовой Горнзонтальн. 345 356 356 80
Наклонная 15 15 15 15
32 /с 1 Правый Вертикальная 335 184 95 —
Отогнутый Токарный Горнзонтальн. 55 24 355 —
Наклонная 15 15 25 —
33 Левый Вертикальная 205 356 85 -
Отогнутый Токарный Горнзонтальн. 55 24 355 -
Наклонная 15 15 5 1 -
_ — Вертикальная 90 186 — —
34 Правый Радиусный Горнзонтальн. 0 5 —
Наклонная 15 6 —
35 39 6 Левый Радиусный Вертикальная 90 354 —
Горнзонтальн. 0 5 — -
Наклонная 15 21 — —
3 Правый Вертикальная 182 358 340 1 90
Отогнутый Отрезной Горнзонтальн. 26 334 60 | 335
Наклонная 15 15 15 | 25
37 а С Г~7~Х Левый Вертикальная 358 162 200 90
Отогнутый Отрезной Горнзонтальн. 26 334 60 355
Наклонная 15 15 15 5
38 Правый Отогнутый Подрезной Вертикальная 15 187 345 70
Горнзонтальн. 355 25 45 | 355
Наклонная 15 15 15 25
39 Левый Отогнутый Подрезной Вертикальная 165 353 195 | ПО
МД Горнзонтальн. 355 25 45 355
Наклонная 15 15 15 5
144
Резцы
Для возможности заточки грани х необходимо, чтобы она была параллельна
плоскости камня. Для этой цели повернем резцедержатель против часовой стрелки
вокруг вертикальной оси с отсчетом по горизонтальной шкале на угол = 25°,
т. е. деление 0 будет теперь совпадать с делением 90—25 = 65. В этом положе-
нии вспомогательная кромка резца параллельна плоскости камня, по задняя
грань ей еще не параллельна.
Если теперь произвести заточку грани х, то она не будет иметь никакого заднего
угла, так как она будет перпендикулярна плоскости основания резца. Но в нашем
случае грань х должна иметь задний угол аЛ1=ч 7°, который лежит в плоскости
М-М.
Если бы угол аЛ1 лежал в плоскости 2—2, то для получения необходимого
заднего угла в 7° достаточно было бы повернуть резцедержатель вокруг горизон-
тальной оси 1—1 с отсчетом по вертикальной шкале на 7°. Но так как этот угол
лежит в плоскости М—М, то необходимо определить, па какой угол а2 в плоскости
2—2 надо повернуть резец, чтобы в плоскости М—М был требуемый угол ал= 7°.
Угол а2 определяется во формуле:
tg а2 = = 0.292,
° z sin ft sin 25 ' ’
а2 = 16° 20', округленно —16°.
изготовление цельных резцов
145
Следовательно, резцедержатель надо повернуть вокруг горизонтальной оси
с отсчетом по вертикальной шкале на угол 16°, т. е. сделать поворот против часовой
стрелки с установкой на 0 деления 360 —16 = 344.
Аналогично этому производим и заточку грани у.
После заточки грани х и установки резца в первоначальное положение (обе
шкалы на 0) поворачиваем резец вокруг горизонтальной оси с отсчетом по вертикаль-
ной шкале на 180°. Это делается для
точки лунки на передней грани
резца. Фиг. 155. Данные для заточки резца.
откуда
Так как угол « = 40°, то поворачиваем резец вокруг вертикальной оси с от-
счетом по горизонтальной шкале на угол <в = 40°. Поворот делаем против часовой
стрелки с установкой на 0 деления 90—40 = 50.
Определяем теперь угол а2 в плоскости 2—2 для грани у
tga2 = ^= =0,190;
° г sin о sin 40 ’ 1
«2=П°.
На этот угол надо повернуть резец вокруг горизонтальной оси с отсчетом по
bi ртикальной шкале. Поворот делаем по часовой стрелке с установкой на 0 деления
180 + 11= 191.
10 Семенченко
r.ru
146
Резцы
Таким образом для заточки граней х и у надо знать соответствующие величины
углов в плане и задних углов в плоскости 2—2.
Перейдем теперь к заточке плоскости г.
После установки обеих шкал на 0 поворачиваем резец на 90° вокруг горизон-
тальной оси с отсчетом по вертикальной шкале для возможности дальнейшей уста-
новки грани параллельно плоскости камня.
Для заточки грани г надо знать два угла:
— для поворота резца вокруг вертикальной оси с отсчетом по горизонталь-
ной шкале;
у2 — для поворота резца вокруг горизонтальной оси с отсчетом по вертикаль-
ной шкале.
Определяем эти углы по известным формулам:
tg Ti = tg yw cos у — tg X sin ® = tg 18° cos 40° — tg 9°30' sin 40° = 0,141;
T1 = 8°.
tg ТГг = tg -(N sin + tg X cos = tg 18° sin 40° + tg 9'30' cos 40' = 0,336;
уа = 18°4Г. округленно 19°.
Следовательно, для заточки грани z надо сначала повернуть резец вокруг
вертикальной оси с отсчетом по горизонтальной шкале на угол 8°. Поворот против
часовой стрелки с установкой на 0 деления 360°—8° = 352°.
Затем поворачиваем резец вокруг горизонтальной оси с отсчетом по вертикаль-
ной шкале па 19°. Поворот против часовой стрелки с установкой на 0 деления
90-19= 71.
Если бы угол X был меньше нуля, тогда производить поворот нужно было бы
но часовой стрелке.
12. СОСТАВНЫЕ РЕЗЦЫ
Пластинки из быстрорежущей стали
С целью экономии дорогой быстрорежущей стали все резцы сечением свыше
300 лл2 должны изготовляться составными, т. е. режущая часть из быстрорежущей
стали, а тело резца из углеродистой стали с сопротивлением разрыву 70 кг/мм2.
Рабочая часть к телу резца может быть присоединена с помощью сварки или
напайки.
Рабочая часть выполняется в виде цельной головки, которая приваривается
к стержню по методу стыковой сварки или же в виде пластинок. На практике
применяются три вида пластинок (фиг. 156). На наших заводах почти повсеместно
применяются пластинки А, пластинки В, а в особенности С, широко распростра-
ненные в Германии, где они рекомендованы в качестве стандартных (ДИН 771).
Размеры двух последних форм по этому стандарту приведены в табл. 29 (фиг. 157).
Формы В и С дают лучшее использование пластинок, чем форма А, так как
они допускают большее количество заточек.
Треугольные пластинки в свою очередь могут иметь три формы (фиг. 158).
Составные резцы
147
Для резца важное значение имеет размер Н, характеризующий минимальное
расстояние от центра шпинделя до основания резца. Чем меньше это расстояние,
тем большее применение может иметь резец.
Таблица 29
Трапецевидные пластинки Трехугольвые пластовки
Длина 1 Высота н для Формы резца Рабочая длина 1 Рабочая высота н Расчетаая длина I* Расчетная высота н
I II ill 1У
6 6 6 10 10 20 10,5 24,1 10,9
8 8 8 12 12 25 12,8 29,1 13,2
10 10 10 16 16 30 15,1 34,1 15,3
12 12 12 20 20 35 17,3 39,1 17,7
16 16 16 25 25 40 19,6 41,1 20,0
20 20 20 30 30 45 21,9 49,1 22,3
25 25 25 40 40 55 26,4 59,1 26,8
Наименьшее расстояние Н дает форма В, затем форма А, С и Е и наибольшее —
форма D (фиг. 158). Поэтому форма D не рекомендуется. Форма Е также не мо-
жет быть рекомендована, так как вырез в теле резца сильно ослабляет его сече-
ние. Обработка формы С связана с большими затруднениями, так как приварка
должна происходить по двум плоскостям и требует проката сложного профиля.
А . В С
Фиг. 166. Формы резцов с пластинками.
Форма А получила у нас наибольшее распространение вследствие простоты
проката и процесса изготовления.
Из треугольных форм следует рекомендовать форму В. При этой форме тело
резца срезается под таким углом, чтобы пластинка после приварки давала перед-
ний угол у, равный 20°. Такая постановка пластинки дает почти для всехметаллов,
за исключением легких сплавов, требуемый угол у, причем у резцов для металлов
с малым углом у при первых заточках образуется небольшая фаска, которая с каж-
дой последующей заточкой будет уширяться. Такая фаска придает хорошую
форму режущей грани резца и отрицательного влияния не оказывает.
chipmaker.ru
Резцы
us
----Ч
Целесообразнее изготовлять тело резца прямоугольного (2 :3) сечения, так
как оно обладает при одной и той же площади сечения большим моментом сопро-
тивления, чем квадратное.
В табл. 30 приведены размеры тела резца и
пластин прямоугольного и треугольного сече-
ний, рекомендуемые Главстанкоинструментом
для резцов из быстрорежущей стали.
Прямоугольные пластинки допускают от
12 до 18 заточек, а треугольные — от 18
до 22.
Технологический процесс изго-
товления составных резцов в основном остается
тем же, что и для цельных и отличается только
прикреплением пластнпки к телу резца.
Рассмотрим сначала наварку пластинок.
Наварка может быть произведена с помощью
кузнечной сварки, электросварки, дуговой и
газовой сварки.
Кузнечная сварка требует большой сно-
ровки от рабочего, довольно сложна и не всегда
дает хорошие результаты. Поэтому на практике
она применяется только в том случае, если в
цехе нет электросварочного оборудования.
Перед сваркой стержень резца обрабаты-
вается на шепинге или на фрезерном станке
с целью получения гнезда для пластинки. Не-
обходимо следить, чтобы пластинка хорошо
подходила к гнезду стержня, так как в против-
ном случае вследствие наличия неровностей и
пустот сварка получается неравномерной и
неполной. Во избежание пепроварки свари-
ваемые поверхности должны быть хорошо за-
чищены от окалины.
Перед нагреванием резец и пластинка
опускаются в воду, затем на гнездо посыпа-
ется сварочный порошок толщиной 2—3 At.w,
сверху него накладывается пластинка и в та-
ком виде резец вносится в горн. Удобнее вести
нагревание в нефтяной или газовой печи, снаб-
женной двумя отверстиями для предваритель
ного и окончательного нагревания. Темпера-
тура нагрева должна быть не меньше свароч-
ной, т. е. порядка 1300—1350° (светложелтый
или белый цвет). После нагрева резец выни-
мается и пластинка сильно прижимается к
резцу под винтовым ручным прессом.
Сварочные порошки бывают различного состава. В табл. 31 приведены два ре-
цепта порошков, хорошо оправдавших себя на практике.
Составные резцы
149
Дуговая и газовая сварки на практике применяются довольно редко, так как
электросварка с помощью сопротивления (контактная) более экономична.
Таблица 30
Размеры тела резца Прямоугольные пластинки Треугольные пластинки
толщина длина длина наи- меньшей стороны длина двух равных сторон
16 X 25 6 18 12 17,5
20 х 30 6 25 16 24
25 X 40 8 32 20 29,5
30 X 45 10 40 25 36,5
40X60 16 50 30 44
Примечание. Ширина пластинки соответствует ширило тела резца.
Треугольные пластинки имеют в сечении равнобедренный треугольник с уг-
лами при вершине 70 н 40°.
Таблица 31
Составные элементы Рецепт I Рецепт Ы
Опилкн стали или чугуна . 77 15
Толченое стекло 30
Ферросилиций 10
Ферромарганец .... 12
Бура 12 30
Сода 1 5
Канпфоль 8
Контактная сварка обладает большим преимуществом по сравнению с другими
видами сварки. Во-первых, она обеспечивает более равномерную проварку по
всем свариваемым поверхностям, так как здесь тепло распространяется из центра
к периферии. При других методах сварки наружные поверхности начинают уже
свариваться, в то время как внутренние поверхности еще не нагрелись до свароч-
ной температуры. В результате этого не всегда удается получить высококачествен-
ную и однородную проварку по всей поверхности. Во-вторых, при контактной
150
Резцы
сварке окружающий воздух не оказывает вредного влияния на свариваемые по-
верхности, так как они плотно прижаты друг к другу. Надо добавить, что распла-
вленный металл, выливающийся из под пластинки, также способствует удалению
воздуха.
Прочность свариваемого шва вследствие равномерной проварки настолько
значительна, что во многих случаях ничем не отличается от прочности мате-
риала.
Процесс сварки протекает в течение нескольких секунд и поэтому эффективность
этого метода огромна.
Существует два метода сварки сопротивлением:
1) с большим оплавлением свариваемых поверхностей и сжиганием части ме-
талла в виде искр;
2) с незначительным оплавлением свариваемых поверхностей без искрения
и сжигания металла.
Первый метод дает лучший провар, но получается больший расход дорогого
металла вследствие необходимости сжигания части его в процессе сварки. Преи-
муществом второго способа является еще то, что установка резца упро-
Фиг. 159.. У стаповка заготовок при стыковой
сварке.
шается и поэтому время, затрачи-
ваемое на сварку, уменьшается.
В том случае когда к стержню
приваривается целая головка, ра-
бота производится на машине для
стыковой сварки и процесс сварки
ничем не отличается от обычного,
применяемого в производстве хво-
стового инструмента.
Во избежание большого сгора-
ния быстрорежущей стали необхо-
димо правильно устанавливать дли-
ну вылетов заготовок из быстроре-
жущей и малоуглеродистой стали
(фиг. 159).
Вследствие различной электропроводности материалов головки и стержня
быстрорежущая сталь нагревается быстрее, чем малоуглеродистая.
Регулирование этих вылетов дает возможность получить эквивалентные поверх-
ности теплоотдачи. Для заготовки из быстрорежущей стали желательно сделать
вылет как можно меньшим. Однако, сильное уменьшение вылета влечет за собой
резкое охлаждение материала зажимом машины. В результате этого в быстро-
режущей стали появляются вредные напряжения, которые могут вызвать трещины
и изменение структуры. Поэтому необходимо оставлять минимум для вылета,
установленный практикой наших заводов в размере 7—8 мм.
Размер вылета В для быстрорежущей стали можно рассчитывать по формуле:
В = 2,4р,
где F — площадь сечения заготовки;
Р — периметр прямоугольного сечения.
Составные резцы
151
Размер вылета М для малоуглеродистой стали берется в 2 раза большим, чем
для быстрорежущей стали, т. е. г
1И = 4,8|.
При соблюдении этих размеров можно до известной степени достигнуть вырав-
нивания теплонодачи через боковые поверхности вылетов обеих заготовок, незави-
симо от площади поперечного
сечения.
Способ приварки целой го-
ловки к стержню нашел себе
большее применение в США,
на наших же заводах он приме-
няется довольно редко. Чаще
применяется метод приварки
пластинки в выемку, сделанную
на стержне резца. Процесс
сварки дает хорошие резуль-
Фиг. 160. Установка заготовок при сварке
с сильным оплавлением.
тэты только в том случае, если
пластинка и стержень правильно обработаны. Пластинка должна быть обрабо-
тана по всем шести плоскостям (фиг. 160). Для выхода расплавленного мате-
риала между плоскостью А пластинки и плоскостью С стержня нужно оставить
небольшой зазор (2—3 мм). Отсутствие этого зазора ведет к скоплению невыда-
вленных шлаков и пережженного металла, что влечет за собой недоброкачествен-
ную проварку. Точно так же рекомендуется
Фиг. 161. Установка заготовок при
сварке с небольшим оплавлением.
профрезеровать или пропилить зазор в
2—3 мм на обработанной плоскости В
стержня в месте сопряжения ее с плос-
костью С. При наличии этого зазора тепло
не так быстро уходит в плоскость С и
сварка в этом месте протекает более интен-
сивно.
Иногда на плоскости В делают неболь-
шие риски или канавки для ускорения
оплавления малоуглеродистой стали и это,
в свою очередь, влечет уменьшение вели-
чины сгорания быстрорежущей стали.
Вследствие малого размера пластинки
из быстрорежущей стали вылет се при пер-
вом методе контактной сварки весьма не-
значителен,— не больше 0,5 толщины пла-
стилки, вылет же для стержня берется
вдвое больше, чем для пластинки. Это дает возможность до некоторой степени
выравнять начало оплавления свариваемых поверхностей. Этому способствует
также и различие материалов контактов сварочной машины, а именно для быстро-
режущей стали контакты делаются из меди, а для малоуглеродистой — из стали.
При контактной сварке по второму методу зажимы делаются плоскими и стер-
жень устанавливается горизонтально (фиг. 161). Это создает определенные удоб-
ства работы.
r.ru
152_____Резцы____________________
Здесь обработке подлежат четыре горизонтальных плоскости Z), В. Е, F,
через которые проходит ток, и две вертикальных А и С, между которыми оста-
вляется зазор 2—3 мм. Толщина вылетов и здесь определяется по толщине загото-
вок, а именно: толщина пластинки В выбирается в 3—4 раза меньше высоты гнезда
стержня 71/.
Пластинки по первому методу привариваются на нормальных электросварочных
машинах, которые применяются для стыковой сварки металлов круглого и прямо-
угольного сечения. Приварка же пластинок по второму методу требует специаль-
ных сварочных прессов, лучшими из них считаются прессы американской фирмы
Томсон-Гибб. По причине больших преимуществ второго метода сварки нашим
заводам следует переходить на этот вид сварки, тем более, что его можно применять
также и для приварки пластинок из стеллитов.
Процесс сварки протекает следующим образом: после установки пластинки
и стержня между электродами они плотно зажимаются. Затем включается ток,
и с помощью переменного его включения и выключения равномерно прогреваются
обе заготовки. После этого нагревание доводится до сварочной температуры,
ток выключается и дается дополнительное сжатие электродов для возможности
выдавливания шлаков и пережженного металла из-под пластинки и для приварки
пластинки к стержню. Нужно следить, чтобы из-под пластинки по всему периметру
выдавливался равномерный слой, что гарантирует правильную и надежную при-
варку по всей свариваемой поверхности.
После приварки пластинки для полного устранения внутренних напряжений
необходимо произвести отжиг. Для этой цели рекомендуется тотчас же после
сварки внести головку резца в свинцовую ванну или в печь при температуре 780—
850° С и держать там до тех пор, пока головка не прогреется равномерно по всей
массе (в свинцовой ванне 30—40 сек., в печи 8—10 мин.). После этого резец опу-
скается в какую-нибудь теплоизолирующую среду (асбест, слюда и т. п.), где он
медленно остывает.
Иногда в силу того, что относительно тонкая пластинка быстрорежущей
стали лучше и равномернее прогревается по всей массе, сваренный резец не отжи-
гают, а удовлетворяются только опусканием его в теплоизолирующую среду.
Такой метод предохраняет резец от добавочных напряжений, которые могут по-
явиться в быстрорежущей стали при быстром охлаждении ее на воздухе. Однако,
он не может устранить внутренних напряжений, полученных в стали в процессе
сварки. Поэтому отжиг здесь так же необходим, как и при всякой стыковой сварке
режущего инструмента.
Припайка пластин из быстрорежущей стали в настоящее время почти совер-
шенно не применяется, так как это соединение не отличается прочностью и не дает
возможности нагревать резцы до высокой закалочной температуры (1280—1300°)
вследствие слабой, по сравнению с ними стойкости припоя (точка плавления
красной меди 1050—1100°).
Пластинки из быстрорежущей стали припаиваются таким же образом, как
и пластинки из твердых сплавов.
Пластинки из твердых, сплавов
Резцы с режущей частью из твердых вольфрамокарбидных сплавов (победит,
видна, карболой и др.) или стеллитов выполняются составными, а именно —
Составные резцы
IBS
пластинки из сплавов, а стержень из углеродистой стали с сопротивлением раз-
рыву 70—80 кг/мм2 (содержание углерода 0,8—1,0%).
Для тела резца приходится применять сталь с повышенным содержанием
углерода, так как резец работает при больших нагрузках и при недостаточно
крепком стержне может получиться сминание конца гнезда для пластинки; мало
надежная опора может повести к поломке пластинки. Кроме того, резцы с пластин-
ками из твердых сплавов совершенно не выносят дрожаний при работе, поэтому
для них необходимо иметь жесткий стержень.
Рекомендуется изготовлять стержни прямоугольной, а не квадратной формы,
так как первая дает большую жесткость и не допускает сильного ослабления
стержня вследствие наличия гнезда для пластинки. Прямоугольная форма должна
иметь в сечении отношение высоты к основанию — 3:2. Вырез под пластинку
не должен быть больше 25—30% от всего сечения стержня.
При выборе формы пластинки нужно учитывать род обрабатываемого материала.
При работе по чугуну резец изнашивается по задней грани, которую необходимо
чаще затачивать. Поэтому для чугуна следует выбирать тонкие, но длинные пла-
стинки. При обработке стали износ резца происходит всегда по передней грани и
для возможности большего количества заточек пластинка должна быть толстой
и короткой.
Пластинки, выпускаемые заводами-поставщиками, стандартизованы. При
разработке стандартов необходимо руководствоваться следующими положениями:
1) для удешевления и уменьшения расхода ценных составных элементов пла-
стинки должны быть по возможности простой формы и иметь минимальный вес;
2) количество типо-размеров пластинок должно быть сведено к минимуму,
который дал бы возможность обеспечить все главнейшие виды обработки при
правильном использовании каждой пластинки как в отношении формы, так и
размера ее;
3) форма каждой пластинки должна обеспечивать рациональную конструкцию
резца, простоту изготовления его и удобство в эксплоатации.
В настоящее время наши заводы (Электрозавод, Завод редких элементов)
выпускают пластинки по нормалям, разработанным Электрозаводом совместно
с Оргаметаллом. Эти нормали сходны с нормалями заграничных фирм (Крупп и др.)
и отличаются от них только ограниченностью ассортимента и сравнительно боль-
шими размерами пластинок. Эти обстоятельства не дают возможности полностью
обеспечить все виды обработки и кроме этого вес пластинок довольно велик.
В табл. 32—40 приведены нормали всех пластинок, употребляемых для рез-
цов из твердых сплавов.
Необходимо отметить, что эти нормали, несмотря на то, что они разра-
ботаны на основании лучших образцов иностранных фирм, тем не менее обла-
дают многими недостатками.
Учитывая это обстоятельство, Трест редких элементов в 1935 г. выпустил свои
нормали. Однако и они не лишены своих недостатков и не в состоянии удовлетво-
рить всех потребностей нашей металлообрабатывающей промышленности.
Главстанкоинструменту, как организации, занимающейся разработкой
стандартов на все инструменты, необходимо учесть опыт по применению пла-
стинок из твердых сплавов на наших заводах и разработать такие нормали,
котореы смогли бы удовлетворить всем условиям рационального использова
ния этого вида инструмента.
chipmaker.ru
1М
Резцы
Таблица 32
Нормали пластинок для резцов токарных изогнутых, карусель-
ных, лобовых и расточных правых и левых
Фиг. 162. Пластинка победита
(форма I)
№ по пор. Размеры оправок а А С Г Вес г
А В L
I 8 12 100 8 8 3 1 18 2,5
II 12 18 150 12 12 4,5 1 18 9
III 15 25 200 15 15 6 1,5 18 19
IV 20 30 250 20 20 8 1,5 18 4,5
¥ 25 40 300 25 20 8 1,5 18 56
Таблица 33
Нормали пластинок для резцов токарных обдирочных изогнутых
правых и левых
1— а —Н
Фиг. 163. Пластинка победита
(форма II)
по пор. Размеры оправок а А С Г а°
Л в L
I 25 40 300 25 15 8 1—1,5 18
II 30 45 350 30 20 10 1—1,5 18
III 40 50 400 40 20 12 1—1,5 18
15
15
15
Вес
42
84
194
Составные резцы
155
Таблица 34
Нормали пластинок для прямых обдирочных резцов правых и левых
(форма III)
3 по пор. Размеры оправок а ь С d Г а° Т ро 0° Вес t
А В L
I 8 10 100 8 8 3 6 1 18 50 45 3 4
II 12 18 150 12 12 4,5 10 1 18 50 45 3 13
III 15 25 200 15 15 6 12 1,5 18 50 45 3 26
IV 20 30 250 20 20 8 16 1,5 18 50 45 3 64
V 25 40 300 25 20 8 15 1,5 18 50 45 3 78
VI 30 45 350 30 20 10 14 1,5 18 50 45 3 118
Фиг. 165. Пластинка победита
(форма IV).
Таблица 33
Нормали пластинок для резцов токарно-карусельных торцевых правых и левых
(форма IV)
по пор. Размеры оправок а ь С Г a°i а° Г вес 1
А в L
I 12 18 150 12 12 4,5 1 10 18 10 9
II 15 25 200 15 15 6 1,5 10 18 10 19
III 20 30 250 20 18 8 1,5 10 18 10 40
IV 25 40 300 25 20 8 1,5 10 18 10 56
V 30 45 350 30 20 8,5 1,5 10 18 10 71
chipmaker.ru
156
Резцы
Таблица 36
Нормали пластинок для резцов токарных торцевых правых и левых
(форма V)-
№ по пор. Размеры оправок а 6 С
А В L
I 8 12 100 8 12 3
II 12 18 150 12 18 4,5
III 15 25 200 15 25 6
IV 20 30 250 20 36 8
V 25 40 300 25 38 8
VI 30 45 350 30 40 10
d Г а° Г 0° 6i° Вес г
4 1 20 18 12 20 15 3
4 1 20 18 12 20 15 11
5 1,5 20 18 12 20 15 26
7 1,5 20 18 12 20 15 66
8 1,5 20 20 12 20 15 88
9 1,5 20 20 12 20 15 145
Фиг. 166. Пластинка победита
(форма V).
Фиг. 167. Пластинка победита
(форма VI).
Таблица 37
Нормали пластинок для резцов строгальных проходных правых и левых
(форма VI)
лг по пор. Размеры оправок а ь С Г а° 7° Вес
Л В L
I 15 25 200 15 25 6 1,5 15 10 45 28
II 20 30 250 20 30 8 1,5 15 10 45 54
Составные резцы
1.57
Таблица 38
Нормали пластинок для чистовых резцов
Фиг. 168. Пластинка победита (форма VII).
ло пор. Размеры оправок а ь С Т Вес г
А В t
I 10 8 100 8 10 4 1,5 4
II 18 12 150 12 15 4,5 1,5 9
III 25 15 200 15 18 6 1,5 17
IV 30 20 250 20 20 8 1,5 31
Таблица 39
Нормали пластинок для отрезных резцов
Фпг. IC9. П 1астипка победита (форма VIII).
Л- по пор. Размеры оправок а ь С Г Вес 1
Л В L
I 8 12 100 4 10 4 1 2
II 15 25 200 5 12 4 1 3
ш 20 30 250 6 15 4 1 5
IV 20 30 250 8 20 6 1,5 10
I
158
Резцы
Таблица 40
Нормали пластинок для колесно-бандажных работ
Углы резания для резцов с пластинками из твердых сплавов следует выбирать
в зависимости от обрабатываемого материала.
В табл. 41 приведены значения этих углов для ряда материалов (для видиа
по данным фирмы Крупп).
Таблица 41
Материал Сопротивление разрыву или твердость Задний угол градусы Угол заостре- ния резца градусы
Сталь ci,=65—140 кг!мм* 5 65—74
Сталь ai=45—65 кг/мм2 6 60—65
Кремнистый чугун (до 15% кремния) 5 80—85
Твердая сталь (12% мар- ганца) 4 80-84
Нержавеющие стали 5 65—74
Закаленный чугуи Тйи =75—90 по Шору с/,=50—100 кг!мм~ 3 82—86
Стальное литье 5 68—78
Серый чугуи до 200 по Бринелю 5 74—80
Серый чугун . . 200—400 по Бринелю 4 74—80
Бронза, латунь и т. д 6 65—75
Легкие металлы 8 50—55
Для облегчения резания и лучшего отвода стружки в сторону рекомендуется
делать угол наклона режущей грани отрицательным, т. е. для токарных работ Х=
== от — 3 до — 4°; для строгальных А = от —12 до —15°.
Составные резцы
159
Пластинки из твердых сплавов присоединяются к стержню с помощью припаи-
вания. Электросварка здесь менее применима, так как вследствие высокой свароч-
ной температуры качество пластинки понижается, и в процессе сварки в ней могут
появиться трещины. Припаивание пластинок обеспечивает хорошую крепость
соединения и поэтому нет необходимости прибегать к электросварке, тем более,
что резец из твердых сплавов дальнейшей закалке, подобно быстрорежущей стали,
не подвергается.
Технологический процесс изготовления припаянных резцов не отличается
особой сложностью, но тем не менее требует тщательного соблюдения всех правил,
установленных практикой.
Перед припаиванием плоскости пластинки, прилегающие к стержню, должны
быть очищены от поверхностных налетов, образовавшихся при спекании.
Очистка может быть произведена пескоструйным аппаратом, стальными щет-
ками или точильными камнями. Затем необходимо снять фаски на гранях пла-
стинки, соприкасающихся с поверхностями стержня. Это создает небольшой
зазор для более легкого стекания припоя под пластинку. Кроме этого, пластинка
должна быть протравлена в едком натре для очистки от грязи и жиров, промыта
в теплой воде и хорошо просушена. Подготовленная таким образом пластинка
проверяется с помощью лупы на наличие трещин, раковин, а также на твердость
по Роквеллу, шкала С.
Основная плоскость стержня должна быть обязательно обработанной (на ше-
пинге или фрезерном станке).
Гнездо для пластинки обычно фрезеруется с помощью дискового или торце-
вого фрезера в зависимости от типа резца.
При фрезеровании надо следить, чтобы пластинка хорошо подходила к гнезду,
что необходимо для правильного положения ее на стержне. Фрезерование произ-
водится таким образом, чтобы задний угол на резце можно было сделать за счет
тела стержня, а не за счет пластинки, т. е. пластинка должна быть несколько
короче гнезда стержня (на 2—3 мм).
В качестве припоя лучше всего применять чистую красную медь (например,
концы электрических проводов) в виде небольших пластинок или прутков. Перед
употреблением медь нужно хорошо прокалить, т. е. нагреть ее в какой-нибудь
металлической посуде до температуры 800°.
Другие припои, как например латунь, дают худшие результаты и применять их
не следует. Объясняется это тем, что крепость припоя повышается с температурой
плавления, а так как медь плавится при 1050°, а латунь при 800°, то медный при-
пой будет крепче. Кроме того, латунный припой понижает теплопроводность резца
и часто ведет к трещинам в пластинках.
Во избежание непосредственного соприкосновения пластинок с пламенем
в процессе паяния рекомендуется нагревать резцы в муфельной печи (температура
нагрева до 1200°).
Припаивание производится следующим образом.
Стержень вносится в печь и подогревается там до температуры 600—700°
(темнокрасное каление). Затем на гнездо посыпается бура, после расплавления
которой поверхность гнезда тщательно очищается от шлаков проволочной щеткой.
После этого насыпается еще небольшой слой буры, на расплавленную буру кла-
дется пластинка, которая слегка притирается к гнезду стержня. Сверху на пла-
стинку из твердого сплава кладут пластинку из красной меди, снова посылают
160 Резцы
бурой и вносят в печь, причем стержень устанавливается под небольпгим подъемом
относительно вершины резца, чтобы дать возможность расплавленной меди легко
стекать под пластинку (фиг. 171). Как только расплавленная медь начнет выходить
из под пластинки, резец вынимается из печи и пластинку прижимают в течение
1—1,5 мин. каким-нибудь тонким прижимом, например острием хвоста напиль-
ника, так как толстый прижим быстро отнимает тепло и пластинка может полу-
чить трещины.
После этого резец помещается в крупку древесного или ретортного угля до
полного остывапия, для того чтобы устранить вредное воздействие кислорода
воздуха.
Остывший резец очищается стальными щетками от лишнего припоя и напра-
вляется для заточки.
Сначала производится грубая заточка с помощью специального карборундо-
вого камня марки Экстра с зернистостью 40 (завод им. Ильича). Затем следует
чистовая заточка на карборундовом камне с зернистостью 80, после чего режущие
• грани доводятся на чугунном
диске, смазанном маслом и посы-
красная меое паппом порошком диэлима; до-
водка значительно повышает ре-
\ \i жушие свойства резца.
Рациональное и экономически
\\\\\V\\\^ выгодное использование инстру-
мента с пластинками победитавоз-
\ \\\\\\\\\\\можно при условии нормального
1 •> \ \ \ \\\1 износа — затупления, после кото-
-------------------------— — рого необходима переточка резца.
Фиг. 171. Положение пластинки победита п при- Признаками затупления резца
поя во время напаивания. СЧИТаЮТСЯ при грубой об-
работке чугуна:
1) появление у лезвия резца лунки (клопштоковской) глубиною около 0,1 мм,
так как при дальнейшей работе кромка резца в большей или меньшей степени
разрушается;
2) износ лезвия резца с торца (раньше появления лунки) пе должен допускаться
более чем 0,2—0,3 мм (в зависимости от величины пластинки);
3) при чистовой обработке клопштоковская лупка отсутствует и износ идет
за счет кромки резца. Момент снятия резца зависит от точности обрабатываемого
изделия и чистоты обрабатываемой поверхности.
Признаками затупления и износа резца при обработке стали являются:
1) появление лунки, которая образуется значительно дальше “от кромки
лезвия. Эта лунка в первое время пе опасна, но нельзя упустить момент подхода
лунки к лезвию резца, так как при этом условии разрушение кромки резца неми-
нуемо; глубина лунки не должна превышать 0,2 мм\ износ кромки с торца насту-
пает всегда после появления лунки;
2) при чистовой обработке лунка появляется вблизи лезвия, а поэтому требуется
снятие резца для заточки.
При обработке бронзы и алюминия лунка отсутствует и износ идет за счет но-
сика лезвия. Допускаемый износ носика при грубой обработке не должен превы-
шать 0.2—0.3 мм, а при чистовой—в зависимости от точности и чистоты обработки
Державки для резцов
161
Надо помнить, что затупление победитового инструмента идет постепенно,
переходя за пределы допустимого без ярко выраженных признаков. Поэтому когда
будет обработано известное количество деталей, после которого наступает затупле-
ние, необходимо особенно тщательно следить за работой резца.
Необходимо учитывать, что заточка большинства резцов идет за счет стачива-
ния торцевой части резца (пластины) и зачистки пластины по верху. Это вызы-
вается необходимостью сохранения режущей кромки на уровне середины обраба-
тываемого изделия с целью постоянства углов заточки и резания.
Нормальный износ резца по времени достигается только при соблюдении
определенных правил работы. Надо помнить, что резцы из сплава победит чрез-
вычайно чувствительны к вибрациям, разрушающим резец, а потому должно быть
выполнено все, способствующее устранению последних, а именно:
1) жесткое закрепление резца с малым вылетом конца резца;
2) при необходимости поднять резец в супорте должна быть подложена одна-
две прокладки, а не несколько;
3) резец должен отводиться от обрабатываемого изделия при вращающемся
изделии или при выключении самохода; остановка станка без выключения само-
хода под стружкой вызывает поломку резца;
4) во всех случаях обточки нужно устранять дрожание изделия, вызываемое
неисправностью станка или другими причинами;
5) установка резца должна быть по центру изделия или на 0,1 диаметра за-
готовки выше центра при обработке стали;
6) при обдирочных работах нагрузка резца стружкой должна быть пе более
*/а длины лезвия резца;
7) отношение величины подачи к глубине резания должно быть в пределах 1/4—
1/io-
Качество заточки оказывает большое влияние па стойкость резца; резец с
зазубринками не должен ставиться на станок.
Резец с неправильными углами не дает необходимой стойкости, а поэтому
индивидуальная заточка резцов должна быть воспрещена и, как правило, заточка
должна производиться в заточенной, при этом надо иметь в виду, что носик резца
должен иметь закругление с радиусом не менее 0,5 лм.
Экономический эффект от инструмента, изготовленного из победита, можно
получить только при условии технически культурного отношения к нему, иначе
теряется смысл его применения. Инструмент из быстрорежущей стали требует
более простого ухода, чем инструмент, изготовленный из победита.
13. ДЕРЖАВКИ ДЛЯ РЕЗЦОВ
С целью уменьшения расхода быстрорежущей стали для мелких резцов (сече-
нием не выше 18 X 18 мм) применяются державки, которые дают возможность
использовать небольшие кусочки стали. Державки могут применяться для многих
токарных и строгальных работ, поэтому конструкции их довольно разнообразны.
Нужно отметить, что на наших заводах державки пе имеют широкого распро-
странения; это можно объяснить, во-первых, тем, что встречающиеся у нас на
практике державки пе всегда соответствуют своему назначению или вследствие
неудачной конструкции или же по причине плохого изготовления, и во-вторых,
из-за сравнительно высокой стоимости их, в особенности при кустарном изгото
11 Семенченко
r.ru
162
Резцы
a d с
Сечение резца К L н и г ь D f
6X6 130 20 22 50 10 13 9 15
8X8 160 28 27 65 14 16 12 17
12 X 12 195 35 33 70 16 24 16 24
13
15
18
8
10
12
22
28
35
влепии в инструментальных цехах. В заграничной практике, в особенности в Аме-
рике, производством державок занимаются специальные инструментальные за-
воды (например Армстронг, Гишольт и др.), выпускающие как по конструкции,
так и по качеству изготовления весьма ценные державки.
Массовое изготовление дает возможность использовать современные методы
производства, и поэтому стоимость фабричных державок довольно незначительна.
Учитывая опыт заграничных заводов и наши возможности в отношении организа-
ции централизованного производства, Главстанкоинструмент обязан позаботиться
о налаживании массового производства державок па одном из наших инструмен-
тальных заводов. Это даст возможность сэкономить значительное количество
быстрорежущей стали.
Правильно сконструированная державка должна давать удобное и надежное
закрепление, способствовать хорошему отводу тепла от резца, не вибрировать, спо-
Дероюавки для резцов
163
Таблица 43
Габаритные размеры державок с опущенной головкой
Фпг. 173. Державка с опущенной головкой для прободных резцов.
Сечение резца
К
6X6
8x8
12 X 12
170
200
240
20
25
30
38
48
60
16
20
25
7
9
10
30
40
50
10
12
22
28
35
собствовать упрощению заточки резца и, наконец, давать возможность регулиро-
вания резца по высоте.
На фиг. 172 изображена одна из лучших и наиболее дешевых державок для то-
карных работ. Утолщенная головка допускает хороший отвод тепла, возникаю-
щего в процессе резания. Наклонная установка резца под углом 15° дает возмож-
ность, во-первых, применять для многих материалов резцы без заточки по перед-
ней грани и, во-вторых, регулировать в небольших пределах высоту установки
резца. Передний срез державки позволяет, с одной стороны, выдвигать резец на
самую незначительную длину, а с другой — обеспечивает для него хорошую
опору. Закрепление резца, осуществляемое с помощью болта, также достаточно
надежно и удобно.
*
chipmaker.ru
164 Резцы
Таблица 44
Габаритные размеры державок для отрезных резцов
ечеиие резца К L н в 4 h а П1 к f D d С с»
2,5 X 13 130 20 12 107 13,5 20 20 13 2 7 6 30 8
3,5 X 19 180 25 16 148 19,5 25 28 17 3 10 8 35 10
5X25 210 30 20 175 25,5 30 35 18 4,5 13 12 40 13
5,5 X 32 280 40 25 240 32,5 35 45 20 6 13 12 45 14
Державин изготовляются как с прямой, так и отогнутой вправо илп влево
головкой. Б этом случае головка делается обычно под углом 145° к оси стержня.
Такие державки удобны для подрезных и проходных резцов. В последнем случае
нет необходимости производить заточку угла в плане, так как он получается при
установке в державке.
Для легких работ державка иногда делается без утолщенной головки; та-
кая конструкция позволяет работать в двух направлениях (к шпинделю и от
него), а также удобна для обработки разных выточек.
На фиг. 173 показана несколько измененная по сравнению с вышеописанной
конструкцией державка. Головка ее опущена ниже, что дает возможность псполь-
Державки для резцов
165
зевать ее для токарных станков с низким расположением центров. Изготовле-
ние ее проще, чем предыдущей формы, так как у нее наклонный паз открыт
с двух сторон и его легче обработать. Державки изготовляются как с прямой, так
и отогнутой вправо или влево головкой.
вид по стрелке А
Фиг. 175. Державка с отогнутой головкой.
Для больших державок рекомендуется делать криволинейный срез на верхней
части державки (фиг. 174) с целью лучшего отвода стружки. Державками можно
пользоваться и для строгальных работ.
На фиг. 175 показана довольно удобная конструкция державки с отогнутой
головкой. Изготовление этой державки несложно, так как наклонный паз имеет
Фиг. 176. Державка для проходных резцов.
сквозной выход как в одну, так и другую сторону. Она применяется для закре-
пления подрезных и проходных резцов.
Хорошее и надежное закрепление дает державка, показанная на фиг. 176.
Резец прижимается к телу державки с помощью подкладки и массивного болта
chipmaker.ru
166
Резцы
Фиг. 178. Державка для отрезных резцов.
Для закрепления отрезных резцов пользуются державкой, показанной на
фиг. 177; закрепление производится с помощью болта с конической головкой, сре-
Токарные рсзг^ы, системы Игнатьева
167
Таблица 45
Габаритные размеры державок для отрезных резцов
Сечение резца К L 11 В В1 Hi 1 а 6 h <1 с
2,5 X 13 130 20 12 19 26 33 16,5 14 16 5 30
3,5 X 19 180 25 16 25 34 38 19 16 22 6 44
5 X 25 210 30 20 28 40 42 21 18 28 10 48
6,5 X 32 280 40 25 33 48 48 24 24 34 12 56
занной под углом 20°, и гайки. Для этой державки приходится применять резцы,
хорошо обработанные, или из калиброванной стали, так как в противном слу-
чае закрепление будет ненадежно. Недостатком данной конструкции является
несколько слабое крепление резца,
поэтому ее не рекомендуется приме-
нять для закрепления больших рез-
цов.
Другая конструкция державки
для отрезных резцов приведена на
фиг. 178; закрепление производится
с помощью подкладки и болта с гай-
кой. Фиг. 179. Неправильное (I) и правильное (II)
При работе С державками необхо- закреълеш е резца и державки.
димо следить, чтобы резец выступал
из державки ровно настолько, насколько это необходимо для свободного пере-
мещения стружки. Точно так же и державка не должна далеко отходить от
своей опоры. Несоблюдение этих основных правил приводит к дрожанию
державки и резца, а также к получению нечистой поверхности и даже к по-
ломке инструмента.
На фиг. 179 показано правильное и неправильное закрепление резца и дер-
жавки.
14. ТОКАРНЫЕ РЕЗЦЫ СИСТЕМЫ А. М. ИГНАТЬЕВА
Конструкция резцов. Токарные резцы Игнатьева построены
на принципе самозатачивания инструмента. Как известно, всякий инструмент
затупляется вследствие усилий, которые испытывает режущее лезвие в процессе
отделения стружки. Так как эти усилия нс являются одинаковыми для всех то-
чек режущей части инструмента (некоторые из них испытывают большие напря-
жения, а другие — меньшие), то в результате износ их также получается различ-
ным. Ясно, что наиболее напряженные точки быстрее всего подвершются из-
носу. Отсюда вытекает идея отказаться от применения лезвий из одного материала,
а изготовлять их неоднородными, состоящими из нескольких слоев различной
твердости. Пластинка максимальной твердости должна быть поставлена там, где
имеют место наибольшие напряжения. Такой инструмент будет изнашиваться
более равномерно, причем не исключена возможность получения стабильного
r.ru
168
Резцы
лезвия, острота которого все время будет оставаться постоянной до полного
износа.
Фиг. 180. Установка резца-кубика и резца-столбика.
Лаборатория А. М. Игнатьева провела большую работу по разработке типов
самозатачивающихся ин< ту ментов, но они еще не вышли из стадии эксперимен-
тирования.
Одним из удачных типов являются токарные резцы-кубики и резцы-столбики,
являющиеся первым приближением к стабильному инструменту.
Резин-столбики
Эти резцы уже проверены на практике и многие заводы внедрили их в свое
производство.
На фиг. 180, I показана установка резца-кубика, на фиг. 180, II установка
резца-столбика, а на фиг. 181 приведены типовые размеры этих резцов.
Токарные резцы системы Игнатьева
169'
Резцы состоят из двух частей: тонкой пластинки из быстрорежущей стали
и основной части, состоящей из мягкого железа с содержанием углерода не более-
0,12—0,2%. Толщина пластинки выбирается в зависимости от величины подачи
и колеблется в пределах от 1,5 до 5 лм. Чем больше подача, тем толще должна
быть пластинка. В рыночных резцах толщина ее достигает 3 мм. Пластинка при-
варивается на специальной электросварочной машине системы Игнатьева к заты-
лочной части и, следовательно, в работе она образует заднюю грань резца. В этом
и заключается основное отличие резцов Игнатьева от обыкновенных резцов с при-
варной пластинкой, которая всегда устанавливается сверху головки, т. е. образует
переднюю грань резца.
В резцах Игнатьева каждый слой металла предназначается для определенной
цели. Пластинка из быстрорежущей стали производит резание и отделение стружки,.
Фиг. 182. Заточка рез-
ца-кубика.
Фиг. 183. Резец Игнатьева и резец Клопштока.
а также принимает на себя основное усилие резания. Мягкое железо способ-
ствует лучшему отводу стружки и тепла с передней грани резца после отделения
стружки. Как известно, максимальное давление стружки приходится не на самое
острие лезвия, а несколько дальше. Вследствие этого стружка, отделившаяся от
основной массы металла, скользит по передней грани и образует в мягком железе
углубление или лунку. Наличие последней значительно облегчает отвод стружки,
уменьшает деформирование, а следовательно, нагревание резца, что имеет огром-
ное влияние на износ лезвия. Такое углубление способствует получению более
острого угла резания, так как при износе, мягкого железа передний угол увеличи-
вается. Вследствие этого процесс резания протекает в лучших условиях, чем
при обычных резцах, и значительно уменьшается потребление энергии.
Из сказанного следует, что резец Игнатьева во время работы постепенно за-
остряется. Чтобы избежать поломки острого конца лезвия, которое может по-
лучиться в результате обнажения пластинки при сильном износе мягкого железа,
резец необходимо затуплять. Для этой цели на передней грани снимается парал-
лельно основанию резца слой (фиг. 182). Ни в коем случае недопустима заточка
резца со стороны задней грани, так как это ведет к уменьшению толщины пластинки*
chipmaker.ru
no
Реацы
Фиг. 184. Державка с клином для нормального
резца-кубика.
и, следовательно, к понижению стойкости резца. Шлифовку резцов-кубиков можно
производить до 2/3 высоты, а резцов-столбиков значительно больше.
Интересно сравнить резец Игнатьева с резцом Клопштока (фиг. 183). Как из-
вестно, при выборе угла заострения необходимо учитывать два противоречащие
ДРУГ Другу требования:
1) для уменьшения потребления энергии нужно уменьшать угол заострения
.до пределов, примерно 20—30° (по опытам де-Лью и Клопштока);
2) для увеличения крепости
резца угол заострения должен
быть пе меньше 54, а еще
лучше 60°.
Оба требования удачно со-
блюдены как в резце Клоп-
штока, так и в резце Игнатьева.
Это осуществлено с помощью
получения двойного наклона
передней режущей грани, ко-
торая состоит из основной
узкой полоски ah и второсте-
пенной криволинейной части Ьс.
Благодаря этому резцы полу-
чают два угла заострения: один
большой Pi около 80° и дру-
гой — меньший р2 около 20—
30°. Угол Pj придает резцам
большую сопротивляемость и
• является действительным углом
заострения.
Угол р2 служит для облег-
чения образования (без осадки)
и отвода стружки с передней
грани резца. Подобная форма
резцов уменьшает давление резания до 20—30%. Таковы преимущества обоих
резцов. Однако, резец Игнатьева обладает еще и другими преимуществами по
сравнению с резцом Клопштока. Фасонная заточка резца Клопштока является
сложной и дорогой операцией, тем более, что ее надо производить в твердой
быстрорежущей стали. Такая заточка совершенно исключается для резцов
Игнатьева, так как углубление образует сама стружка в процессе резания,
причем форма лунки получается естественным путем, именно такой, какая тре-
буется для данной стружки. Кроме этого, мягкое железо лучше отводит тепло,
чем быстрорежущая сталь, что способствует большой стойкости и повышению ре-
жима обработки для резца. Игнатьева.
Резцы Игнатьева применяются в тех же областях, как и обычные резцы из
быстрорежущей стали; утлы лезвия принимаются для них те же, что и для нормаль-
ных резцов.
Резцы Игнатьева закрепляются в специальных державках (фиг. 184). Резец-
кубик вставляется в вырез и закрепляется с помощью клина, снабженного насеч-
кой. Закрепление это весьма надежно и в то же время освобождение резца для шли-
Токарные резцы системы Игнатьева
171
фовки не представляет затруднений, так как для этого достаточно легкого удара
по клину снизу. Однако, эта державка обладает существенным недостатком —
она затрудняет фасонную обработку вследствие наличия бокового закрепления.
Второй тип державки в этом отно-
шении более удобен (фиг. 185). Кубик
снабжен пазом, а державка — соответ-
ствующим выступом, который распо-
ложен под углом к задней грани дер-
жавки. При задвигании кубика он за-
клинивается и надежно закрепляется.
В этой державке резец открыт с трех
.сторон, что дает возможность свободно
обрабатывать фасонные детали.
Для резцов-столбиков предусмо-
трена державка с клиновым закрепле-
нием.
При сравнительных испытаниях ре-
зец Игнатьева показал себя с самой
Лучшей стороны. При одинаковых Фиг. 186. Державка для резца-кубика с
условиях работы он дал повышение пазом,
стойкости на 20—40% по сравнению с
нормальными резцами. Резцы Игнатьева особенно хороши для тяжелой обди-
рочной работы при снятии большого количества материала.
Изготовление резцов. Технологический процесс для резцов7кубиков
не отличается особой сложностью.
Процесс начинается с подготовки железных и стальных полос к сварке на ленто-
сварочной машине (очистка полос от окалины, грязи и т. п.). Очистку удобнее
производить в специальном меха-
низированном пескоструйном аппа-
рате, в котором полосы попарно
перемещаются с помощью двух
пар вальцов. При продвижении
верхняя и нижняя поверхности
полос обдуваются двумя струями
песка, затем каждая полоса про-
чищается с одной стороны сталь-
ной щеткой, а потом производится
обдувка чистой струей воздуха и
промывка спиртом посредством во-
лосяной щетки. Вторая операция
заключается в наварке тонкой
полосы быстрорежущей стали на
железную. Работа производится на лентосварочной машине системы Игнатьева
(фиг. 186). Обе свариваемые полосы проходят через две пары электророликов.
Ток проходит от первой пары роликов через свариваемые полосы ко второй;
необходимое давление достигается нажимом роликов.
На фиг. 186, сверху показана кривая нагрева полос. Скорость сварки допуска-
ется от 1 до 5 м/мин\ процесс происходит непрерывно, причем длина полос неогра-
chipmaker.ru
172 Резцы
ничена. Сварка получается равномерной по всему сечению, при этом сохраняется
также параллельность свариваемых полос.
После сварки с обеих сторон полос остаются несваренные концы длиной до
300 .о, которые должны быть обрезаны. Затем для удобства дальнейшего опери-
рования с более короткими заготовками (отжиг, шлифовка и проч.) сваренные по-
лосы разрезаются па штанги такой длины, чтобы из них получалось целое число
кубиков. Разрезку удобнее всего производить на отрезных шлифовальных станках
типа Радиак с наждачным кругом, так как полоска из быстрорежущей стали после
сварки оказывается закаленной.
После этого производится отжиг штанг в газовой или нефтяной печи при тем-
пературе 850° в течение 12 часов; прутки во избежание обезуглероживания посы-
паются древесным углем.
После отжига снимаются наплывы металла, оставшиеся после сварки; операция
производится вручную на наждачном точиле. Затем штанги пропускаются через
правильный станок для выправления искривленности Выправленные штанги
подвергаются шлифовке со всех четырех сторон на плоскошлифовальном станке.
Затем производятся фрезерование радиуса закругления, разрезка штанг на
отдельные кубики, зачистка заусенцев и клеймение. Разрезка производится в спе-
циальном приспособлении с помощью циркульных пил. Этим заканчивается сы-
рая обработка кубика и далее следует термическая обработка, заключающаяся
в закалке и отпуске. Закалка производится так: кубики подогреваются до темпе-
ратуры 750—800° в печи в специальных ящичках вместимостью в 24 кубика, затем
вся партия опускается в соляную ванну с хлористым барием. Нагревание произ-
водится до температуры 1300°. Замачивание — в масле, отпуск рекомендуется
производить в воздушных печах типа Хомо; охлаждение — на воздухе.
После термической обработки производится шлифовка передней плоскости
и закругления на ленточно-шлифовальном станке пли на шлифовальной головке.
После этого производится заточка кубика, которая состоит в снятии большей
или меньшей фаски на режущей кромке резца. Размер и наклон фаски устанавли-
вается в зависимости от обрабатываемого материала.
Изготовление резцов-столбиков в основном подобно изготовлению резцов-
кубиков.
II. ФАСОННЫЕ РЕЗЦЫ1
Фасонная обточка может быть произведена или с помощью копира, или без
него одним или несколькими простыми резцами, или же фасонным резцом. В тех
случаях, когда требуется изготовить большое количество однообразных изделий,
применяется обработка с помощью группы простых резцов или же с помощью
фасонных резцов, которые обладают следующими по сравнению с обычными
резцами достоинствами:
1) дают большую однородность и точность обработки изделий;
2) при использовании их получается значительная экономия времени на ре-
зание, установку и заточку резцов.
1 Резьбовые резцы и гребенкп здесь не рассматриваются. Им посвящен целый раз-
дел при рассмотрении резьбового инструмента.
Токарные резцы системы Игнатьева 173
На производстве весьма часто встречаются работы, которые можно выполнить
экономически выгодно только с помощью фасонных резцов. Для сравнения ре-
зультатов обработки простыми и фасонными резцами рассмотрим пример.
Фиг. 187. Схема обработки простыми резцами.
На фиг. 187 представлена схема обработки изделия простыми резцами, а на фиг.
188 — схема фасонной обработки. В первом случае требуется 4 обдирочных резца,
4 чистовых, 1 радиусный и 1 подрезпой, т. е. всего 10 различных резцов; во вто-
ром случае — два фасонных
резца: один для предваритель-
ной, другой для окончательной
обработки. Наряду с этим, пер-
вый метод требует более слож-
ного станка (токарного авто-
мата) вследствие наличия боль-
шого количества инструментов,
обработка ясе по второму спо-
собу может быть произведена
на револьверном станке.
Первое преимущество фа-
сонных резцов — однородность
и точность изделий — очевидно
без особых пояснений. Если в
этом случае точность изделий
зависит только от конструк-
тора и инструментального цеха,
то при применении простых
резцов она зависит исключительно от рабочего или установщика. Ясно, что здесь
более трудно получить однородные по качеству изделия, так как простые резцы
не могут обеспечить в течение продолжительного времснп постоянство формы.
Перейдем теперь к рассмотрению др»угого важного преимущества фасонных рез-
цов — экономии при обработке времени. При расчете машинное время для фасон-
chipmaker.ru
174 Резцы
лого резца оказывается равным 1 мин. 26 сек., а для простых резцов (в расчет было
принято время только для резцов В, С, F, G, К и I)—4 мин. 33 сек., т. е. экономия
получается больше чем в 3 раза. Затем, установка двух фасонных резцов безу-
словно проще и быстрее по сравнению с установкой десяти простых резцов. Кроме
экономии времени при пользовании фасонными резцами значительно снижается
брак изделий по сравнению с простыми резцами.
Значительный выигрыш получается также и при заточке резцов. Если правильно
применять приспособления для заточки фасонных резцов, то эта операция не пред-
ставляет затруднений. В то же время заточить 10 резцов различной формы не так
просто, кроме этого один из резцов может оказаться испорченным после пере-
точки.
К достоинствам фасонных резцов нужно отнести громадное количество перето-
чек, допускаемых ими. Так например, если принять, что максимальная величина
снимаемого слоя за каждую переточку равна 3 жи, то и при этих условиях фасон-
ные резцы смогут выдержать до 55 переточек, что дает примерно около 44 000 изде-
лий за 1660 часов работы. До заточки обдирочный резец обрабатывает до 800
изделий, чистовой —1200.
Несмотря на значительную стоимость фасонных резцов, применение их оказы-
вается всегда выгодным при массовом производстве однородных деталей.
1. ТИПЫ ФАСОННЫХ РЕЗЦОВ
Фасонные резцы бывают:
1) радиальные круглые (фиг. 189),
2) радиальные призматические (фиг. 190),
3) тангенциальные призматические (фиг. 191).
При установке резцов радиального типа режущая кромка располагается та-
ким образом, чтобы обеспечить радиальную подачу. Следовательно, все точки
Фпг. 189. Радиальный круглый резец.
Фиг. 190. Радиальный призмати-
ческий резец.
профиля режущей кромки, расположенные параллельно оси. изделия, вступают
в работу одновременно. Вследствие широкого фронта обработки, радиальные
резцы должны работать с весьма небольшой подачей (0,02—0,05 мм/об)-, кроме того,
для подачи таких резцов требуется значительная сила и большая затрата энергии.
Типы фасонных резцов
173
Фиг. 191. Тангенциальный резец.
Поэтому для фасонной обточки последнее время все более и более часто применяют
тангенциальные резцы, у которых режущая кромка расположена таким образом,
что позволяет резцу работать не всеми точками профиля одновременно, а последо-
вательно вводить их в работу. Этот способ дает возможность значительно повы-
сить подачу резца, устраняет дрожание станка и способствует получению более
чистой обрабатываемой поверхности. Потребление энергии для этих резцов также
будет меньше, чем при ра-
диальной установке.
Круглые и призматиче-
ские резцы радиального
типа имеют следующие осо-
бенности при сравнении
друг с другом:
1) круглый резец, как
тело вращения, можно изго-
товить значительно легче
п точнее, чем призматиче-
ский;
2) закрепление круглых
резцов менее надежно, чем
призматических; у круглых
резцов оно осуществляется
с помощью болта с цапфой
и прокладок с гайкой; для
предотвращения проворачи-
вания одна или обе стороны
резца снабжаются зубцами;
призматические резцы за-
крепляются с помощью ла-
сточкина хвоста; вследствие
более надежного закрепле-
ния призматические резцы допускают снятие большего количества металла, чем
круглые;
3) у призматического резца под режущей кромкой находится большее коли-
чество металла, чем у круглого; это оказывает существеппое влияние на отвод,
тепла; у призматического резца отвод тепла будет протекать быстрее, чему круг-
лого, следовательно, первый резец окажется в работе более стойким, чем второй;
4) у призматического резца можно сделать более выгодный задний угол а,
чем у круглого, у которого увеличение угла связано с сильным ослаблением режу-
щей кромки.
Несмотря па указанные недостатки, круглые фасонные резцы получили в завод-
ской практике большее распространение, чем призматические; объясняется это,
главным образом, меньшей их стоимостью.
2. КРУГЛЫЕ ФАСОННЫЕ РЕЗЦЫ
Известно, что каждый инструмент может продуктивно работать только в том
случае, если он имеет достаточный по величине задний угол а. Если заточить резец
chipmaker.ru
176
Резцы
по центру, как показано на фиг. 192, то задняя кромка резца будет испытывать
в процессе резания настолько сильное трение, что работа становится затрудни-
Фиг. 192. Круглый резец без заднего угла.
тельной. Получается явление,
аналогичное работе обыкно-
венного резца без заднего
угла (фиг. 193). Поэтому для
более продуктивной работы
круглый резец также должен
обладать необходимым и до-
статочным задним углом. Для
этого заточка режущей кромки
резца производится не по
центру, а ниже на величину Л,
равную 3—12 мм в зависи-
мости от назначения и раз-
мера резца. В этсм случае
установка резца производится
так, как показано па фиг. 194.
Величина h находится в прямой зависимости от наружного диаметра резца D
и заднего угла а, т. е.:
, О
h - у sm а.
Анализируя это уравнение, мы можем приттп к заключению, что угол а не яв-
ляется постоянным на всем прртяжении режущей кромки, а меняется в зависи-
мости от расстояния ее от центра, т. е.:
2Л >
sma = 2)—для точки, находящейся на наружном диаметре резца;
2Л к
sin а, = -э--для точки, находящейся на внутреннем диаметре резца.
(I
Таким образом, задний угол а увеличива-
ется по мере приближения к центру, т. е. на
наружном диаметре резца он будет меньше,
чем на внутреннем. На величину угла а также
оказывает влияние форма профиля (фиг. 195).
Наибольшее «значение угол а имеет на кром-
ках ab, eg, fh, параллельных оси изделия и,
наоборот, наименьшее значение у точек, рас-
положенных на кромках rfc, fj, перпендику- Фиг. 193. Простой резец без заднего
лярпых к оси. Среднее значение угла а полу- угла.
чается на наклонных кромках be, cd.
Если обозначить через 7 угол, образованный наклонной прямой и прямой,
параллельной оси изделия, то легко доказать, что задний угол на этой
кромке будет:
tgaa; = tgaCOS®,
где а — задний угол на кромке, параллельной оси изделия.
Круглые фасонные резцы
177
Отсюда следует, что угол а нужно выбирать таким образом, чтобы он и на нак-
лонных кромках имел достаточную величину. Минимально допустимое значение
для вд. должно бьггь не меньше 1,5—2°. В том случае, когда резец имеет кромки,
перпендикулярные к оси изделия, для избежания трения приходится прибегать
Фиг. 394. Правильная установка круглого рсвца.
к искусственному методу, а именно — к выборке вертикальных кромок (фиг. 196).
Подобные же результаты достигаются тем, что профиль резца делается по винто-
вой линии с шагом 8 (фиг. 197).
Величина угла а выбирается в пределах от 8 до 15°; брать угол больше 15°
не рекомендуется, так как режущая кромка окажется чрезмерно ослабленной:
на практике чаще всего а = 12°.
Фиг. 195. Форма
профиля.
Изделие Изделие
Фиг. 19C. Форма резца для вертикальных участков
профиля.
Еще большее зпачение, чем угол а, для работы резания имеет передний угол у
(фиг. 198), оказывающий значительное влияние на правильное образование
стружки. Поэтому с целью повышения производительности круглые резцы снаб-
жаются этим углом. Величина угла у зависит от рода обрабатываемого материала:
чем вязче материал, тем большим должен быть этот угол. В табл. 46 приведены зна-
чения угла у для разных материалов.
12 Семенченко
chipmaker.ru
178 Резцы
При обработке мягкой латуни однородного качества угол у можно брать
до 20—25°. Для твердой латуни или неоднородной по своему составу приходится
применять резцы без переднего угла.
Таблица 46
Обрабатываемый материал Угол градусы Обрабатываемый материал Угол градусы
Атюминлй, медь Мягкая сталь, железо . . 25—30 20 Весьма твердая сталь, твердый чугун.... 5
Сталь средней твердости Твердая сталь, мягкий чугун 15 10 Бронза, латунь, весьма твердый чугун. . . . 0
При заточке круглого резца ниже центра при у — 0 профиль резца в этом се-
чении уже не будет совпадать с профилем, по которому он изготовлен. Точно так же
получается искажение профиля резца и при наличии угла у. Поэтому при констру-
ировании круглого резца приходится находить это искажение для внесения
определенного корректива, в профиль его сечения.
фиг. 197. Круглый резец с винтовым
профилем.
Фиг. 198. Круглый ре&ец с передним углом.
Величину искажения можно определить как графическим, так и аналитиче-
ским методами. 1
Рассмотрим сначала графический метод. На фиг. 199 дан профиль изделия,
изображенный в нижней части чертежа. Принимаем:
т-12°;
а = 10°;
диаметр резца D = 100 мм.
Режущая кромка отстоит от оси резца на расстоянии:
й — - sin а - - - sin 10 = 8,7 мм.
Рассечем профиль изделия рядом параллельных плоскостей Оя0; нц,2а2 и т. д.
Точки «0, Ол, а2 и т. д. пересечения этих секущих плоскостей с линией профиля
Круглые фасонные резцы
179
перенесем на ось изделия АВ, так как в этом именно сечении лежит истинный
профиль изделия. Получаем па АВ точки 10. 1ц, Ъ2 и т. д Найдем теперь на режу-
щей кромке резца AF те точки, которые образуют точки Ъо, /ц. Ъ2 и т. д. на изде-
лии. Такими точками являются с0, сх, с2 и т. д., которые получаются на кромке
резца AF путем засечек радиусами, проведенными из центра изделия О и соответ-
Фиг. 199. Графическое построение профиля круглого резца.
ственно равными ОЪ0, О1ц, 0Ъ2 и т. п. Итак, месторасположение точек с0, (ц, с2
и т. д. на режущей кромке резца, соответствующих точкам профиля изделия а0,
аг, а2 и т. д., найдено. Но этим построение еще не ограничивается, так как истинным
профиль резца лежит не в плоскости AF, а в той плоскости, по которой он изго-
товляется. Такой плоскостью является радиальная, проходящая через центр резца
Ох. Следовательно, если полученные точки с0, сх, с2 и т. д. перенести на осевую
линию ED, то в этом сечении и получатся точки, принадлежащие действительному
профилю резца. Для этой цели из центра резца Ох радиусами, равными
*
chipmaker.ru
ISO
Резцы
OjCi, 0iC2 и т. д. делаем засечки на линии ED и получаем искомые точки с/0,
(12 и т. д.
Теперь найдем форму профиля резца. Для этого в верхней части чертежа произ-
водим его построение. Расстояния 01, 1 2, 2 3 и т. п. остаются без изменения,
так как искажение вдоль осп изделия не имеет места, а искажается лишь глубина
профиля, т. е. расстояния 0ао, 1а±, 2а2 и т. п. Поэтому перенесем на профиль
шаблона расстояния 01,1 2, 2 3 и т. п., причем эти расстояния откладываем
на прямой 05, условно принятой за ось шаблона. Проведем через полученные
точки горизонтальные линии, параллельные осям изделия и резца. Затем через
точки (/0, rf1: d2 и т. д. проведем вертикальные линии до перечесения с горизонталь-
ными. Полученные точки с0, е2 и т. п. при соединении их между собой линией
дадут истинный профиль шаблона, обратное изображение которого и даст профиль
резца. Если рядом с профилем резца построить профиль изделия, то будет ясно
видно, что глубина профиля резца оказывается меньше глубины профиля изделия.
Таким образом получен шаблон, по размерам которого и должен быть изготовлен
круглый резец с заданными углами и профилем.
Б частном случае, когда у резца отсутствует передний угол у, построение резца
несколько облегчается, так как прямая AF совпадает с АВ, и точки Ьо, 1ц, Ь2 и т. д.
сливаются с точками с0, «у, с2 и т. д. В дальнейшем построение ведется аналогич-
ным образом, как и в первом случае.
Круглые фасонные резцы
181
Перейдем к рассмотрению аналитического метода определения профиля круг-
лого резца.
Введем следующие обозначения (фиг. 200):
R — максимальный радиус изделия;
г — минимальный радиус изделия;
Q — максимальный радиус резца;
q — минимальный радиус резца;
Л —величина смещения центров;
а —задний угол;
у— передний угол.
Максимальный радиус резца обычно выбирается в зависимости от размера
станка и изделия. Требуется определить минимальный радиус.
Из дЛЛС1 . . . . АС = CD sin у = r sin у;
AD = CDcosf — r cos у;
ЛГ>П в АС г • sin у
из дЛВС. . . . sin6=gp-=—;
АВ=ВС cos б = 7? cos 6;
BD = AB — AD - R cos 0 — r cos у;
Г\Т П • BE h
из a DDE. . . . sma=
Ф=«+у;
из s\ODB......BO=BD sinф;
BO = (R cos 0 — r cos y) sin ф;
DO = BD • созф;
DO — (R cos 6 —• r cos y) cos ф;
из A BLO. . . . tgo> =
, (Й COS 6 — r cos y) sin у _
k ft — (ft cosfl — r cos y) COS Ф ’
9=
(ft cos fl — r cos y) sin ф
sin u
a)
1 Точка D соответствует вершине резца.
r.ru
182
Резцы
Для q можно получить и другую формулу:
из &LDK .... KL = DL sin ф = Q sin<p;
KD = DL cos Ф = Q cos Ф;
KB=KD — BD-,
KB = Q cos ф — (R cos 0—r cos y);
q = VKL2+KBz.
3 — K(0 sin Ф)2 (Q cos Ф — R cos 6 + r cos у)2. (II)
Предположим, что надо спроектировать профиль резца для детали,показанной
на фиг. 201.
По одной из формул, указанных выше, определим сначала q для г и затем qt
для гх; причем при определении пользуемся соотношением между г и гх, рассма-
тривая как R.
Фиг. 201. Фасонная деталь.
Теперь остается определить, как изме-
няются на профиле резца углы изделия
М п N. Проведем радиальную плоскость
L — L (фиг. 200), в которой должен лежать
действительный профиль резца, и построим
внизу его сечение BGFH в этой плоскости.
Находим соотношения, которые существуют
для углов профиля резца и профиля изде-
лия:
FH — BF ctg n = (Q — q) ctg n;
F\lh = BrFY ctg N = (R—r) ctg TV;
но, так как искажения размеров вдоль оси не имеется, то:
FH^FJb,
когда:
(Q—q) ctg n = (R—r) ctg А;
откуда:
= (III)
(где q — определяется по вышеприведенным формулам.
Аналогичным же путем определяется и угол т:
(IV)
Пример. Дано изделие (фиг. 201) со следующими размерами:
R = 25,4 ми, г = 12,7 мм, гх = 19 мм, К = 30°,
М = 40°, (7 = 50,8 ми, у = 12°, Л = 10,2 о.
Круглые фасонные резцы.
183
Определение 5 (по формуле II):
sin е = = 0,104;
0 = 5°58';
Л 10,2 Л9.
sm а — — 60,8
а=11°32';
Ф=а-J-у = 23°32’
q — ]Л(() sin ф)2 -f- (Q cos ф—R сов 6 + г сов у)2 = 39,37.
Определение qx (п о формуле I):
. , г, sin у 12,7-sin 12° л-190.
вш ех = Jg----= 0,138;
6 = 7°58';
tg = _Jr.cosfl,--rco87)Bin| = 0 057
61 t\ (t\ CCS Oj — r cos 1) cos ф ’
o)1=3°17';
__ faces 61 — r cos fl sin ф = 45 34.
h sin Ш ’
Определение углов n и tn:
ctg»=H=^=l,92;
»=2И8’.
В частном случае, когда режущая кромка расположена в горизонтальной
плоскости, т. е. у = 0, для определения меньшего радиуса q резца служат следую-
щие формулы:
При у = 0; 0 = 0; ф = а,
тогда '
(B-r)sina цп
где <0 определяется из уравнения
, (Н—г) sin а
R—(H — г) cos а’
chipmaker.ru
Призматические фасонные резцы
186
1Si Резцы
ИЛИ
q = V (Q sin a)2 + (() COS a — Й U- r)2 (IP)
или же, наконец:
? = KK2 + ^-^ACcos^, (ПР)
. тце,К = Е — г.
8. ПРИЗМАТИЧЕСКИЕ ФАСОННЫЕ РЕЗЦЫ
Профиль призматического резца можно определить также графическим и ана-
игическим методами.
Фиг. 202. Графическое по< гроеппе радиального призмати-
веского резца.
представлено графическое построение; вверху дан профиль изделия. Пересечем
профиль рядом секущих п лоскостей Оа0,1аг, 2а2 и т. д. и полученные точки снесем
па горизонтальную прямую АВ, т. е. на ту плоскость, в которой лежит действитель-
ный профиль изделия. Получаем точки Ьо, Ьг, Ъ2 и т. п. на изделии. Такими точ-
ками являются с0, сх, с2 и т. п., которые получаются при засечке радиусами, прове-
денными из центра О и равными соответственно ОЪ0, иЪг, 0Ъ2 и т. п. Из полученных
точек с0, сх, с2 и т- Д- проводим прямые, параллельные задней грани резца т. е.
под углом а к вертикали. Так как действительный профиль резца лежит в плос-
кости, перпендикулярной к задней грани, то в ней и надо произвести построение
искомого профиля. Проведем в произвольном месте ось сечения профиля шаблона
ехо и отложим от нее расстояния 01,1 2, 1 3 и т. д., указанные на изделии, так
как искажения размеров вдоль его оси не имеется. Точки пересечения е0, е2
и т. д. взаимно перпендикулярных линий и характеризуют собой искомый про-
филь. Полученные точки соединяем плавной кривой. По этому профилю и необ-
ходимо изготовить шаблон для резца.
Б частном случае, когда режущая кромка произматического резца распо-
ложена на оси изделия, т. е. при у = О, получа-ется только одно искажение, а
именно от угла «. Тогда точки с0, сг, е2 и т. д. совпадают с точками t01 Ъх, Ь2
и т. д. Из последних точек и необходимо провести прямые, параллельные плос-
кости задней грани резца, по которым и производится уже построение профиля
шаблона.
Перейдем теперь к аналитическому методу определения профи ш резца. Вве-
дем следующие обозначения (фиг. 203):
R — максиматьный диаметр изделия;
г — минимальный диаметр изделия;
а —задний угол;
у — передний угол.
Требуется определить глубину профиля ЕЕ.
Из A ACD . ..... AC = CD- siny = r- siny;
AD = CD сов у =r- cosy; l
• 0 AC r • sin у .
из A ABC...........sin6=-jj£=—/(—; i
AB = BC • cos 6 = 7? • cos 6;
BD — AB- AD = Я cos 6—r cos y;
из &DBE............BE — BD cos (у -ф- a);
BE = (R cos 0—r cos y) cos (y + «). (VI)
Размер BE можно определить и другим путем.
Рассмотрим сначала графический метод. Предположим, что резец имеет зад-
ний угол а и передний у. Вследствие наличия двух углов профиль резца претерпе-
вает двойное искажение: от угла a =10° и от утла у =12°. На фиг. 202
Из A ACD
AC = r - sin у;
. с г • sin у
бт6 —— L;
п
chipmaker.ru
186
Резцы
ИЗ дВСЕ......BF=BC-sin(i—6) = 7?sin(y —е);
из Л ВЕР.....в/)—=
Sin Y Sinf ’
Фиг. 203. Аналитическое определение профиля радиального
призматического резца.
из Д DBE.............BE = BD cos (у + a)i
BE = ii + (уп)
Искажения углов легко определяются таким же методом, как и для круглых
резцов. Обращаясь к детали, показанной на фиг. 201, и сечению HBGE резца в пло-
скости, перпендикулярной к задней грани, вычерченному внизу на фпг. 203, мы
можем по аналогии с круглыми резцами написать:
. (Я — г) etg .V
ctgra —— j>E^-
(VIII)
____________________Фасонные тангенциальные резцы________________ 187
Формулы VI—VIII служат для определения всех размеров шаблона призма-
тического резца.
В частном случае, когда у = 0 (а значит и 6 = 0), величина BE определяется
по формуле.
BE = (И — г) cos а, (VI') —
т. е., чтобы определить размеры действительного профиля резца, необходимо
размеры профиля изделия умножить на постоянный коэфициент, равный cos«.
4. ФАСОННЫЕ ТАНГЕНЦИАЛЬНЫЕ РЕЗЦЫ
Фасонные тангенциальные резцы (в отличие от радиальных) имеют подачу,
направленную по касательной к обрабатываемому предмету, т. е. параллельно
Фиг. 204. Изменение заднего и переднего углов тангенциального резца.
оси X — X (фиг. 204). Из этого следует, что вершина 0 резца должна быть уста-
новлена на прямой, параллельной оси X — X и проходящей через внутренний
диаметр изделия. У тангенциального резца передний и задний углы не являются
постоянными в процессе резания, а меняются по мере проникновения резца
в металл. Сравним для примера углы для точки О в начале и в конце обработки.
В 1-м положении (начало работы) передний угол обозначим через ц, задний
угол через ах, во 2-м положении (конец работы) — соответственно через у2 и а2.
Из фигуры видно, что с уменьшением диаметра изделия передний угол возрастает,
а задний угол, наоборот, уменьшается. Таким образом, при выборе переднего
угла надо учитывать минимальный предел ух для 1-го положения, при выборе
заднего — минимальный предел а2 для 2-го положения.
chipmaker.ru
18S Резцы
Выше было сказано, что вершина резца должна устанавливаться по внутрен-
нему диаметру, следовательно, угол ф характеризует высоту установки или глу-
бину резания. Из д ООгС можно найти следующую зависимость:
или
созф = -£
r — R cos
т. е. соотношение между г и R ограничено в довольно малых пределах.
Отсюда вытекает, что эти резцы больше подходят для чистовой работы, чем для
черновой, так как они менее пригодны для снятия большого слоя металла.
Фиг. 206. Фасонный тангенциальный резец.
Задний угол выбирается в зависимости от предельной величины его во 2-м
положении. Угол «2 берется в пределах 2—3°.
Основное отличие тангенциального резца от радиального заключается в том,
что обработка им происходит пе по всему профилю, а постепенно, по мере того,
как в соприкосновение с предметом вступают все новые точки режущей кромки О А.
Когда точка 0 дойдет до горизонтальной плоскости у — ?/, проходящей через центр
заготовки, то в этом месте деталь будет обработана до требуемого размера. Весь
же профиль будет обработан только тогда, когда противоположная точка А прой-
дет через указанную горизонтальную плоскость. Это последовательное введение
в работу режущих точек возможно благодаря наклонному расположению кромки
ОА, т. е. наличию угла <р.
Тангенциальные резцы обладают следующими преимуществами:
1) диаметр изделия может быть получен весьма точно, так как размер его за-
висит только от положения резца по высоте, причем величина подачи никакого
влияния на него не оказывает;
2) вследствие наличия срезанной под углом о режущей кромки обработка
происходит не сразу по всей длине изделия, а последовательно, на что требуется
менее значительное усилие резания, чем для радиальных резцов;
Фасонные тангенциальные резиы
3) вследствие меньшего усилия резания и последовательной обработки про-
филя, тангенциальные резцы особенно хорошо оправдывают себя при обработке
широких, а также и мало устойчивых по отношению к изгибающему мо-
менту изделий.
Недобитками тангенциальных рез-
цов являются непостоянство углов
заднего и переднего на протяжении
работы инструмента и сравнительная
ограниченность применения их (более
пригодны для чистовых работ). Кроме
того, длина обработки у них значи-
тельно больше, чем у радиальных
резцов.
Рассмотрим" методы проектирова-
ния тангенциальных резцов. Для
примера возьмем резец, показанный
на фиг. 205, и рассмотрим последо-
вательные стадии установки его по
отношению к обрабатываемому пред-
мету. Установку ведем по внутрен-
Фиг. 206. Первое положение тангенциаль-
ного резца.
нему диаметру.
На фиг. 206, слева, показано 1-е положение резца. Угол у + а служит для
облегчения резания. При отсутствии заднего угла, т. е. когда плоскость 0г IV
(задняя грань) резца расположена параллельно оси изделия, условия резания не
будут благоприятными вследствие трения, возникающего между этой плоско-
стью и поверхностью обрабатываемого ,
предмета. о
Фиг. 207. Второе положение танген-
циального резца.
Фиг. 208. Третье положение танген-
циального резца.
Поэтому для облегчения работы необходимо дать резцу задний угол а, т. е.
наклонить его под углом а к octi X изделия, как показано (2-е положение) на
фиг. 207. Если оставить резец в этом положении, то при указанной стрелкой по-
даче в работе будет участвовать только одна точка 0х, расположенная в вертикаль-
chipmaker.ru
100 Ре.зцы
ной плоскости, параллельной оси X — X. В то же время все другие точки ре-
жущей кромки, как расположенные влево от указанной вертикальной плоско-
сти, работать не смогут и при перемещении будут проходить мимо изделия, не
задевая его.
Для того чтобы в резании участвовали все точки кромки ОА, необходимо,
чтобы она была расположена в вертикальной плоскости. Для этой цели нужно
повернуть резец вокруг его оси так, чтобы режущая кромка приняла вертикаль-
ное положение. Таким образом, мы получили 3-е положение, которое является
рабочим (фиг. 208).
Профиль тангенциального резца может быть определен как графическим,
так и аналитическим методами. Рассмотрим сначала графический метод, пред-
ложенный американским инженером Дж. Ингалл.
На фиг. 209 приведено построение профиля резца для изделия, показанного
на фиг. 205; I — действительная форма изделия; II — боковая проекция резца;
III — горизонтальная проекция резца; IV — действительная форма резца в се-
чении Х — Х, перпендикулярном к его оси.
Пунктиром ОА на зек. III показано первоначальное положение режущей
кромки. Проектируя точку А на боковую проекцию, мы получаем точку С,
причем OB = OjC. Таким образом мы получили 1-е положение согласно
фиг. 206.
Теперь поворачиваем резец книзу на угол а. Тогда точка С будет описывать
дугу CD вокруг центра Ot и займет новое положение (точка D) на прямой 0г02.
Это даст нам 2-е положение резца согласно фиг. 207.
Для того чтобы резание осуществлялось всеми точками профиля, переносим
точку D обратно в горизонтальную плоскость (3-е положение, фиг. 208). Для этой
цели поворачиваем вокруг линии (ДО2 резец до тех пор, пока точка D нс сов-
местится с точкой Е на горизонтальной плоскости. Перемещение точки D проис-
ходит по перпендикуляру и, следовательно, (Д D Е есть прямоугольный треу-
гольник. Теперь верхняя плоскость резца будет составлять с горизонтальной ли-
нией угол w, как указано на зек. IV в сечении резца по X — X. Сносим точку Е
на горизонтальную проекцию и получаем точки G и F, характеризующие рабочее
положение резца, причем FG меньше АВ.
Прямая G2H2 представляет собой новую ширину резца, которая будет не-
сколько меньше первоначальной ширины АВ. Прямая F2H2 равна DE, линия
FJI2 перпендикулярна (?2Н2, следовательно, треугольник G2F2H2 будет также
прямоугольным. Z
Нужно отметить, что при таком повороте угол <р в горизонтальной проекции
оказывается несколько больше, и резец надо подрезать под углом <р2, но при проек-
тировании можно в расчет его не принимать, как будет видно из дальнейших рас-
суждений.
Прямые OF и GF в горизонтальной проекции и прямая ОгЕ в боковой проекции
в сечении X — X сливаются с прямой G2F2.
Режущая кромка OtE будет резать в горизонтальной плоскости, значит, вся-
кая другая, горизонтальная плоскость будет параллельна ОГЕ. Отсюда следует,
что, если в сечении X — X прямая G2F2 есть действительный вид режущей кромки
OJ?, тогда любая горизонтальная прямая, параллельная (ДЕ, будет параллельна
и G2F2, а вместе с эгпм будут параллельны прямой G2F2 и все горизонтальные
прямые обрабатываемого предмета.
Фасонные тангенциальные резцы
1ST
Определим теперь положения вертикальных режущих кромок, которые опреде-
ляют длину горизонтальных размеров изделия. Режущие кромки для обработки
вертикальных поверхностей изделия располагаются также в вертикальных пло-
скостях, следовательно, расстояния между ними па изделии должны оставаться
одинаковыми и на резце. Но, так как вертикальные поверхности изделия перпен-
дикулярны его оси, то отсюда вытекает важное следствие, что все горизонтальные
размеры не подвергаются искажению и будут измеряться в их действительной длине
вдоль прямой.
Вертикальные размеры подвергаются искажению, и при проектировании про-
филя резца нужно.вводить определенное корректирование. Предположим, что
chipmaker.ru
193 Резцы
профиль VWXYZ представляет собой действительную форму изделия в сечении
по его оси. Проведем соответственно через характерные точки профиля IF, X, V
секущие плоскости 1—1; 2—2\3—3 параллельно оси изделия. Рассмотрим плос-
кость 1—1. Точку F, находящуюся в плоскости 1—1 на режущей кромке OF,
сносим на боковую проекцию и получаем точку М. Через эту точку должна прохо-
дить секущая плоскость 1—1. Она определяется с одной стороны прямой ММ2,
лежащей в верхней плоскости резца и параллельной прямой 0х02, а с другой —
прямой ММ3, лежащей на передней грани резца и параллельной прямой О^з.
Эта невидимая плоскость показана на чертеже в заштрихованном виде. Проекти-
руя точку W на боковую проекцию, мы получаем точку L, лежащую в искомой се-
кущей плоскости. Если провести MN перпендикулярно к VZ, тогда MN равно
VW, т. е. представляет собой истинную глубину профиля изделия. Если же про-
вести LK перпендикулярно к прямой ММ2, то LK будет представлять собой истин-
ную глубину профиля на резце, причем размер LK равен величине PQ в сече-
нии резца по X — X. Прямая PQ лежит в плоскости 1—1, следовательно, она бу-
дет перпендикулярна к прямой в2Н2. Отсюда следует, что и все режущие кромки,
предназначенные для обработки вертикальных поверхностей, будут в сечении
X — X параллельны прямой PQ.
Прямая TS определяется подобным же образом, т. е. точка У, лежащая в секу-
щей плоскости 3—3 на горизонтальной проекции и на профиле изделия, сносится
на боковую проекцию. Б результате получается третья невидимая плоскость Л/ У U
и прямая У U, лежащая в ней, соответствующая действительному размеру TS
на резце.
Прямая QR, как обрабатывающая горизонтальный участок И'Х, будет в се-
чении X — X параллельна горизонтальной режущей кромке G2F2. Наклонная пря-
мая RS определяется посредством соединения полученных точек S н R.
Таким образом в сечении X — X нами получен профиль, по которому и должен
быть обработан резец с помощью строгания или фрезерования. Подобный резец
при установке в рабочем положении и дает изделие с требуемым профилем.
Б том случае, если необходимо построить какой-либо криволинейный профиль,
то проектирование ведется подобным же образом, и полученные точки в сечении
X — X соединяются плавной кривой.
Следовательно, построение профиля резца сводится в основном к сле-
дующему:
1) все вертикальные линии изделия будут в сечении X — X перпендикулярны
Л21)2;
2) все горизонтальные линии изделия будут в сечении X — X параллельны
g2f2-
3) все размеры изделия, перпендикулярные оси его, измеряются в сечении
X — X вдоль перпендикуляров к линии A2D2 начиная от G2F2\
4) все размеры изделий по горизонталям откладываются вдоль лиуии 02Н2
в их действительной длине на изделии;
5) наклонные линии определяются положением двух точек изделия, располо-
женных на этой наклонной; для ее нахождения проектируются обе точки на се-
чение Х-^Х и соединяются прямой, которая и будет искомой;
6) для построения профиля кривой необходимо провести ряд секущих плос-
костей через нее, спроектировав полученные точки пересечения на сечение X — X,
и затем проекции их соединить плавной кривой.
Фасонные тангеннна.'.ъные резцы
193
Аналитический метод заключается в определении постоянного множителя, на
который необходимо умножать все действительные вертикальные размеры изде-
лия, чтобы получить соответствующие скорректированные размеры для резца.
Сначала определяем ш, угол наклона режущей кромки к горизонтали:
sin «> =
I и2
(l 1 2
DE
~ АВ 1
но так как
DE = ODtg а
и.
то
OlUga-tea
Sln“ = ОБ
Так как OD= ОБ, то оконча-
тельно имеем:
Фиг. 210. Фасонная деталь.
Sin <о = tg а • tg <р.
Таким образом угол w определяется только через углы а и ср.
Теперь определяем постоянный множитель.
Z NML=у; Z MLK = у + в;
из Л Л/Л'В...........ML = V- =
cos y cos т /
из Л MLK.............LK = ML • cos (у -J- а)
пли
__ VIP cos (у + a)
cos 7
Так как ГМ7 есть истинный размер изделия, a LK соответствующий ему скор-
ректированный размер, то выражение
cos (у 4-я)
X cost
и является искомым множителем.
Произведем аналитический расчет профиля резца для изделия, показанного
па фиг. 210. Предположим, что угол © = 30е; угол а= 5°; угол у=12°;тогда
sm <о = tg а • tg ф = tg 5° • tg 30°,
Вычерчиваем сечение резца, как показало на фиг. 211. Линия G2F2 наклонена
к горизонтали D2A2 под углом 2°53'. Ширина резца выбирается такой, чтобы
ложно было обработать всю длину изделия с подрезкой его торцов.
13 Семенченко
chipmaker.ru
Ж
Резцы.
Постоянный множитель равен:
cos (7.+i)=ggg_”° 0,978.
cos y cos 12 ’
Теперь проводим на изделии ординаты для шести указанных точек. На тех же
расстояниях по горизонтали проводим перпендикуляры в сечении X — X, соот-
Углы измеря-
ются в плоско-
сти ОМ
ЛЛВ1:^- Горизонталоная плюкость
стола станка / нрезца
^К^777ТТГГГ7ТГТТ77ТГ77^ Н 2
; Разрез х-х
' ft
и^2°53
Верхняя плоскость
резца
Фиг. 211. Аналитическое определение профиля тангенци-
ального резца.
ветствующие шести точ-
кам. После этого умно-
жаем каждую ординату
СДх, па постоян-
ный множитель и полу-
ченные размеры перено-
сим на ординаты
DjS} нт. п. в сечение
X —X соответственно от
линии G2F2. Затем сое-
диняем точки 1Х и 2Х пря-
мой, через точки 2Х\ Зг‘,
51 проводим плавную
кривую, а точки 5г и 6Х
соединяем прямой, па-
раллельной G2F2.
Таким образом мы
получили профиль1 шаб-
лона, по которому дол-
жен быть изготовлен
инструмент (фрезер или
резец), предназначенный
для обработки требуе-
мого нам резца. При
обработке профиля (фрезерованием или строжкой) резец устанавливается на
«толе станка своей основной плоскостью, т. е. D2 А2 (фиг. 211).
Угол с?2 определяется по уравнению:
tg?2
tg?
cos а • cos <а
а^г/7
и промеряется в горизонтальной плоскости.
6. ФАСОННЫЕ РЕЗЦЫ ДЛЯ ЗАТЫЛОВОЧНЫХ РАБОТ
Для затылования фрезеров со снятым затылком применяются фасонные пла-
вкие резцы, у которых рабочая часть сделана за одно целое с хвостовой.
Эти резцы закрепляются на супорте токарно-затыловочного станка с помощью
•дпого или двух болтов, прижимающих хвостовую часть резца. Вследствие того,
что резец работает периодически с ударной нагрузкой, скорость резания берется
небольшой в пределах 1,5—5 м, а подача пе более 0,02—0,10 мм/об..
Фасонные резцы для затыловочных работ
195
На фиг. 212 показан один из таких резцов, предназначенных для обработки
фрезеров для канавок метчиков. Профиль резца делается по шаблону согласно
форме канавки метчика.
Передний угол вследствие установки резца по центру изделия отсутствует
(фиг. 213). Такая установка облегчает изготовление резцов, так как исключает
корректирование профиля, необходимое при наличии переднего угла.
Заточка такого резца происходит только по передней грани параллельно пло-
скости основания на плоскошлифовальном станке и, следовательно, является до-
вольно простой работой по восстановлению режущей способности резца. Форма
резца позволяет при такой заточке получать постоянный и неизменный профиль
во всех своих сечениях. Это дает возможность с помощью такого резца обрабаты-
вать большое количество
изделий с постоянным
профилем.
Задний угол а вы-
бирается в пределах
15—35°. Необходимость
иметь такой большой
угол объясняется тем,
что задний угол не оста-
ется постоянным у всех
точек профиля. Он до-
стигает максимальной
своей величины на гори-
зонтальных участках, па-
раллельных оси заготов-
ки, и минимальной на
вертикальных.
Найдем зависимость
между задним углом на
горизонтальном участке
а и углом на любой точке х участка, составляющего угол <? с осью профиля.
Рассмотрим два сечения резца: 1) плоскостью 1—1, перпендикулярной к гори-
зонтальному участку, и 2) плоскостью II—II, перпендикулярной к наклон-
ному участку. Тогда можем написать: ।
fl = Atga (сечение I — Г).
b=/itga1 (сечепие II — II),
Ь — a sin v (из Д АВС).
После преобразования будем иметь окончательно:
tg — tg а • sin о.
Если вместо наклонного участка профиль снабжен криволинейным, то для опреде-
ления угла <р в какой-либо его точке а, необходимо провести касательную через
эту точку под углом ® к оси профиля.
Таким образом из формулы видно, что задний угол на участках, имеющих
отклонение от горизонтали, имеет мепьшее значение, чем па горизонтальных уча-
chipmaker.ru
j9C>Резг^ы
стках. Поэтому при проектировании для угла а надо выбирать такую величину,
чтобы задний угол даже на самых неблагоприятных участках профиля имел еще
достаточное значение. Так например, у резца при заданном заднем угле а = 25°,
в сечении 1—1... ах= ~ 14°, а в сечении II—II...а2 = ~ 7°.
Фпг. 213. Определение профиля затыловочного фаеопного резца.
Глубина профиля t резца в сечении, перпендикулярном к задней грани, будет
меньше глубины профиля S в сечении, проходящем через переднюю грань. Зави-
симость между этими двумя величинами определяется по формуле (из Л ОРИ):
t = S • COS а.
♦
Ширина профиля в обоих сечениях остается без изменений.
Изготовление фасонных резг^ов
197
6. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФАСОННЫХ РЕЗЦОВ
Круглые фасонные резцы
Изготовление круглых фасонных резцов не представляет больших затруднений
благодаря круглой форме, позволяющей вести обработку на токарном и кругло-
шлифовальном станке.
Предварительная обработка (фиг. 214) производится на токарном или револь-
верном станке. Последний особенно удобен при большой партии резцов, одновре-
Фиг. 214. Фасоппый круглый резец.
мевно пускаемой в обработку. В этом случае резцы до 60 мм диаметром обраба-
тываются из прутка, а свыше — в патроне, для чего заготовки предварительно
отрезаются на отрезном станке или на приводной ножовке.
На револьверном станке производятся:
обточка торца и снятие фаски;
центровка отверстия;
сверление;
r.ru
198 Резцы
расточка (или зенковка) отверстия и внутренней выточки;
развертывание;
обточка по диаметру (одновременно со сверлением);
отрезка (при обработке из прутка).
После револьверной обработки подрезается второй торец, обтачивается выступ
для зубцов и снимается фаска. Операции производятся на токарном станке, за-
тем приступают к обработке профиля на токарном станке, причем для последней
шлифовки оставляется припуск 0,6—0,8 мм. Припуск должен быть задан одина-
ковым по всему профилю и перпендикулярно оси резца. Это облегчает токарную
работу, так как для получения требуемых для обточки размеров достаточно при-
бавить одну и ту же величину к размерам, указанным на фигуре. В исключитель-
ных случаях при наличии острых углов приходится во избезкание пережога во
время закалки повышать величины припуска в этих местах.
После токарной обработки производится фрезерование зубцов и фрезерование
с помощью циркульной пилы сегмента для образования режущей поверхности.
Обычно сегмент надрезается не до конца и остается в теле резца до окончания
круглой шлифовки по профилю. Однако такой способ едва ли следует рекомендо-
вать, в особенности, если резкущая грань должна быть снабэкена передним углом,
так как в этом случае приходится много затрачивать времени на заточку закален-
ного и, следовательно, весьма твердого материала. Практика показывает, что
наличие выреза в круглом резце не вносит никаких дефектов при круглой шли-
фовке и поэтому сегмент может быть удален перед термической обработкой.
После клеймения и удаления заусенцев следует термическая обработка — за-
калка и отпуск. Режим при термической обработке остается тем же, что и для
остальных инструментов из быстрорежущей стали. Температура нагрева для за-
калки берется для фасонных резцов несколько меньше (1240—1260°), чем для
обычных, так как оплавление кромок профиля здесь не желательно. Охлажде-
ние — в масле. Нагрев для отпуска производится до температуры 560—580°
с последующим охлаждением в спокойном воздухе (но не в масле).
Шлифовальные работы разделяются на:
шлифовку отверстия и одного торца;
шлифовку профиля (по диаметру).
На шлифовальные работы надо обращать серьезное внимание, так как от ка-
чества их зависит точность профиля и чистота обрабатываемых данным резцом
изделий. Шлифовка отверстия необходима потому, что отверстие является базой
как для дальнейшей обработки, так и при эксплоатации резца. Для сохранения
перпендикулярности оси резца к торцу операции по шлифовке отверстия и шли-
фовке торца следует производить с одной установки. Эта работа может быть успению
выполнена на станке для внутренней шлифовки, снабженном приспособлением
для плоской шлифовки. Припуск на шлифовку отверстия дается в пределах от
0,15 до 0,35 мм в зависимости от диаметра отверстия.
Шлифовка профиля разбивается на ряд отдельных операций, которые заклю-
чаются в шлифовке различных участков профиля. Сначала рекомендуется шли-
фовать наиболее длинный участок, а затем переходить на более короткие. Для
проверки правильности профиля необходимо пользоваться как общим шаблоном,
соответствующим всему профилю резца, так и отдельными выработками для кон-
троля различных его участков.
Для получения более чистой поверхности рекомендуется после шлифовки
Изготовление фасонных резцов_________ 199
резец полировать с помощью притира из красной меди или чугуна с притирочным
порошком и маслом.
Заточка передней грани осуществляете^ на универсально-заточном или плоско-
шлифовальном станке. Установка на станке, производится в специальном приспо-м
соблении, дающем возможность установить резец под требуемым углом. Правиль-
ность заточки контролируется шаблоном, состоящим из оправки и диска из тонкого
железа с вырезом, соответствующим вырезу, имеющемуся на резце. Проверяемый
резец насаживается на оправку и поворачивается до тех пор, пока срез на диске
не будет совпадать с режущей кромкой. Совпадение их будет характеризовать
правильность заточки.
Фиг. 215. Схема, оптического станка для обработки фасонного профиля.
Призматические резцы. Призматический фасонный резец изгото-
вить труднее, чем круглый резец. После отрезки и предварительной обработки
всех плоскостей заготовка подвергается разметке как по основанию (ласточкин
хвост), так и по профилю.
После разметки производится строжка или фрезеровка основания резца, а за-
тем приступают к обработке профиля. Так как правильный профиль резца лежит
в плоскости, перпендикулярной к основанию, то припуск на шлифовку должен
устанавливаться также перпендикулярно к плоскости основания. Величина
припуска берется в пределах 0,2—0,5 мм. Как при предварительной обработке
профиля, так и при окончательной его шлифовке необходимо следить, чтобы все
поверхности, образующие поперечное сечение резца, были строго параллельны
плоскости основания, которая является базой при обработке и в эксплоатации.
Заточка резца производится в специальном приспособлении, обеспечивающем
правильное положение режущей грани по отношению к оси изделия и плоскости
основания резца. Контроль правильности заточки осуществляется шаблоном.
Германская фирма Л. Леве выпустила на рынок оптический шлифовальный
станок (фиг. 215), который дает возможность шлифовать профиль призматических
тезцов без разметки и предварительной обработки профиля. Станок построен
по принципу пантографа. Камень при шлифовании копирует движения штифта,
передвигаемого рабочим по кривой профиля, вычерченного в большом масштабе
на листе бумаги. При работе рабочий наблюдает за процессом шлифования в ми-
кроскоп.
ЛИТЕРАТУРА
А. Книги и статьи на русском языке
Р е й н д л ь, Режущий инструмент, 1927.
Шевченко, Конструкции режущего инструмента, 1933.
Соколовский, Технология машиностроения т. 2, 1933.
Левин, Резцы, 1926.
Мисож пиков, Инструменты и приспособления для автоматов, 1933.
Сборник Б и п т, Резание металлов, 1921.
Феста, Режущие инструменты, 1931.
Глебов, Теория нанвыгоднсйшего резания металлов, 1933.
Беспрозваппый, Теория резания металлов, 1933.
П п г а л, Проектирование тангенциальных резцов для фасонных изделий, «Спе-
циальное машиностроение», № б—6, 1932.
Ваксман, Методы пользования станками для заточки резцов системы Шиес-
Дефриз, Гишольт и др., «Станки и инструмент», .№ 10, 10.31.
Фру мин, Выбор углов заточки и установки резцов на револьверных станках
Питтлер, «Станки и инструмент», № 11, 1933.
О различной установке резцов о т н»о с и те л ь н о оси обта-
чипаемого предмета, «Оргаипформация», ХП, 1926.
Г и п п л е р, Форма резца с научной точки зрения, «Оргаинформация», XII, 1926.
Шейнин, Выбор резца. «Оргаинформация», А» 4, 1932.
Н е з н а м о в. Сравнение работы резцов с положительным и отрицательным возвы-
шением лезвия с имеющими лезвие горизонтальное, «Вестник Металлопромышленности»,
№ 10, 1929.
Г и п и л е р, Что приносит больше выгоды: улучшение качества материала резца
или усовершенствование его формы, «Оргаинформация», VIII, 1926.
О р е з ц а х II г и а т ь е в а, «Бюллетень Технич. Конторы «Орга-Металла», II. 1928.
Че л и анов. Сравнение выгодности цельных и паварпых резцов, «Техника и Про-
изводство», № б, 1928.
Симон, Геометрия лезвия и ее значение для снятия стружки. «Оргаипформация»,
К. 10, 1929. /
Левин, Сварка режущего инструмента, 1934.
Рабинович, Резцы, 1936.
Бронштейн, Режущие инструменты, 1935.
Беккер, Тугоплавкие соединения и их использование в технике, 1934.
Труды первой конференции по твердым сплавам, Сборник IV, 1932,
изд. 1933.
Резание металлов, изд. Берлинского Бюро Иностр. Науки и Техники, 1927
Б. Книги и статьи на иностранных языках '
Deutscher Werkmeister К ale n de г. Schneidwerkzeuge und Vorrich-
tungsbau.
L. II a a s. Boring Bars and Boring Heads. Am. Mach. N. Y. 1913 11/IX.
J о li n s о ii. Contour calculations for forming tools. Am. Mach. Loud. 1932 и 1933 —
1/X; Ш/X; 29/X; 12/XI; 26/XI; 10/XII; 21/1; 4/II.
Richards. Straight and Circular Form Tools with Top Rake. Machinery Lond.
1932, V. 39, № 1007.
chipmaker.ru
202 Литература
D. I n g a 11. Machinery 1932, III.
E. Simon. Die Geometrie der Schneide. Maschinenbau 1930 № 17.
E. Simon. Beziehungen und Bezeichungen bei Schneidstahlen. Werkstattstechnik
1917, Bd. 11, 18 n 289.
Hippier. Wissenschaftliche Gestaltimg der Werkzeuge. V. D. T. Zeitschrift 1925.
Bd. 69, S. 227.
The Calculation of Straight-form. Tools having Top Rake.
Machinery bond. 1922. 15/VI.
Schallbroch. Zirspanbarkeit neuzeitlicher Werkstoffe (с ценным указателем
литературы по теорпп резания) Maschinenbau 1933, № 9—10.
Franklin. Modern Toolmaking Methods. 1920.
Optische Profil — Schleifinaschine. Loewe-Notizen 1931, № 3—5.
Rnnder Formstahl. Maschinen-Konstrukteur 1933, № 17—18.
Hilbert. Einfache Berechnung fur den runden Formstahl ohne Brustwinkel. Werk-
etatt und Betrieb. 1933, № 21—22.
Korrektur an Rundstahlerj. Werkzeugmaschine 1933, № 22.
E. S i m о n. Die Geometrie der Schneideund ihre Bedeutung fur die Zerspannung. Werk-
etattstechnik 1929, № 12.
S h e 1 d о m. Circular Form-Tools. Am. Mach. Bond. 1928, V. 68, № 21; 22; 23; 25;
26; V. 69, № 1.
Grinding. Chart for Tools. Am. Mach. Lon-. 1929, X 11.
RadiusForming Tools with Front and Top Rake. Machinery Bond. 1929, № 872.
Corrections for Circular Form Tools Am. Mach. Bond. 1929, .№ 8.
Hinman. Adjusted Diameters for Circular Cutters. Am. Mach. Bond. 1929, № 29.
Отдел третий
СВЕРЛА
I. ТИПЫ СВЕРЛ
Сверло является одним из самых распространенных инструментов при обра-
ботке металлов. Оно предназначается для сверления отверстий в самых разнообраз-
ии деталях и применяется на сверлильных, токарных, револьверных, расточных,
автоматах и других станках.
При сверлении могут иметь место два случая:
1) когда вращается сверло, а обрабатываемый предмет стоит неподвижно,
например на сверлильном станке (фиг. 216, I);
2) когда вращается деталь при неподвижном сверле, например на токарном
станке (фиг. 216, II).
При втором способе получается отверстие, ось которого всегда совпадает с осью
шпинделя токарного станка, в то время как при первом — сверло может иногда
сделать косое отверстие. Таким образом
во втором случае работа будет более точ-
ной, чем в первом. Объясняется это тем,
что на токарном станке обрабатываемый
предмет вращается вокруг оси шпинделя;
вследствие этого, далее в случае, когда
ось сверла не будет совпадать с осью
шпинделя (по причине неправильного за-
крепления сверла в су порте, непарал-
лелыюсти направляющих супорта и линии
центров и т. п.), отверстие все же полу-
чается с правильной осью.
(Дорабатываемый предмет при своем
вращении будет с большей силой давить
на кромку АВ, чем на кромку ВС, поэтому
процесс сверления будет способствовать
восстановлению правильного положения
сверла, даже в случае, если оно приняло
Фпг. 216. Схемы работы сверла.
неправильное положение.
Правда, вследствие несовпадения осей сверла и шпинделя отверстие может
получиться несколько расширенным или может быть эллиптической формы, но
это бывает редко и не имеет такого большого значения, как несовпадение теорети-
ческой и фактической осей отверстия.
Несколько иное явление мы имеем при сверлении, когда сверло вращается и
подается к обрабатываемому предмету. Если сверло в процессе работы получит
косое направление, то выправить его уже не удастся, так как неподвижный об раба-
chipmaker.ru
206
Сверла
тываемый предмет давит одинаково на кромки АВ и ВС. Поэтому в тех случаях,
когда при сверлении хотят получить отверстие с точной осью, надо применять
второй способ обработки. Этот же принцип положен в основу конструкции всех
станков, предназначен-
ных для сверления глу-
боких отверстий.
Сверло относится к
наиболее древним ин-
струментам. Первона-
чально оно употребля-
лось на ручной работе:
сверление осуществля-
лось с помощью луч-
ковой дрели (фиг.
217).
Постепенно сверло
подвергалось усовер-
шенствованию, пока не
появился лучший пред-
ставитель этого класса
Фиг. 217. Лучковая дрель. Инструментов СПИ-
ральное сверло.
На практике встречаются различные типы сверл:
а) перовые, б) пушечные, в) ружейные, г) сверла с прямыми канавками, д) спи-
ральные, е) центровальные, ж) специальные.
Перовое сверло по конструкции является наиболее устарелым. Перовое сверло
может быть двухсторонним (фиг. 218) для обработки при вращенпи в одну и другую
сторону или же односторонним — для
работы только в одну сторону. Перовые
сверла применялись главным образом в
ручных дрелях; в настоящее время они
не встречаются; односторонние сверла
(фиг. 219) применяются до сих пор; это
объясняется, главным образом, просто-
той их изготовления и большой устой-
чивостью при обработке твердых метал-
лов.
Пушечные и ружейные сверла при-
меняются для рассверливания длинного
отверстия, например в валах, шпинделях,
пушечных и ружейных стволах и т. п.
Сверла с прямыми канавками (фиг.
220) применяются, главным образом, для
сверления отверстий в тонких листах, в
особенности, если последние изготовлены
из вязкого металла, например из лату-
ни. При работе этими сверлами не имеет
места ввинчивание или заедание в от-
Фиг. 218. Одностороннее перовое сверло.
Типы сверл
207
верстии. При вязком материале это часто случается со спиральными сверлами,
в особенности, на выходе. Сверла с прямыми канавками легче изготовлять и
Фиг. 221. I — Сверло с цилиндрическим хвостом;
II — сверло с коническим хвостом.
Фиг. 222. Сверла с пластинками сплава победит.
затачивать, поэтому они дешевле спиральных. Недостатком их является то,
что угол резания у пих больше 93°, поэтому они работают в худших усло-
виях, чем спиральные. Кроме того, весьма часто у сверла делают прямые канавки
в том случае, когда режущая часть изготовлена с пластинками из твердых сплавов.
Спиральные сверла разделяются на:
1) сверла с цилиндрическим хвостом, или цилиндрические (фиг. 221,1);
2) сверла с коническим хвостом, или конические (фиг. 221. II).
chipmaker.ru
508
Сверла
Цилиндрический хвост у мелких сверл обычно делается от 0,25 до 12 .ч.и, кони-
ческий — от 5 мм и выше. Цилиндрические сверла бывают: 1) с длинной рабочей
частью; 2) с короткой рабочей частью.
Фпг. 224. Сверло с коническим квадратом.
• /
По роду материала спиральные сверла разделяются на быстрорежущие,
углеродистые и на сверла с пластинками из твердых сплавов (фиг. 222).
При обработке длинных отверстий применяются специальные сверла с внутрен-
ним охлаждением (фиг. 223). В таких сверлах канавка профрсзерована по винто-
Перовые сверла
209
вой липни и в нее заделывается трубка для подачи к режущим кромкам охлаждаю-
щей жидкости. Сверла, предназначенные для работы в трещетках, снабжаются
коническим квадратом (фпг. 224).
В зависимости от обрабатывав- “ h
мого материала в сверлах меняется ~" |Г~
угол при вершине и угол наклона
винтовой канавки. На фиг. 225 по-
казаны сверла для латуни — I; для
легких металлов — II; меди — II;
мрамора — III; эбонита — III; ба-
келита — IV.
Спиральные сверла обычно изго-
товляются с правой винтовой канав-
кой. Сверла с левой канавкой при-
меняются па автоматах и специаль-
ных станках.
Некоторой разновидностью спи-
Фиг. 22G. Центровальные сверла.
ральных сверл являются центро-
вальпые, служащие для сверления
центровальных отверстий. Они бывают: а) простые (фиг. 226, I); б) комбиниро-
ванные (фиг. 226, II). Сверло
последнего типа соединено
с зенковкой, что дает воз-
можность одновременно со
сверлением производить и раз-
зенкование отверстия.
Комбинированные сверла
могут быть снабжены также
и предохранительным кону-
сом (фиг. 226, III).
Кроме этих типов, на прак-
тике встречаются специаль-
ные сверла, конфигурация ко-
торых зависит от назначения
их. Эти сверла иногда изго-
Фиг. 227. Специальные перовые сверла.
пли трех разных диаметров (фиг. 227). Такие
образом, на револьверных, специальных станках
товляются ступенчатыми для
одновременной обработки двух
сверла применяются, главным
и автоматах.
1. ПЕРОВЫЕ СВЕРЛА
На фиг. 228 представлено перовое сверло, которое заточено таким образом,
что может сверлить только при вращении в одну сторону. Оно называется сверлом
односторонним в отличие от двухстороннего, которое работает при вращении как
в одну, так и в другую сторону.
Перовые сверла, обычно, делаются из круглого пруткового материала. Один
конец прутка расплющивается в виде лопатки и затачивается под углом <р = 116 —
14 Семенченко
chipmaker.ru
210
Сверла
118°. Угол « не остается постоянным для всех материалов. Указанные величины
являются средними, приемлемыми для всех материалов. Если же сверло изготов-
ляется для определенной работы, то рекомендуется угол менять в зависимости от
твердости обрабатываемого материала. Так, рекомендуется для твердых металлов
принимать 130 —140°, для мягких — 80 — 90°.
Вследствие заточки сверла под углом <р на острие образуется поперечное ребро
оЬ, которое должно составлять с осью сверла угол 0=55 . Оно обязательно
должно находиться на осп сверла, а режущие грани должны быть симметричны,
Фиг. 228. Одностороннее перовое сверло.
верхности резания; она отходит от прямой
так как, в противном случае,
отверстие будет получаться боль-
шего, чем следует, диаметра.
Для предотвращения трения
об обрабатываемую поверхность
сверло должно быть снабжено
боковым углом зазора 4, равным
5—6°.
Для повышения стойкости
рабочая часть сверла часто снаб-
жается утолщением по направле-
нию к стержню.
Перовые сверла работают в
худших условиях, чем спираль-
ные, так как угол резания у
них получается больше 90°. На
фиг. 229 представлен разрез
сверла по CD, т. е. перпендику-
лярно режущей грани.
Введем следующие обозначе-
ния:
Дуга Р — Р — поверхность
резания (кривая сечения конуса
плоскостью CD);
А—точка, в которой режу-
щая грань сверла касается по-
О — О, так как режущая кромка
сверла смещена относительно оси сверла;
О — О — ось. проходящая через середину сечения сверла;
М —- М — перпендикуляр к этой оси;
В — В — касательная к поверхности резания в точке А;
NA — нормаль к касательной к поверхности резания в точке А.
Представленное в таком виде сверло можно рассматривать как резец со всеми
ирису щими ему углами. Так, угол между нормалью AN и передней режущей гранью
есть передний угол у: угол между касательной В—В и задней гранью есть задний
угол а. Так как передняя грань выступает вперед за нормаль, то угол у имеет
отрицательную величину и, следовательно, угол резания 8 будет больше 90°.
В результате этого сверло работает в весьма тяжелых условиях, в особенности
на перемычке, где угол резания доходит до 150°. При таком большом угле резания
сверло уже не может резать и производит только скобление или растирание
Перовые сверла
S11
материала Для улучшения угла 8 на передней грани часто делается выточка
(фиг. 229), которая дает возможность получить угол у = 0° или же положительной
величине. Такое сверло работает значительно лучше, но режущая кромка полу-
чается несколько ослабленной, и прочность сверла уменьшается.
Задний угол а делается в пределах 10—20°, причем для вязких и мягких мате-
риалов он берется большим, чем для хрупких и твердых.
Данная конструкция имеет недостаток, заключающийся в том, что после заточки
сверло быстро теряет свой размер. Для предотвращения этого сверло часто снаб-
жают направляющей, как показано на фиг. 228. Длина I ее составляет от одного
до двух диаметров сверла, причем для уменьшения трения и избежания
защемления направляющая делается с небольшим задним конусом, т, е. диаметр
Фиг. 229. Разрез перового сперла.
сверла ближе к хвосту делается на 0,05—0,10 лч меньше, чем диаметр у вершины.
Такое утоныпение сверла не оказывает никакого влияния на диаметр отверстия,т. е.
не уменьшает его при последующих заточках сверла, так как при сверлении отвер-
стие всегда получается несколько большего диаметра вследствие «битья» сверла.
Для облегчения работы на режущих кромках часто делаются канавки (стружко-
ломатсли) (фиг. 230), которые дают возможность разламывать широкую стружку
на более мелкие. Канавки должны быть расположены несимметрично относительно
оси сверла. Кроме того желательно, чтобы эти канавки расширялись по мере удале-
ния от передней грани. Ширина канавки — 2—3 лич, расстояние между ними —
8—12 мм.
Перовое сверло иногда делают в виде вставного (фиг. 227). Такая конструкция
удобна благодаря лучшему использованию материала.
Недостатками перового сверла являются тяжелые условия работы и малая
производительность. Однако, несмотря на несовершенство конструкции, перовое
сверло до сих пор еще встречается в заводской практике. Оно применяется там,
chipmaker.ru
Сверла
212
где требуется повышенная жесткость сверла; так например, оно хорошо показало
себя при обработке твердых поковок или литья, где спиральные сверла менее
пригодны вследствие большой чувствительности. Перовые сверла применяются
также и при изготовлении кондукторов по пуговичному методу. Жесткость перо-
вого сверла обеспечивает здесь получение правильной оси отверстия даже и в том
случае, если отверстие было раньше, перед постановкой пуговицы, просверлено
неправильно.
Фиг. 230. Перовое сверло со стружколомателями.
Кроме того, перовые сверла отличаются простотой в изготовлении и обходятся
дешевле, чем спиральные.
2. СВЕРЛА ДЛЯ ГЛУБОКОГО СВЕРЛЕНИЯ
В машиностроении часто приходится иметь дело с полыми валами. Наличие
внутреннего капала чаще всего диктуется самой конструкцией изделия, например
нстволах ружей, пушек, шпинделей и т. п.
Полый вал делают и для облегчения конструкции, так как наличие канала
приводит к значительному уменьшению веса изделия и в то же время оказывает
незначительное влияние на понижение крутящего или изгибающего сопротивления.
Кроме того, внутренний канал часто служит и для подведения охлаждающей
жидкости к работающим частям изделия.
Обработку не особенно длинных отверстий можно производить с помощью спи-
ральных сверл, рабочая часть которых приваривается или припаивается к длин-
ному стержню. Однако спиральные сверла не могут применяться для длинных
отверстий, так как они при наличии двух режущих кромок недостаточно хорошо
направляются в работе и легко уходят в сторону. Кроме того, спиральные сверла
не могут отводить стружку у глубоких отверстий и не допускают удобного подвода
охлаждающей жидкости.
Длинные отверстия можно обрабатывать только с помощью сверл, предназна-
ченных для глубокого сверления. Эти сверла работают на специальных горизон-
Сверла для глубокого сверления
213
Фиг. 231. Пушечное сверло.
та льно-сверлильных станках или на токарных, причем в процессе работы вращается
заготовка, а сверло только подастся по направлению к изделию.
При глубоком сверлении почти не наблюдается увода сверла, т. е. ось заготовки
совпадает с геометрической осью вращения. Например, у ружейных стволов
диаметром 7 мм, при длине 600—800 мм, допускается увод сверла не более, чем
на Р/г—-2 лги. Обрабатываемая поверхность получается весьма чистой, гладкой
и без заметных рисок, так что иногда даже отпадает надобность в обработке отвер-
стия разверткой. Чистота обрабатываемой поверхности необходима также для
того, чтобы при последующих операциях не приходилось давать больших припус-
ков на обработку, например, для ствола виптовки дается припуск не выше 0,6 мм.
Из сверл, предназначенных для глу-
I бокого сверления, наибольшее распро-
странение получили пушечные и ру-
жейные сверла.
Пушечные сверла применяются для
сверления длинных отверстий, кото-
рые предварительно должны быть про-
сверлены спиральным или перовым
сверлом. Пушечные сверла могут при-
меняться также и для сверления отвер-
стий в сплошном материале. В этом
случае необходимо отверстие предва-
рительно надсверлить и расточить на
глубину, равную приблизительно 0,5
диаметра сверла, чтобы обеспечить в
начале работы правильное направле-
ние пушечного сверла. Предваритель-
ное сверление надо производить весьма
осторожно, чтобы предотвратить увод
спирального сверла.
Пушечное сверло применяется на
I специальных станках, которые допускают вращение обрабатываемого предмета;
вследствие этого ось изделия получается прямолинейной.
Рабочая часть пушечного сверла (фиг. 231) состоит из круглого стержня, кото-
рый профрезерован по центру сверла или же несколько выше (на 0,5—0,25 лсм),
в зависимости от размера сверла. Некоторые авторы рекомендуют фрезерование
производить пиже центра. Однако, это едва ли целесообразно, так как при такой
кромке сверло будет заедать в отверстии. Для контроля размера сверла у конуса
рабочей части оставляется поясок небольшой ширины (фиг. 232). Хвост делается
несколько тоньше диаметра сверла (па 0,5—5 jo), он припаивается или привари-
вается к рабочей части и изготовляется обычно из малоуглеродистой стали.
Рабочая часть для уменьшения трения и облегчения резания снабжается задним
конусом, т. е. диаметр переднего рабочего конца будет больше, чем заднего. Раз-
ница в диаметрах составляет, примерно, 0,05 мм на 100 мм длины. Задний угол а
делается в пределах 8—10°. Главная режущая кромка направлена обычно иод
прямым углом к оси сверла, что позволяет обрабатывать глухие отверстия с пло-
ским дном; вспомогательная же кромка срезана под углом 10°. Иногда сверло де-
лается без вспомогательной кромки и затачивается под углом 10° по всей ширине
chipmaker.ru
214
Сеер ta
(фиг. 232). Для облегчения резания и лучшего отвода стружки сверло часто
снабжается на режущей грани небольшой выемкой (фиг. 231), радиус которой
равен 15—75 хи, в зависимости от размера сверла. Фаска /' (фиг. 231) делается
от 0,05 до 0,25 мм.
Вследствие трения, возникающего в процессе резапия, что обусловлено большей
поверхностью соприкосновения сверла с обрабатываемым отверстием, а также
большим углом резания (90°), величина
подачи должна быть незначительной, а
именно 0,04—0,08 мм для сверл с диамет-
ром свыше 15 мм и 0.01—0,03 хи для сверл
диаметром ниже 15 мм. Скорость резания
также должна быть невысокой (от 10 до
18 м/мин) в зависимости от обрабатываемого
материала, так как при большой скорости
резания и значительной поверхности со-
Фиг. 232. Пушечное сверло в работе. ПриКОСНОВеПИЯ раЗВИВаСТСЯ МНОГО ТСПЛа.
шагодаря хорошему направлению сверла
отверстие получается довольно точным и чистым, вследствие чего почти исклю-
чается необходимость дальнейшей обработки его с помощью развертки.
Таким образом можно сказать, что по условиям и харакгеру работы пушечное
сверло является скорее расточным резцом, чем сверлом. Поэтому его нужно при-
менять при сверлении в кондукторе или же при предварительно надсверленном
отверстии, которое обеспечивает хорошую опорную поверхность задней грани
сверла.
Вследствие значительных недостатков пушечного сверла вместо него начали
фименять сверло, называемое ружейным, так как в первую очередь оно нашло
фименение при сверлении ружейных стволов. Такие сверла бывают до 70—75 мм
диаметром.
Ружейное сверло состоит из двух ча- ,,,/л
стей: рабочей — длиной 100—200 мм, еде-
данной из быстрорежущей или высоко- ---------------- — г— rju)
углеродистой стали, и хвостовика — из
машиноподелочной стали (фиг. 233).
Хвостовик представляет собой длин- z
ную трубку С провальцованной канавкой Фпг. 233. Ружейное сверло.
по всей длине, за исключением неболь-
шого участка (примерно 75 мм) на конце хвостовика, оставляемого для закре-
пления последнего в патроне. Рабочая часть на стороне, противоположной ка-
навке, снабжена по всей длине прорезом, в который вставляется трубка для под-
вода охлаждающей жидкости. Во избежание трения трубки об обрабатываемую
поверхность глубина прореза должна быть больше диаметра трубки. Весьма
часто канавка для охлаждения делается в форме серпа с углом 130 -140°
(фиг. 234, III); такая форма дает хороший подвод охлаждающей жидкости и
обеспечивает выбивание стружки.
Форма стружечной канавки хвостовика должна соответствовать профилю сече-
ния рабочей части. Канавка фрезеруется под углом 100—105°, хотя иногда его
уменьшают до 80—90° для придания сверлу большей прочности. На фиг. 234
приведены различные формы сечения сверла; форма I применяется для сверл
Сверла для глубокого сверления 316
налоги диаметра; 11 — для более крупных сверл. Для облегчения отвода стружки
форма II снабжена по передней грани уступами, предназначенными для дробления
стружки.
Для уменьшения поверхности соприкосновения вдоль сверла снимаются
лыски 1^ с, d, вследствие чего сверло соприкасается с обрабатываемой новерхно-
Флг. 234. Формы канавок ружейных сверл.
стью только на участках ж, г/, г, v. Образованные благодаря лыскам зазоры
не только уменьшают трение и нагревание инструмента, но также обеспечивают
и попадание охлаждающей жидкости, способствующей удалению мелкой стружки.
Кроме того, для уменьшения трения сверло снабжается еще и задним конусом,
который делается в пределах 0,1—0,15 мм на 100 мм длины.
Передний угол делается в пределах 5—8 °, угол при вершине —120°. Главная
режущая кромка срезана под углом 10°, вспомогательная — под углом 50°; угол
заднем заточки равен 20°. Вершина
сверла (фиг. 235) должна быть сме-
щена на llt диаметра сверла от оси,
вследствие этого в процессе резания
образуется конус, обеспечивающий
сверлу хорошее направление. Таким
образом сверло является самоцентри-
рующим. При заточке необходимо сле-
дить, чтобы вершина точно отстояла
от оси сверла на */4 диаметра, т. е.
опа должна находиться на середине
половины диаметра сверла. При не-
симметричной заточке сверло будет
неправильно работать вследствие
увода его в ту или иную сторону,
как показано на фиг. 236 стрелками. Увод сверла происходит вследствие нару-
шения равновесия сил, действующих на режущую кромку сверла, которая стре-
мится отойти в сторону наименьшего сопротивления, т. е. туда, где кромка
меньше. Наряду с этим у наружной части сверла возникает большое трение, ко-
торое может повести к поломке инструмента.
Для контроля положения вершины и величины угла задней заточки рекомен-
дуется пользоваться шаблонами (фиг. 236). Сверло режет одной стороной, снаб-
женной фаской f небольшой ширины (0,2—0,5 мм). Она имеет заднюю заточку и
предназначается не только для направления, но и для удаления мелкой стружки,
r.ru
216
Сперла
обладающей склонностью прилипать к стенкам отверстия. Фаска должна быть
тщательно отшлифована, чтобы обеспечить плотное прилегание ее к стенке
отверстия.
Канавка для помещения стружки должна быть сделана таким образом, чтобы
вершина ее была или строго по центру, или ниже центра на 0,05—0,10 мм. Если
сделать вершину канавки
выше центра, то такое сверло
работать не будет и слома-
ется. Лучшие результаты
получаются при расположе-
нии вершины канавки ниже
центра; в этом случае при
сверлении получается в
центре отверстия проволока
(фиг. 237); она будет тем
толще, чем ниже располо-
жена вершина в канавке.
Для достижения чистой
Фиг. 236. Неправильная заточка сверла и шаблоны и ГЛЭДК0И поверхности, а
для проверки правильности заточки. Также ТОЧНОСТИ отверстия
по диаметру, необходимо,
чтобы в процессе работы получались короткие, мало завитые и тонкие стружки.
Это возможно только при незначительной величине подачи. Даже для сверл боль-
ших диаметров не рекомендуется выбирать подачу выше 0,1 мм/об, а при очень
длинных — выше 0,5 мм/об. Для мелких сверл выбирается подача от 0,008 до
0,020 мм/об. С другой стороны, для этих сверл можно брать более высокие
скорости резания от 35—55 м/мин, так как у них соприкосновение происходит
Фиг. 237. Работа сверла с опущенной вершиной
канавки.
не по всему периметру се-
чения сверла и, кроме этого,
режущая кромка сильно
охлаждается жидкостью. По-
следняя подается по трубке
(фиг. 234) под давлением
не меньше 30—50 ат.
В качестве охлаждаю-
щей жидкости рекоменду-
ется осерненное минераль-
ное масло (веретенное № 3).
Осернение масла получается
посредством добавления (10%) насыщенного раствора серы в сурепном масле
при температуре. 150°. Мыльная вода здесь мало пригодна, так как она обладает
только охлаждающими свойствами (малая смазка). Растительные масла хотя и
дают хорошие результаты, по быстро сохнут, что приводит к загрязнению станка.
Заточка режущих сверл должна производиться с помощью специального при-
способления, так как, в противном случае режущая кромка будет иметь неправиль-
ную фрму.
Для обработки больших отверстий (свыше 60—70 мм) применяют пустотелые
сверла, которые дают возможность часть материала, подлежащего высверливанию,
Центровальные сверла
217
не превращать в стружку; этот материал (в виде цилиндра) может быть использо-
ван для других целей.
Пустотелые сверла состоят из сверлильной головки и хорошо отшлифованного
валика, выполненного в виде трубы. Конструкции этих сверл (фиг. 238) весьма
разнообразны и зависят от назначения их. Ножи закрепляются с помощью винтов,
клиньев и т. п. Пустотелые сверлильные головки по конструкции напоминают
резцовые расточные головки.
3. ЦЕНТРОВАЛЬНЫЕ СВЕРЛА
При токарной обработке в центрах заготовка должна быть снабжена центроваль-
ными отверстиями. На практике встречаются два вида этих отверстий (фиг. 239).
Второе отличается от первого предохранительным конусом, назначение которого
заключается в предохранении отверстия от забоин и заусенцев.
Изготовление центровальных
отверстий состоит из двух опера-
ций — сверления и зенкования,
или же из одной, выполняемой
комбинированным центровальным
сверлом. На фиг. 226 показаны
центровальные сверла: I—простое,
II —комбинированное, III —ком-
бинированное с предохранитель-
Фиг. 239. Центровальные отверстия.
ным конусом.
Конструкция и размеры комбинированного сверла указаны на фиг. 240 и в
табл. 47. Эти сверла делаются двухсторонними для использования второй стороны
после износа первой. Канавка фрезеруется обычно под углом 5°, причем лучшие
результаты дает не наклонная, а винтовая канавка. Угол при вершине делается
равным 116°. Коническая часть делается под углом 60°,предохранительный конус —
под углом 120°. Снятие затылка производится как па цилиндрической, так и на
конической частях. Затылок снимается наискось под углом 10°, что предохраняет
от трения об обрабатываемую поверхность место пересечения цилиндрической по-
верхности сверла с конической. Угол задней заточки а в сечениях АВ и CD дела-
ется небольшим, около 2°, так как в противном случае, при значительном угле, се-
чение сверла оказалось бы слишком ослабленным. На режущей кромке угол а
chipmaker.ru
Свеум
218
часто доводится до 6°. Для лучшего резания сверло снабжается передним углом у,
равным 5°. Цилиндрическая часть снабжается задним конусом, т. е. диаметр у вер-
шины сверла делается немного меньше, чем у начала зенковки. Разница в диаметре
делается, примерно, 0,01 мм на 10 мм длины.
Разрез по CD
Фиг. 240. Размеры центровального сверла.
Таблицы 4Т
<1 D L h С Ci Высота снятии затылка ъ /Iq
h Л1
0.75 4 40 1,5 0,2 0,3 0,192 0,041 2,7 1,о
1 5 45 1,8 0,2 0,3 0,220 0,055 3,1 1,1
1,5 7 50 2,6 0,3 0,5 0,275 0,082 3,9 1,4
2 8 55 3,4 0,3 0,5 0,330 0,110 4,7 1,7
2,5 10 60 4,2 0,3 0,5 0,440 0,137 6,2 2,2
3 12 65 5,0 0,5 0,9 0,550 0,165 7,8 2,8
4 14 75 6,5 0,5 0,9 0,660 0,220 9,4 3,3
Г) 18 90 8,0 1,0 2,0 0,770 0,275 11,0 3,9
б 22 105 9,5 1,2 2,4 0,990 0,330 14,0 5,0
Центровальные сверла изготовляются из углеродистой или быстрорежущей
стали.
Технологический процесс состоит из ряда простых операций:
1) обточка по диаметру и отрезка (при калиброванном материале или сере-
брянке обточка отпадает и заменяется шлифовкой целых прутков на бесцентровом
шлифовальном станке);
2) подрезка второго конца;
3) фасонная обточка первого и второго конца;
4) фрезеровка канавки первого и второго конца;
5) клеймение;
6) термическая обработка (закалка и отпуск);
7) очистка песком;
Ц<‘-нш1юнчлм1Ъ1е сверла,
219
8) снятие затылка первого и второго конца;
9) заточка первого и второго конца.
Наиболее ответственной операцией является снятие затылка. Обычно эта опе-
рация распадается на две, которые выполняются на особых приспособлениях,
на одном производится затылование по цилиндрической части, на другом — по
конической.
Американский инженер Дараш1 предложил интересное приспособление для
снятия затылка у центровальных сверл, допускающее объединение двух операций
Разрез Х-Ц Торцебои оид шпиндели
Фиг. 241. Приспособление для затылования центровального сверла.
по затылованию (фиг. 241). Это приспособление может быть установлено на обычном
универсально-заточном станке, например фирмы Броун-Шарп.
Центровальное сверло зажимается в разжимной гильзе М при помощи ручного
маховичка L. Заготовка устанавливается в гильзе таким образом, чтобы режущие
кромки или канавки сверла всегда находились в одном и том же положении относи-
тельно шпильки N, посаженной па конец шпинделя. Проверка правильности уста-
новки контролируется с помощью простого шаблона. После установки заготовки
шлифовальный круг 0 ставится в рабочее положение.
Шпиндель А приводится во вращение ремнем, свободно надетым на шкив Р, и
непрерывно вращается в течение всего процесса шлифования. При вращении
шпиндель А совершает продольно-возвратные и поперечные движения. В начале
1 Жури. «Machinery», uaii 1Н31.
chipmaker.ru
220 Сверла
работы камень соприкасается с заготовкой в точке с (см. эскиз изделия). Шпин-
дель, вращаясь, заставляет заготовку подвигаться вперед по направлению к шлифо-
вальному кругу по линии, параллельной оси шпинделя. Одновременно с этим
вращательно-поступательным перемещением заготовка имеет еще и вращательно-
эксцентриковое движение, позволяющее производить затылование по цилиндри-
ческой и конической поверхностям.
Снятие затылка обозначено на фиг. 241 заготовки буквой Ь. Оба эти перемещения
дают возможность получить затылование, обозначенное буквой а.
Процесс шлифования производится непрерывно, т. е. после шлифования затыло-
вочной поверхности одной канавки шлифуется другая поверхность.
Механизм, осуществляющий комбинированное (продольное и поперечное)
движение шпинделя, состоит из кулачка G, закрепленного па обойме подшипника
шпинделя, кулачка Я, наглухо прикрепленного к самому шпинделю 4, и углового
подшипника, состоящего из вкладыша В и втулки С.
На фиг. 241, вверху, буквой R отмечена развертка кулачка Я, снабженного
двумя выступами по числу поверхностей, подлежащих затылованию.
Отверстие во втулке С круглое, но просверлено под углом 10° к оси шпинделя.
Вкладыш В снабжен круглым отверстием для шпинделя, но но наружному диа-
метру он обточен по цилиндру, образующая которого составляет с осью вкладыша
угол 10°.
Вкладыш В имеет скользящую посадку во втулке С и удерживается от вращения
во втулке цилиндрическими шпонками, обозначенными в разрезе по плоскости
Х — Х буквами Е — Е.
Пружины F—F обеспечивают постоянное прижимание кулачка G к кулачку Н.
Соответствующее натяжение пружин осуществляется с помощью гаек I — 1.
Втулка С снаружи обработана таким образом, что ее можно вставить в корпус
подшипника универсальной головки D заточного станка.
Упорное кольцо J устанавливается при помощи гаек К — К.
Это приспособление может работать вместе с автоматическим механизмом,
и тогда производительность его достигает до 6 сверл (т. е. 12 концов) в минуту.
II. КОНСТРУКЦИЯ СПИРАЛЬНОГО СВЕРЛА
1. ЧАСТИ СВЕРЛА
Спиральное сверло представляет собой цилиндрическое тело, снабженное
двумя винтовыми (спиральными) канавками, которые благодаря заточке вершины
под определенным углом образуют две режущих кромки.
Нужно отметить, что с геометрической точки зрения это сверло неправильно
названо спиральным, так как фактически у него нет той спирали (архимедовой,
логарифмической или какой-либо другой), которая известна в геометрии. Сверло
имеет винтовые канавки и поэтому его следовало бы назвать скорее винтовым,
чем спиральным. Однако этот термин получил широкое распространение не только
у нас, но и за границей и потому менять его едва ли целесообразно.
Спиральное сверло было изобретено швейцарцем И. Мартиньони в 1863 г.
Однако в Европе эти сверла не получили сначала большого распространения, так
как не было станка для заточки их. В Европу сверла попали уже из Америки,
где удалось спроектировать специальный станок для заточки, поэтому спиральные
сверла часто называются американскими.
Части сверла
Части спирального сверла (фиг. 242):
I —рабочая (режущая) часть; 2 — шейка; 3 —хвост; 4 — поводок;
5 —лапка; 6 — цептровальное отверстие; 7 — заборный конус с вершиной
(острие); 8 — канавка; 9 — сердцевина; 10 — поперечная кромка или попереч-
ное ребро; 11 — задняя поверхность или поверхность задней заточки; 12 —
фаска (ленточка); 13 — боковая поверхность: 14 — главная режущая кромка;
15 — вспомогательная кромка.
Диаметр сверла определя-
ется по размеру, указанному
цифрой 16.
Спиральные сверла имеют
значительные преимущества по
сравнению с перовыми.
1. Форма винтовой канавки
и особенная заточка режущих
кромок дают возможность по-
лучить па сверле благоприят-
ные углы резания (меньше 90°).
Вследствие этого процесс ре-
зания протекает в значительно
лучших условиях, чем при ра-
боте перовым сверлом.
2. Режущие кромки спи-
рального сверла после износа
могут быть быстро (при нали-
чии заточного станка или при-
способления) восстановлены,
причем переделка (перековка)
сверла совершенно устраняет-
ся. Сверло сохраняет режущую
способность до тех пор, пока
Фиг. 242. Части спирального сверла.
имеется хотя бы небольшой участок со спиральными канавками.
3. Диаметр спирального сверла сохраняет свой размер до полного износа.
4. Эти сверла благодаря наличию винтовых канавок дают лучший отвод
стружки, чем перовые.
5. Производительность спиральных сверл выше производительности перовых.
Эти преимущества спиральных сверл заставили повсеместно, за немногими
исключениями, отказаться от перовых сверл.
Конструкция спирального сверла довольно сложна и, чтобы хорошо попять
работу этого сверла, нужно детально рассмотреть его конструктивные элементы:
1) угол при вершине; 2) угол наклона винтовой канавки и шаг ее; 3) углы
лезвия сверла (углы резания, передний, задний и заострения); 4) угол задней
заточки; 5) толщину сердцевины; 6) ширину канавки; 7) форму режущей кромки;
8) фаску и задний конус; 9) профиль фрезера для канавки сверла.
В табл. 48, 49 приведены размеры сверл с цилиндрическим и коническим хве-
стом по данным завода «Фрезер».
Фиг. 244. Размеры сверл с коническим хвостом.
Спиральные сверла с цилиндрическим хвостом, короткие
(фиг. 243)
Таблица 4S
Диа- метр сверла L (.1 h ь Йо а Р Г е OJ градусы 111 а г Для бы- стр! ре- Ж) щих сверл
г л Б Г и у глергн истых
г II ,1 Б
1
0.23 20 ft 0.07 ti 7 0.17 бел 19 2.28
0,5 26 9 — — 0.12 —— 0,7 — 0,82 — фяскп ___ 19 — — 4,56 —
0,75 35 12 — — (1.17 — 0.7 — 0,47 — 0,28 0,67 10 —— — 661 —
1,0 42 1» — —— 0.22 0,25 1 1 0,8 0,03 0.39 (',33 0,90 19 22 — — 6.90 8,17
1,25 12 22 — 0.25 0.27 1.1 0,8 0,79 0.75 0.11 1,13 то 22 — — 10.80 9.72
.,5 48 25 — 0,28 0.31 11 0,8 0,95 0,91 0,16 1,30 20 23 — — 12,33 10,98
2 55 30 — — о.зз 0,50 1.4 1,2 1.28 1,21 0,51 1.87 21 23 — — 16.30 11.83
2,5 02 30 — — 0.50 0 16 1 4 1,2 1.58 1,53 0.54 2.33 21 24 — —. 20,50 17,78
3 18 10 2.2 1.6 0.50 0,30 1.1 1,2 1,92 1,86 2.82 22 25 13 65 20,13 28,27 20.20
3,5 72 42 if 9 2.0 0.55 0,61 1.4 1,2 2.23 2,16 0,59 3.29 92 23 14,07 22,03 30,58 23.24
4 80 18 2,2 2.2 0 61 0.72 2,0 2,4 2,33 2,47 0,61 3.76 22 25 16.12 23,22 35,90 26,61
4,5 83 •3- 2.5 2.5 0,70 0.78 2,9 2,4 2,87 2,78 о;н4 4.23 23 26 17,28 27,01 37.42 28.66
3 90 <15 2.3 •2 Л 0,75 0.85 2.9 3.5 3.19 3,09 0.67 1.70 2.1 26 1(1.22 30,08 41 62 31.88
95 60 3,0 3.0 0.83 0,93 1,3 3,5 3,31 3,40 0.69 5.17 23 20 21,16 33.12 16.00 35,73
6 100 05 3.0 3.0 0,90 1.0" 4 3 3.5 3.83 3,71 0.72 3,61 23 26 22,72 33,56 49,20 37,68
7 110 70 •5.0 4.0 1,03 1,2.” 4.3 4.7 4,46 4,32 0,71 6,58 24 27 25,21 38,72 32.90 42,23
8 120 80 4.0 4.0 1,20 1.50 1,3 4,7 5.17 3 00 0.80 7.32 24 27 28,73 4 5,33 60,65 48,71
9 130 00 4.Й 5.5 1,35 1.55 3,7 4,7 5,74 5,56 0.90 8.16 24 28 32.39 49,95 68.19 52.58
10 133 115 3.0 5 0 1.50 1.70 5.7 4,7 0,38 6 12 1 00 9.10 24 28 33,85 |)2, 4 7 75,30 38.20
и 115 101 9.0 о.о 1.(12 1.82 5,7 5,0 7,02 6.80 1.10 10.40 25 28 — — 71 1 61.3
12 110 ЮЗ 6,0 6.0 1 77 1,97 7 1 5.9 7.72 7.55 1,20 11.31 23 29 — — 80.9 66.6
13 юо 115 7.0 7.0 1,92 2,12 7,1 7,1 8.12 8.10 1.30 12.29 25 29 —— —— 87 8 71.1
14 170 125 7.0 7 0 2,03 2,23 8,5 7.1 9,12 8,75 1,40 13.23 23 29 — — 95,6 79.5
15 180 130 8.0 8.0 2,18 2.36 8,5 ’,1 9,82 9,40 1,50 14,17 25 29 — 101.5 83.0
Сверла Части сперла
Примечание. 1. Толщина сердцевины промеряется на расстоянии а от вершины сверла шаблона, как показано на фиг. 243. З’казнпные
размеры диаметра сердцевины получаются после фрезерования.
2. Толщина сердцевины увеличивается к хвосту на каждые Юн мм на величину 1.4—1.3 ,и.м для углеродистых сверл и 1,7—1,8 для быстрорежущих.
8. Диаметр сверла у хвоста делается меньше дпаметра у вершины па 0.05—0.07 мм на каждые юо ,м.м мины.
1. У—сверла ит углеродистой стали; Ь'—из быстрорежущей.
chipmaker.ru
Сверла
224
Угол при вершине 225
2. УГОЛ ПРИ ВЕРШИНЕ
Фиг. 245. Углы наклона и
подъема вшгговой канавки.
Угол <р при вершине (фиг. 245), или угол наклона режущей кромки оказывает
большое влияние на работу сверла, так как от него, наряду с углом наклона вин-
товой канавки, зависит правильная работа сверла. Нужно иметь в виду, что угол
при вершине является одним из факторов, положенных в основу расчета профиля
фрезера, предназначенного для обработки спирального сверла. Кроме того, угол
резания и передний угол рассматриваются всегда в сечении, перпендикулярном
к режущей кромке.
Отсюда следует, что эти важные для процесса ре-
зания углы тесно связаны с углом при вершине и
поэтому менять его в широких пределах без измене-
ния других связанных с ним факторов совершенно не-
допустимо. Если сверло, рассчитанное на определен-
ный угол при вершине, заточить под другим углом,
то режущая кромка получит неправильную (криво-
линейную) форму, что приведет к быстрому износу.
Производительность сверла при этом будет значи-
тельно ниже, чем при нормальной, свойственной дан-
ному сверлу,заточке.
Для спиральных сверл рыночного типа угол при
вершине берется в пределах 110—118°. Этот угол
является до известной степени универсальным, при-
годным для всех материалов. Однако опыты показы-
вают, что угол при вершине не является постоянной
величиной для всех материалов. Для твердых и хруп-
ких материалов его желательно брать до 130—140°,
для мягких до 90—80°.
Чем больше угол при вершине, тем больше будет
сила, необходимая для подачи сверла, а это вызывает
повышенные напряжения в станке и в инструменте.
Сверло при этом будет находиться под действием не
только крутящего момента, но также и изгибающего.
Поэтому нецелесообразно увеличивать угол при вер-
шине.
Кроме того, при ручном сверлении на выходе сверла из просверленного отвер-
стия давление подачи внезапно уменьшается, вследствие чего сверло получает
повышенную подачу и может сломаться. Это обстоятельство также заставляет
отказаться от слишком большой величины угла при вершине.
Из опытов вытекает, что угол при вершине должен быть тем больше, чем больше
получается тепла в процессе резания.
Угол при вершине оказывает большое влияние па угол заострения. Чем больше
угол <?, тем меньше получается передний угол, что видно из формулы:
• <?
Sin -j
где у — передний угол;
<» — угол наклона (вывод формулы см. гл. 4).
15 Семенченко.
chipmaker.ru
226 Сверла
С увеличением же переднего угла повышается угол заострения; это более вы-
годно для твердых, чем для мягких материалов.
Нужно отметить, что исчерпывающих данных о величине угла при вершине
пока не имеется. Часто можно встретить разноречивые сведения по этому вопросу.
Объясняется это очевидно тем, что исследователи не всегда работали при одина-
ковых условиях, которые дали бы возможность получить сравнимые результаты.
Если для рыночных сверл нерационально производить заточку под разными
углами при вершине, то для специальных сверл это имеет существенное значение.
Поэтому рекомендуется в этом случае применять сверла, которые дают лучшие
условия резания па определенном материале.
В табл. 50 приведены данные для угла при вершине для разных материалов.
Таблица 50
Обрлоатываемый материал
Угол
при вершине
градусы
Обрабатываемый материал
Угол
лрп вершине
градусы
Железо, сталь, чугун . . Латунь, бронза 116—118 130—140 Эбонит
Мрамор и другие хруп- кие материалы.... Целлюлоид
Красная медь Алюминий 125 140
Электрон, силумин .... 90-100 Бакелит
3. УГОЛ НАКЛОНА И ШАГ ВИНТОВОЙ КАНАВКИ
85-90
80
30
1
На фиг. 245 показаны два угла, из которых <о будем называть углом наклона,
а т углом подъема винтовой канавки. Связь этих углов с шагом h определяется
по формулам (фиг. 246):
Il =r.d tgx;
h—^ddg oi;
где d — наружный диаметр сверла.
При рассмотрении спиральных сверл
мы будем оперировать преимущественно
углом о> наклона канавки. Нужно иметь
в виду, что этот угол всегда относится к
наружному диаметру сверла. Следователь-
но, при постоянном шаге угол наклона ка-
навки у разных точек режущей кромки бу-
дет различным, т. е. с уменьшением диаме-
тра окружности данной точки угол накло-
Фпг. 246. Развертка винтовой линии.
на канавки будет все время уменьшаться.
Угол наклона капавки, как будет изложено ниже, тесно связан с передним
углом: чем больше угол наклона канавки, тем большим получается передний угол.
Благодаря таком зависимости при больше!» угле наклона канавки процесс реза-
ния протекает лучше, а вместе с этим наблюдается и уменьшение крутящего мо-
мента и осевого давления (усилия подачи).
Угол наклона и гиаг винтовой канавки
227
На фиг. 247—248 приведены диаграммы, показывающие зависимость крутя-
щего момента и осевого усилия от угла наклона винтовой канавки сверла для
разных материалов, полученные инж. Паткай (St. Patkay). Из диаграмм видно,
1200
юоо
800
600
Loo
200
о
Крутящий момент см/кг
1200
1QO6
800
600
LOO
200
О
1000
800
600
Loo
200
п
Угол наклона а)
Фиг. 247. Влияние угла наклона на крутящий момент.
что с увеличением угла наклона <о и, следовательно, с уменьшением угла резания
величины крутящего момента и осевого усилия резко падают до определенной
величины (примерно <о = 30°), после чего они илФ становятся постоянными, или
весьма незначительно изменяются. Этот угол наклона канавки соответствует самому
рациональному углу резания для определенного материала. Интересно, что харак-
chipmaker.ru
Осевое усилие в кг
Фиг. 248. Влияние угла наклепа па осевое усилие.
Угол наклона м. шаг винтовой канавки
229
тер кривых получается почти одинаковым и не зависит ни от подачи, ни от обраба-
тываемого материала (опыты проводились только на стали). Полученные инж.
Паткай результаты целиком сов-
падают и с данными других иссле-
дователей: Бенедикта и Герсей
(Benedict — Hersey), Фогельзанга
(Vogelsang) и др.
Угол наклона канавки оказы-
вает заметное влияние также и на
строение получаемой при сверле-
нии стружки.
На фиг. 249 показаны стружки,
полученные инж. Паткай при по-
даче 0,3 мм/об при обработке
отожженной легированной стали
(Е - 0,15, Ni -1,5, Сг - 0,3%)
для различных углов наклона ка-
навки.
При углах наклона канавки от
24 до 30° стружки получаются в
виде длинных лепт, которые с тру-
дом продвигаются вперед по ка-
навке и преимущественно застре-
вают в ней. При более повышен-
ных углах наклона канавки, в
пределах от 34 до 40°, стружка
благодаря острому углу резания
завивается и легко отводится из
канавки сверла.
Кроме того, общая тенденция
работать с повышенным режимом
сверления привела к тому, что
рыночные сверла с небольшим
углом наклона канавки не могут
хорошо отводить стружку из от-
верстия. Уже на глубине, равной
двум диаметрам, наблюдалось
скопление и загромождение кана-
вок стружками.
Это обстоятельство заставило
специальные инструментальные за-
воды заняться вопросом устано-
вления наиболее рациональных
углов наклона для рыночных
сверл. В этом отношении большую
Фиг. 249. Вид стружек от сверл с различными углами наклона канавки
Роль сыграли специальные сверла
с крутой ганавкой (до 45°), предназначенные для обработки легких металлов.
Однако такой большой угол наклона канавки оказывается не особенно бла-
2Я6 Свррла
гоприятным для обычных металлов (стали и чугуна), отличающихся более высо-
кой твердостью, так как с уменьшением угла резания происходит ослабление
режущей кромки сверла. Эти причины заставили пойти на установление пони-
женных углов наклона канавки для рыночных сверл по сравнению с углами для
легких металлов, но во всяком случае они были приняты большими, чем раньше.
Так как ослабление режущих кромок при одном и том же угле наклона канавки
будет для мелких размеров большим, чем для крупных, то ни в коем случае не до-
пустимо применять одинаковый угол наклона канавки для всех размеров сверл.
Поэтому нужно установить пределы возможных углов наклона канавками для
определенных групп диаметров сверл.
Вследствие того, что сверла из быстрорежущей стали работают с более высоким
режимом обработки, чем сверла из углеродистой стали, некоторые инструменталь-
ные заводы, в том числе и завод «Фрезер», применяют для первых больший угол
наклона канавки, чем для вторых.
В табл. 51 приведены рекомендуемые углы наклона канавки для рыночных
сверл.
Таблица 51
Для сверл из углеродистой стали Для сверл ил быстрорежущей стали
УГОЛ НАКЛОНА Угол наклона
Размеры сверл канавки Размеры сверл канавку
градусы градусы
0,25— 1,0 19 0,25— 1,0 Нс изготовляются
1,05— 1,5 20 1,0 — 1,4 1,45 - 1,5 22 23
1,55— 3,0 20—22 1,55— 3,0 23—24
3,1 — 6,7 22—23 3,1 — 4,0 4,2 — 6,0 25 26
6,8 —10,0 24 6,2 8,2 27
10,1 —17,0 25 8,3 —11,5 11,6 —16,0 28 29
17,5 — 2,8 26 16,5 —22,0 30
28,5 —39,0 27 22,5 —33,0 33,5 —35,0 31 31—32
39,5 —52,0 28 35,5 —44,0 32
44,5 —52 33
Спиральные сверла, предназначенные для определенной работы или для обра-
ботки легких металлов, а равным образом и других материалов, рационально
снабжать наиболее выгодным углом наклона канавки. Для ориентировки ниже
приводятся данные (табл. 52).
Нужно иметь в виду, что структура и твердость таких материалов, как латунь,
бронза и т. ir. в значительной мере зависят от процентного содержания того или
иного элемента. В качестве примера можно указать латунь, которая при большом
процентном содержании меди должна обрабатываться сверлами с более крутой,
чем указано в таблице, канавкой.
Углы лезвия сверла
231
Обрабатываемый материал
Таблица, 32
Угол наклона
канавки
градам
Латупь, бронза................
Красная медь, алюминий........
Электрон и силумин............
Эбонит, бакелит, цел.тюлопд . . . .
Мрамор........................
8—12
35—45
40
8—12
15
4. УГЛЫ ЛЕЗВИЯ СВЕРЛА
У сверла, как и у всякого другого инструмента, углы лезвия необходимо рас-
сматривать в нерабочем (статическом) и в рабочем положении, так как они меня-
ются в зависимости от того, работает ли сверло или не работает.
Фиг. 250. Углы лезвия сверла в нерабочем положении.
Рассмотрим сначала углы в нерабочем положении.
На фиг. 250 гфедставлено сверло с углом наклона винтовой канавки w и углом
подъемах. Проведем через какую-либо точку, например А, плоскость ИЛ, касатель-
ную к наружной цилиндрической поверхности сверла. Тогда лезвие сверла может
быть представлено в виде резца со всеми необходимыми углами (фиг. 250).
Задний угол а0 есть угол между плоскостью, касательной к задней поверхности .
(поверхности задней заточки) в рассматриваемой точке на режущей кромке, и
плоскостью, перпендикулярной к оси сверла. В нашем случае задний угол равен
углу задней заточки, т. е.:
ап — р.
r.ru
X2
Сверла
Угол заострения р0 есть угол между касательными плоскостями к задней и
передней поверхностям сверла.
Передний угол у0 есть угол между плоскостью, касательной к передней поверх-
ности в рассматриваемой точке на режущей кромке, и плоскостью, параллельной
оси сверла и проходящей через эту же точку. В рассматриваемом случае передний
угол равен углу наклона винтовой канавки, т. е.
Хотя в статическом положении сверло не может иметь угла резания, тем не
менее условно будем считать его существующим. Он определяется как угол, заклю-
ченный между плоскостью, касательной к передней поверхности сверла в рас-
Фиг. 251. Изменение угла наклона канавки.
сматриваемой точке на режущем кромке, и плоскостью, перпендикулярной к оси
сверла. В нашем случае угол резания равен углу подъема винтовой канавки, т. е.
80= т.
Установленные нами углы измеряются в плоскостях, касательных к цилиндри-
ческим поверхностям, концентричным оси сверла, радиусы которых определяются
расстояниями рассматриваемых точек на режущей кромке от оси сверла.
Углы лезвия сверла пе остаются постоянными на всем протяжении режущей
кромки, а меняются в зависимости от того, на каком расстоянии находится рас-
сматриваемая точка па режущей кромке от оси сверла.
Рассмотрим изменение углов у0 и 80.
Выделим на режущей кромке три точки A, A, А3 соответствующие диамет-
рам rfj, d2 и d3 (фиг. 251). Если развернуть концентрические окружности, соответ-
ствующие точкам А, А2 и А, то мы получим прямоугольные треугольники 11S^Ti
RS2T2\ RS3T3. у которых один катет, равный шагу винтовой канавки, остается
для каждого размера сверла постоянным, а другие катеты равны соответствующим
развернутым длинам окружностей.
Из построения видно, что угол наклона винтовой канавки о>, соответствующий
переднему углу у0, меняется в зависимости от диаметра концентрической окруж-
Углы лезвия сверла
233
мости. На точках, соответствующих периферии, он будет больше, а на точках,
приближающихся к центру сверла, он будет уменьшаться.
Так как угол подъема винтовой канавки т, соответствующий углу резания 80,
является дополнительным к % то он меняется в обратном отношении, т. е. на пери-
ферии будет меньше, чем у центра сверла.
Подобное соотношение можно установить также и из рассмотрения основных
формул зависимости углов винтовой канавки от диаметра и шага :
, ltd . Л
= tgx = ^-.
Так например, для сверла 50 мм диаметром при угле w = 30° для точки, нахо-
дящейся на периферии, получаем следующие углы:
То =33°; 8О = 57°,
а для точки, отстоящей от центра сверла на расстоянии 7 мм, углы будут равны:
То = 5°: 6О = 85°.
У самой же вершины угол резания будет больше 90°, т. е. в этом отношении
спиральное сверло приближается к перовому.
На фиг. 245 представлено сечение, перпендикулярное к поперечной кромке.
Здесь угол т] определяется таким образом: 90° -ф- <р/2,где <? —угол при вершине,
что для рыночных сверл дает ц = 148—149°.
Этот угол оказывает большое влияние на условия резания. Так, по опытам,
около 65% от общего усилия подачи и около 15% крутящего момента приходится
на поперечную кромку.
Таким образом, острие сверла находится в тяжелых условиях резания, так
как оно фактически уже не может производить никакого резания, а только исти-
рает или шабрит обрабатываемый материал.
Задний угол а0, равный углу задней заточки р, также не остается постоянным
у всех точек режущей кромки. Угол а0 делается на периферии значительно меньше,
чем у точек, расположенных ближе к центру сверла. Это необходимо для выравни-
вания до известной степени угла заострения р0, который вследствие изменения
угла уо также является переменным. Если угол а0 оставить без изменения, то угол
р0 у точек, расположенных ближе к сердцевине сверла, будет чрезмерно тупым.
Поэтому при изменении угла а0 можно получить угол заострения более или менее
постоянной величины у всех точек режущей кромки.
Па фиг. 252 представлены углы лезвия сверла на периферии Л и у сердце-
вины — В. "
Изложенное можно подтвердить также числовым примером. Допустим, что для
сверла диаметром 50 .о и при угле <в= 33° угол а0 для точки, находящейся на
периферии, равен 6°, а для точки, отстоящей от центра сверла па 7 мм, а0= 25°
Тогда, в первом случае
р0= 90°—33°—6° = 51°;
во втором случае
р0= 90°—5°—25°= 60°.
Аналогичные данные можно получить и для других диаметров сверл.
chipmaker.ru
234 Сверла
Таким образом угол заострения имеет почти постоянную величину, что создает
более выгодные условия резания.
Фиг. 262. Задний угол на периферии и у сердцевины сверла.
»
Выведенные нами соотношения для углов лезвия сверла справедливы только
в том случае, если углы лежат в плоскостях, касательных к концентрическим по-
верхностям, проходящим через соответствующие точки на режущей кромке. Од-
нако в процессе резания стружка отделяется не
в
Ось стерла
этой плоскости, а в плоскости,
перпендикулярной к режущей
кромке АВ сверла, т. е. в плос-
кости KLM (фиг. 250), прохо-
дящей через любую точку L
кромки. Угол KLM в этой
плоскости и есть действитель-
ный угол резания 8 для свер-
ла в статическом положении.
Весьма часто угол оо — т
рассматривается как угол ре-
зания 8 сверла. Это непра-
вильно. Угол 80= т является
углом подъема канавки или
дополнительным к углу накло-
на канавки (90° — <в), т. е.
он рассматривается в плоско-
сти, касательной к наружной
цилиндрической поверхности
сверла, в то время как угол
резания 8 рассматривается в
плоскости, перпендикулярной
к режущей грани. Найдем
зависимость между двумя эти-
ми углами 8 и т, причем тол-
щиной сердцевины можно пре-
небречь.
Для этой цели построим несколько плоскостей на режущей кромке А В (фиг. 253):
1) ABCD — плоскость, касательная к конусу, описываемому режущей кром-
кой АВ;
Углы лезвия сверла
235
2) AHGC — плоскость, касательная к наружной цилиндрической поверхно-
сти сверла;
3) ABFH — плоскость, проходящая через ось сверла и режущую кромку Л В;
4) ABG'E — плоскость, касательная к передней режущей поверхности (по
винтовой канавке) сверла в точке Л;
5) IAC — плоскость, перпендикулярная к режущей кромке АВ в точке Л.
Построенный таким образом параллелепипед заключает в себе следующие
прямые углы:
1) ACG-, 2) МВ; 3) ВАС, 4) ICA, 5) GIC.
Угол FBA между режущей кромкой ВЛ и осью сверла равен 1/2 угла <р при
вершине.
Угол HAG есть угол наклона канавки ш; угол GAC есть угол подъема канавки т.
Угол IAC есть угол резания 8, так как он находится в плоскости, перпенди-
кулярной к режущей кромке АВ.
Из прямоугольных треугольников IAC, AGC и G1C молено вывести интересую-
щую нас зависимость между углами 8 и т.
Из д IAC..........tg8 = ^;
.........^C = g;
A GIC...........IC — GCsin
откуда
G<?.sin|tgT
tg8 =------------= tgx.sinf;
или
tg 8 = tg 80 sin•
Таким образом, угол резания 8 меньше угла подъема винтовой канавки т и за-
висит от угла при вершине. Разница между ними незначительна, например, при ш=
= 30 и т= 60° для
<р = 50е...........................8 = 36°10';
<р = 118°.........................8 = 56°:
ср = 140 ........................ 8 = 58'30'.
Следовательно для рыночных сверл разница между 8 и т получается в преде-
лах 4°.
Аналогично углу резания можно вывести формулу зависимости переднего угла
7 от угла <»= jo.
Формула имеет следующий вид:
chipmaker.ru
236 ________________________Соер.ш_______________________________
или
tg,=JSA
Зависимость между задним углом а и углом задней заточки р = а0 выража-
ется следующей формулой:
tga = tgp - sin-|-
илп
tga = tg<708in-J .
Таким образом углы лезвия сверла меняются в зависимости от угла наклона вин-
товой канавки w, так как угол при вершине <р остается постоянным для каждого
сверла.
Фиг. 264. Углы лезвия сверла в рабочем состоянии.
Выведенные формулы справедливы для точки, находящейся на периферии
сверла (точка 4). Для любой точки х режущей кромки АВ углы 8 и у будут за-
висеть от отношения радиуса г, на котором лежит данная точка, и радиуса сверлай
(см. гл. 5).
Перейдем к рассмотрению углов лезвия сверла в рабочем состоянии.
В процессе сверления сверло имеет два движения, одно из которых вращатель-
ное, а другое — поступательное по направлению подачи. В результате обоих
движений направление резания в любой точке режущей кромки будет определяться
касательной к описываемой этой точкой винтовой линии. Нормаль к этой каса-
тельной образует с передней плоскостью передний угол ур. Рассмотрим, например,
точку А (фиг. 254) на режущей кромке АВ.
Прямая WIV есть касательная к направлению резания в точке 4; NA — нор-
маль к касательной в точке 4; ХА — касательная к передней плоскости (фаске);
ZA — прямая, параллельная оси сверла; ОА — касательная в точке А к поверх-
ности задней заточки.
Углы лезвия сверла
237
Таким образом угол резания Вр есть угол между плоскостью, касательной к по-
верхности режущей грани (по винтовой канавке) и плоскостью, касательной к по-
верхности резания, измеренной в направлении резания, т. е. с учетом подачи.
Передний угол ур в точке Л—есть угол между плоскостью, касательной к перед-
ней поверхности капавки, и плоскостью, нормальной к поверхности резания, про-
ходящими через точку А.
Задний угол ар в точке А — есть угол между плоскостью, касательной к зад-
ней поверхности (поверхности задней заточки) и плоскостью, касательной к по-
верхности резания, проходящими через данную точку А.
Для упрощения будем, как и при определении углов в статическом положении,
рассматривать углы лезвия сверла в плоскости, касательной к цилиндрической
поверхности сверла, проходящей через выбранную точку на режущей кромке.
На фиг.254представлено сечение по этой плоскости,проходящее через точку А.
Из фиг. 254 следует, что:
8 = т — А;
у = <о —|— 0;
а= Р — 0,
где Й — угол наклона траектории резания к горизонтальной плоскости.
Угол 0 весьма мал, так как влияние подачи сказывается незначительно. Как
было указано, каждая режущая точка сверла движется по двум направлениям,
в результате чего получается винтовая линия. Для ясности представим винтовую
линию, соответствующую точке А в развернутом виде (фиг. 254). Отложим от
точки А прямую АР — расстояние, пройденное точкой А за один оборот сверла.
Расстояние АР равно длине окружности тге/, причем диаметр d соответствует
рассматриваемой точке Л. Но так как точка А кроме вращательного движения
обладает еще и поступательным по направлению подачи, то отложим от точки Р
вниз еще и величину S, равную подаче сверла за 1 оборот. Тогда AW есть напра-
вление, по которому движется точка А в пропессе резания.
Угол 0 наклона траектории резания определяется по формуле:
В табл. 53 приведены величины угла 0, которые получаются для сверл раз-
личных диаметров.
Таблица 53
Дпаметр сверла Величины подачи мм/об
0,15 0,5 1,0
5 0° 35' 1° 50' 3° 40
20 0° 3' 0° 28' 0° 55'
50 — 0° 11' 0° 22'
С уменинс шсм диаметра сверла при одной и той же подаче угол А должен
возрастать (табл. 53). Эти примеры показывают, как мало влияет угол наклона
траектории б на углы лезвия спирального сверла.
r.ru
23S _Сверла
5. УСЛОВИЯ УЛУЧШЕНИЯ ПЕРЕДНЕГО УГЛА
Конструкция спирального сверла еще окончательно не установлена, она не
лишена некоторых недостатков. Это объясняется, главным образом, сложностью
конструкции сверла и процесса резания при сверлении.
Работы современных исследователей (Куррейн, Паткай и др.) показывают,
какое огромное, влияние на условия резания оказывает передний угол. Как было
установлено выше, передний угол не остается постоянным на всем протяжении
режущей кромки; на: периферии достигает наибольшей величины и у перемычки —
наименьшей. Это является основным недостатком конструкции спирального сверла,
вызывающим неравномерный износ режущей кромки. Как известно, износ лезвия
каждого инструмента зависит от температуры режущей кромки, которая характе-
ризует состояние равновесия между подводимым и теряемым количеством тепла
за единицу времени.
На периферий, где режущие кромки обладают наибольшей скоростью резания,
будет выделяться и максимальное количество тепла, которое вследствие неболь-
шого угла заострения не может быстро отводиться.
Для быстрого отвода тепла от наиболее напряженной кромки необходимо со-
средоточить в этом месте большее количество металла, т.е. увеличить угол за-
острения. Однако последний остается почни постоянным на всем протяжении ре-
жущей кромки, так как уменьшение переднего угла до известной степени компен-
сируется увеличением заднего. Величина заднего угла на периферии довольно не-
значительна и поэтому увеличение угла заострения возможно только за счет
уменьшения переднего угла. Из этого следует, что для повшнения стойкости сверла,
пожалуй, выгоднее делать на периферии меныпий передний угол, чем для осталь-
ной части режущей кромки. Хотя это и вызывает повышение крутящего момента,
но учитывая все преимущества, связанные с увеличением долговечности сверла,
с данным обстоятельством не приходится считаться.
Из сказанного вытекает необходимость добиться постоянства переднего угла
если не на всем протяжении,™ во .всяком случае на большей части режущей кромки,
не теряя при этом возможности постоянной переточки сверла.
Как мы дальше увидим, увеличивать передний угол сердцевины можно прежде
всего при подточке поперечной кромки. Но в этом случае все-таки остается бы-
строе падение величины переднего угла на протяжении периферии до сердцевины
сверла. Следовательно, этот метод не дает разрешения поставленной задачи. По-
этому, постараемся другими путями'подойти к разрешению этого вопроса и уста-
новим, какие изменения нужно внести в конструкцию спирального сверла. Для
этого воспользуемся 'некоторыми формулами.
Если рассматривать углы лезвия сверла в плоскости, перпендикулярной
к режущей кромке, то величину переднего угла в любой точке х можно опреде-
лить по следующей формуле (фиг. 255, 1):
у, tg <0 CoS (J.
f<r v —-----------------------
Sin-j-— ^ tg<uC08 у Sltlp.
где: — расстояние точки х от оси сверла,
ш — угол наклона винтовой канавки,
Условия улучшения переднего угла
239
|л — угол радиуса гж к оси симметрии профиля сверла,
<о — угол при вершине,
R — радиус сверла.
Угол уг можно определить по несколько упрощенной формуле, выведенной
в предположении, что обе кромки сверла не смещены на величину а от оси, а со-
впадают с последней (фиг. 255, II):
Из этих формул видно, что угол уж есть функция гх. Значения для у^, вычисленные
по точной и приближенной формулам, мало отличаются друг от друга, как видно
из табл. 54.
Таблица 64
Значения для сверла: ш = 30°; <р = 120°; а = 0,1 К
Расстолппе от осп сверла ГХ Л 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0,1
Значения переднего угла по точной формуле . Т1 33°40 ' 28° 21° 50' 14° 55' 7°40' 3° 50
Значения переднего угла по приближен, фор- муле 7s 34° 30' 28° 50’ 22° 10' 14° 55' 6° 50’ 0°
Величина погрешности . Ду —50' —50' —20* ±0' + 50' +3°50'
240
Сверла
Из таблицы видно, что максимальная ошибка получается только при-^=0,1.
Но так как у нормальных сверл режущая кромка доходит только до 0,11. то
можно с успехом пользоваться приближенной формулой, как более удобной.
Анализируя полученные формулы, мы приходим к следующему выводу: так
как /?, ш, ср, а, являются или неизменными величинами, пли могут меняться
весьма незначительно, то при сохранении прямолинейной формы режущей кромки
пе удастся получить постоянного переднего утла. С другой стороны, напраши-
вается вопрос, действительно ли требуется, чтобы режущая кромка сверла была
прямолинейной или же опа может быть слегка вогнутой. Этот вопрос является
пока спорным, так как исчерпывающих опытов в этой области нс имеется. Вместе
с тем получение вогнутой криволинейной кромки довольно легко осуществить,
так как для этого достаточно только изменить профиль фрезера для канавки сверла.
На заднюю заточку такая форма кромки также не оказывает влияния, т. е. она
не усложняет этой операции.
Фиг. 266. Образование режущей кромки криволинейной формы.
Криволинейная форма режущей кромки получается при соответствующем
изменении угла ц (фиг. 256). Для того чтобы представить, каким образом угол р
влияет на передний угол, вычислим его по точной формуле для любой точки (на-
пример, на периферии) при различных значениях р. На фиг. 257. А представлена
диаграмма изменения утла у в зависимости от р. Начиная от р = 0, передний угол
все время увеличивается и достигает максимума при
sinp = tgwctg-|.
Из диаграммы видно, что только при значительном отрицательном смещении
режущей кромки возможно заметное изменение переднего угла. У рыночных
сверл с прямолинейной кромкой величина угла р колеблется В пределах плюс
5—6°. Отсюда понятно, почему при незначительных отклонениях режущей кромки
от прямолинейной формы особенной разницы между одними и другими сверлами
не наблюдается. При более значительном повороте кромки, т. е. при увеличении
угла р, передний угол будет иметь до некоторой степени постоянную величину.
В самом деле, если придать кромке форму, показанную на фиг. 256, II,
Условия улучшения переднего угла
Stl
то у сверла с углом w = 30° и <р = 120°, передний угол будет меняться по сплошной
кривой о, показанной на фиг. 257, В, причем пунктирная кривая аг соответствует
изменению угла у для того же сверла при прямолинейной режущей кромке. Таким
образом искривление режущей кромки дает возможность несколько задержать
повышение переднего угла у наружного края сверла и сделать его приблизительно
одинаковым хотя бы на
некотором участке у пе-
риферии. Необходимо от-
метить, что влияние угла
р. повышается при уве-
личении угла а> и умень-
шении угла <р. Так на-
пример, для сверла с
углом <о = 45° и <р - 90°,
Фиг. 257. Диаграмма зависимости переднего угла от
угла pi; вависимости переднего угла от формы кромки.
Фиг. 258. Сверло с про-
дольными криволинейны-
ми кромками.
угол у будет изменяться уже по кривой Ъ при криволинейной кромке и по
bi при прямолинейной. Из сказанного ясно, каким образом можно изменить
конструкпию сверла для того, чтобы сохранить постоянство переднего угла.
Значения угла у в 30° и выше, часто встречающиеся у рыночных сверл, ока-
зываются большими для наружных режущих кромок, вследствие чего в про-
цессе резания они чаще и быстрее всего изнашиваются и разрушаются. По-
этому, оставляя угол наклона <в одинаковым, мы можем с помощью неко-
торого искривления кромки у наружного края уменьшить в этом месте перед-
ние углы. На остальной же части режущей кромки углы у такому умень-
16 Семенченко
chipmaker.ru
242
Сверла
шению не подвергаются. Можно пойти также и па увеличение угла на-
клона <в у рыночных сверл с одновременным искривлением кромки у пери-
ферии. Тогда повышение угла наклона винтовой канавки и добавочное ис-
кривление позволят получить более выгодные передние углы на значительном
участке режущей кромки. Этот метод заслуживает внимания и подлежит про-
верке на практике. Величина искривления может быть определена только опытным
путем. Нужно иметь в виду, что слишком большого искривления допускать
нельзя, так как сверло потеряет свою прочность.
Фиг. 260. Сверло со спе-
циальной подточкой.
Фиг. 269. Диаграмма изменения изсгнутой
кромки.
Постоянства переднего угла можно достигнуть не только искривлением режущей
кромки в поперсчпом направлении, но также и в продольном. Для этого необхо-
димо рассмотреть, как должен меняться угол <р в зависимости от гх, чтобы перед-
ний угол оставался постоянным. Анализ формулы показывает, что теоретически
возможен вид спирального сверла с продольными криволинейными кромками,
на протяжении которого угол у остается постоянным. Такое сверло представлено
на фиг. 258, причем диаграмма изменения изогнутой кромки показана на фиг. 259.
Из формулы видно, что если бы режущие кромки доходили до оси сверла, то вер-
шина его была бы бесконечно длинна. На практике такая форма сверла едва ли
найдет применение, так как конус получается чрезмерно длинным и, кроме того,
при такой форме весьма затруднительно осуществить заднюю заточку сверла.
Условия улучшения переднего угла
243
Выравнивание величин переднего угла можно получить также и с помощью под-
точки. Теория дополнительной подточки показывает, что для действительного улуч-
шения переднего угла необходимо его уменьшать, а не увеличивать. Это возможно
только в том случае, если передние углы с самого начала были велики, что обычно
наблюдается на периферии сверла с большим углом наклона канавки. Следова-
тельно, улучшение переднего угла с помощью подточки можно осуществить следую-
щим образом. Сверло снабжается большим углом наклона и винтовой канавкой
специальной формы, как показано на фиг. 260 сплошной линией ВРВ^ вместо нор-
мальной, показанной пунктирной линией АРАг. Для этой цели нужно изменить
только профиль фрезера. Теперь для выравнивания переднего угла надо уменьшить
его у наружной части режущей кромки.
Это достигается при дополнительной под-
точке, а именно — при стачивании участка
ВР до совпадения с прямолинейным участ-
ком АР (фиг. 260, заштрихованная по-
верхность). У такого сверла передний
угол сохраняет свое постоянное значение
от А до Р и только от точки Р уменьша-
ется по направлению к сердцевине. На
фиг. 261 показано изменение переднего
угла: кривая на диаграмме А характе-
ризует нормальное сверло; кривая на
диаграмме В построена для подточенного
сверла. В последнем случае вследствие
увеличенпя угла наклона винтовой ка-
навки величина переднего угла, начиная от
сердцевины, резко повышается, а затем,
благодаря подточке, угол делается постоян-
ным. Следовательно, при указанном ме-
тоде подточки мы имеем явление, анало-
гичное наблюдаемому при искривлении
режущей КроМКИ В поперечном направле- фиг. 261. Изменение переднего утла при
НИН. Как В ОДНОМ, так И В другом случаях, специальной подточке.
наиболее выгодные условия резания по-
лучаются именно в том месте, где режущая кромка подвергается наиболее силь-
ному напряжению. Благодаря такой подточке эти сверла должны допускать боль-
шие скорости резания по сравнению с нормальными, кроме того продолжитель-
ность их службы повышается.
Из сказанного вытекает, что проблема переднего угла заслуживает большого
интереса и при надлежащем разрешении может дать значительные результаты.
6. УГОЛ ЗАДИКИ ЗАТОЧКИ
Лезвие спирального сверла, подобно всякому резцу, может правильно рабо-
тать только в том случае, если оно снабжено задним углом. Согласно фиг. 254:
244
Сверла
где ар —задний угол,
Р — угол задней заточки,
0 — угол наклона траектории резания.
У сверла следует различать три поверхности:
1) поверхность резания, которая является винтовой поверхностью с шагом,
равным подаче сверла;
2) коническую поверхность сверла, т. е. когда у него не произведена задняя
заточка;
3) поверхность задней заточки.
Угол задней заточки р есть угол, образованный касательной к конической по-
верхности све.рла и касательной к поверхности задней заточки.
Задний угол Яр образован наклоном поверхности задней заточки к поверхности
резания, которая не является конической вследствие наличия подачи сверла.
При совпадении поверхности резания с поверхностью задней заточки, т. е.
когда р= 6, задний угол ар был бы равен нулю. При этих условиях сильно воз-
росло бы трение и процесс резания был бы затруднен.
Поэтому поверхность резания не должна совпадать с поверхностью задней за-
точки и задний угол ар должен быть всегда меньше угла задней заточки р.
Задний угол яр, подобно углам резания и переднему, не является постоянной ве-
личиной у всех точек режущих кромок сверла. Анализируя выражение
tge = 4 (Фиг. 254),
мы можем сделать следующие выводы:
1) угол наклона траектории резания 0 повышается при увеличении подачи;
2) при постоянной подаче угол 0 увеличивается по мере уменьшения диаметра,
т. е. по мере приближения режущей точки к центру сверла.
Первое положение заставляет выбирать угол задней заточки р такой величины,
чтобы даже при самой максимальной подаче, свойственной данному размеру
сверла, он был больше угла наклона траектории 0, т. е. р = 0-{-ар.
Второе положение требует, чтобы у одного и того же сверла все точки на ре-
жущей кромке обладали некоторым задним углом. Но так как угол 0 меняется
и у сердцевины имеет большую величину, чем на периферии, то для того чтобы
задний угол имел еще некоторую положительную величину, необходимо, чтобы
угол задней заточки р также имел переменную величину, т. е. он должен быть
на периферии меньше, чем у сердцевины.
Следовательно, вследствие наличия подачи меняется угол наклона траектории,
а вместе с ним должен меняться и угол задней заточки.
Однако, как было установлено выше, влияние угла 0 сказывается весьма не-
значительно. Так например, даже при такой подаче, как 1 мм/об, для сверла
диаметром в 50 мм угол 0 на периферии будет равен 0°,22', а на окружности диа-
метром 5 мм—3°4'. Угол 0 вполне компенсируется разностью в углах задней за-
точки на наружной и внутренней окружности сверла.
Второй и более важной причиной, по которой угол задней заточки делают
переменным, является необходимость более или менее постоянного угла заострения.
Как показали опыты Зоммерфельда, задняя заточка при сверлении железа
и чугуна не оказывает никакого влияния на величину крутящего момента. Что же
касается влияния ее на величину усилия подачи, то при сверлении чугуна задняя
Угол задней затпочки
245
заточка имеет существенное значение, в то время как для железа это сказывается
в меньшей мере.
Разница в величине усилия подачи зависит исключительно от колебания угла
резания у на поперечной кромке (см. фиг. 245). «Значительная по величине задняя
заточка сможет при постоянном значении угла при вершине дать более или менее
значительное уменьшение угла резания у поперечной кромки. С другой стороны,
чем меньше угол резания т), тем лучше протекает резание у поперечной кромки
и тем меньше усилие подачи.
Однако более значительная задняя заточка быстрее приводит сверло к поломке
Как было сказано, при обработке железа и мягкой стали величина ее не оказывает
существенного влияния ни на крутящий момент, ни на усилие подачи. Следова-
тельно отсюда вытекает, что не только бесполезно, но даже вредно делать большую
заднюю заточку, так как в этом случае происходит значительное ослабление ре-
жущей кромки сверла.
45 М 35 30 25 20 15 10
Фиг. 2G2. Диаграмма изменения угла задней заточки.
Опыты ппж. Зоммерфельда показали, что угол задней заточки должен иметь
переменную величину, а именно: у режущей кромки на периферии он должен быть
в пределах 5—8°, а затем все время повышаться по мере приближения данной
точки режущей кромки к сердцевине сверла. Предельная величина угла р в этом
месте не должна быть выше 20—24°.
Если у сердцевины сверла сделать угол задней заточки меньше 20°, тогда угол
резания ц у поперечной кромки будет чрезмерно большим и усилие подачи сильно
возрастет. С другой стороны, по следует делать угол снятия затылка на пери-
ферии больше 8°, так как режущая кромка будет чрезмерно ослаблена.
Только при вышеуказанной разности в величинах угла получаются благоприят-
ные углы заострения лезвия сверла.
На фиг. 262 представлена диаграмма изменения угла задней заточки в зави-
симости от диаметра сверла.
Вследствие того что мелкие сверла для усиления режущей кромки снабжа-
ется меньшим углом наклона канавки, чем крупные, рекомендуется угол задней
заточки делать также различной величины, а именно: для мелких сверл он дол-
жен быть на периферии больше, чем для крупных.
246
Сверла
щей кромки по направлению
Фиг. 263. Положение попе-
речной кромкп.
В табл. 55 приведены величины угла задней заточки на периферии для разных
диаметров сверл, принятые первоклассными инструментальными заводами.
На работу сверла оказывает также значительное влияние и положение попе-
речной кромки.
Так как кривизна поверхности задней заточки сверла уменьшается от режу-
к сердцевине, поперечная кромка наклонена к глав-
ным режущим кромкам. Чтобы придать сверлу
наиболее благоприятную форму задней заточки,
поперечная кромка должна составлять с прямой,
параллельной оси симметрии профиля сверла,
угол 0, равный приблизительно 55° (фиг. 263).
Другое расположение поперечной кромки влечет
за собой повышение усилия подачи, но, с другой
стороны, цочти не влияет на величину крутящего
момента. При меньшем угле® угол задней заточки
увеличивается, вследствие чего увеличивается за-
бор материала при сверлении, и инструмент смо-
жет сломаться. При большом угле О угол задней
заточкп не будет достаточным и условия резания
окажутся тяжелыми.
По величине угла наклона О можно судить, насколько правильно произве-
дена задняя заточка сверла.
В связи с изменением угла задней заточки сверл для разных диаметров угол
расположения поперечной кромки также должен иметь различную величину,
как указано в табл. 55.
Таблица 55
Размеры сверл Угол задней заточки градусы Угол наклона поперечной кромки, градусы Размеры сверл Угол задней заточки, градусы Угол наклона поперечной кромкп, градусы
2,0— 3,5 14 47 11,1— 18,0 8 52
3,6— 5,0 11 48 18,5— 30,0 7 55
5,1— 7,0 9 49 30,5— 55,0 6 55
7,1—11,0 9 50 55,5—100,0 5 55
ФОРМА ЗАДНЕЙ ЗАТОЧКИ
Чтобы придать сверлу переменный угол задней заточки, необходимо снабдить
сверло специальной формой задней заточкп. Эта заточка производится согласно
схеме, представленной слева на фиг. 264 (метод Уошборна). Требуемый угол р
получается в том случае, если поверхности задней заточки будут образованы двумя
коническими поверхностями. Оси конусов должны быть взаимно перпендикулярны
и составлять 45° с осью сверла: угол при вершине конусов — 26°. Оси конусов
в плане должны быть расположены в плоскостях, параллельных оси сверла,
и смещены от нее па расстояние, равное 1/16 диаметра сверла. Справа нафиг. 264
показан другой метод заточки (Вейскера).
Форма задней заточки
347
Фиг. 264. Образование поверхно-
сти задней заточки.
Из представленной фигуры видно, что заточка сверла является сложной опе-
рацией и требует применения специального станка или приспособления. Поэтому
не рекомендуется производить заточку сверла
вручную. Трудность операции усугубляется
еще тем, что сверло должно быть заточено
вполне симметрично. Эта симметричность на-
рушается тем, что:
1) режущие кромки получаются неравной
длины, причем ось сверла не проходит через
середину поперечной кромки (фиг. 265, я);
2) режущие кромки образуют разные углы
с осью сверла, которая проходит через сере-
дину поперечной кромки (фиг. 266, 6);
3) режущие кромки имеют равные длины,
по разные углы, образуемые ими с осью
сверла, которая не совпадает с серединой по-
перечной кромки (фиг. 265, с).
Во всех трех случаях получается нерав-
номерная (односторонняя) нагрузка обеих
режущих кромок. В результате этого сверло
начинает бить и получается отверстие боль-
шего диаметра.
На фиг. 266 показаны различные формы
заточки сверла:
I — обыкновенная; II — специальная, пред-
ложенная американской фирмой Oliver; III—
специальная для чугуна, предложенная фир-
мой Шток.
Цифры на фиг. 266 показывают углы зад-
ней заточки в различных точках режущей
кромки.
Как показали опыты фирмы Шток (Stoe-
ver), заточка фирмы Oliver не имеет значи-
тельных преимуществ по сравнению с обыкно-
венной. Разница заключается только в меньшем осевом усилии для заточки
Oliver, в то время как крутящие
моменты, стойкость и расход
энергии в обоих случаях остают-
ся одинаковыми. Кроме того,
сверло при заточке по методу
Oliver не рекомендуется приме-
нять для твердых металлов, так
как такое сверло дает трещины
по поперечной кромке. Заточка
фирмы Шток показала хорошую
стойкость (на 30% выше нор-
мальной) сверла при работе на
чугуне.
Фпг. 266. Виды неправильной заточки сверл.
chipmaker.ru
248 Сверла
Задняя заточка сверла оказывает большое влияние на режущую способность
сверла. Если другие не менее важные элементы [угол наклона канавки, толщина
сердцевины, ленточка (фаска)] по-
S лучаются у сверла в процессе из-
Е готовления и не изменяются до
полного износа, то при задней за-
§ точке у лезвия сверла образуются
и все необходимые режущие эле-
8 менты, которые изменяются в за-
0 висимости от формы задней заточ-
i ки. Таким образом даже пра-
,в вильно сконструированное и хо-
й рошо изготовленное сверло может
| быть приведено в негодность не-
S правильной заточкой. Поэтому
" заточке сверла нужно уделять
- особое внимание, тем более, что
| форма ее, как было сказано выше,
§ отличается большой сложностью,
я Для контроля правильности за-
s. точки служит прибор Шлезингера
•ё* (фиг. 267).
к Принцип измерения заключает-
g ся в следующем: наносятся кривые
* падения между поверхностью
задней заточки и цилиндрически-
§ ми поверхностями, расположен-
S ними концентрпчно оси сверла,
| причем диаметр окружности каж-
g- дой цилиндрической поверхности
w может быть выбран произвольно.
7. Обычно цилиндрические сечения
и выбираются через каждые 5 ,и.м
g (фиг. 268). При измерении на при-
“ боре измерительный штифт каса-
g ется поверхности задней заточки
В и точно следует за кривой паде-
п ния. Последняя зачерчивается ca-
ts мопишущим прибором на бара-
" бане, обернутом миллиметровой
| бумагой. Если бы сверло не име-
« ло задней заточки, тогда штифт
J при касании по каждой окружно-
. сти не показывал бы никакого па-
§ дения. При наличии задней за-
точки штифт все время опускает-
е ся на определенную глубину, со-
ответствующую величине задней
Форма з адм ей заточки
24»
заточки, определяемой углом А. Прибор Шлезингера (фиг. 267) состоит из
патрона А, в котором зажимается сверло, державки В с измерительным штиф-
том и барабана С с пишущим штифтом. Патрон расположен на салазках, кото-
рые могут перемещаться перпендикулярно к оси сверла. Это дает возможность
переставлять измери-
тельный штифт для
каждой выбранной
окружности. Держав-
ка с измерительным
штифтом и самопишу-
щий прибор также
смонтированы на са-
лазках, которые мо-
гут передвигаться по
оси сверла. Вращение
сверла передается с
пониженной в 2 раза
скоростью на барабан
с помощью рычажной
Системы П шестерен. Фиг. 267. 11рпбор Шлезингера для измерения углов задней
Измерительный штифт ваточкп.
всегда прижимается к
поверхности задней заточки штифтом. При вращении сверла с помощью махо-
вичка D измерительный штифт перемещается соответственно падению кривой
задней заточки по направлению к оси сверла, в то время как пишущий
штифт благодаря рычажной передаче вычерчивает в обратном направлении кри-
Фиг. 268. Определение угла задней заточки.
вую на барабане. Таким образом кривые получаются достаточно четкими, так
как отношение передачи равно 1:4.
Подобные кривые задней заточки представлены на фиг. 269. Если провести
касательные к этим кривым, то можно определить ординаты У в зависимости
chipmaker.ru
550
Сверла
от известных величин X. Затем уже определяется угол задней заточки по формуле:
У
X’
4- \ W
^х=-а-
где есть постоянный коэфициент, учитывающий сокращение масштаба на
диаграмме.
Нужно отметить, что в приборе Шлезингера угол задней заточки X не яв-
ляется действительным углом задней заточки р,так как угол X измеряется в пло-
скостях, касательных к ци-
Фиг. 2С9. Кривые задней заточки.
линдрическим поверхностям,
концентричным оси сверла, в то
время как угол р измеряется, по-
добно всем другим углам-лез-
вия сверла, в плоскости, пер-
пендикулярной к режущей гра-
Фпг. 270. Зависимость между углами лир.
ни. Найдем зависимость между углом X и фактическим углом р. На фиг. 270 по-
казаны основные данные для определения угла р: Л—поверхность задней заточки;.
К — сечение цилиндра по окружности диаметра d, PR — кривая задней заточки
Форма задней заточки
351
При измерении штифт переходит из правого положения в левое, как показано
в разрезе, на фиг. 270. Тогда можно написать:
где Ь — величина падения кривой;
Гд. — расстояние, соответствующее величине падения кривой.
Измеренный в такой плоскости угол задней заточки лежит в треугольнике
РАВ, находящемся в плоскости боковой поверхности цилиндра d. Действитель-
ный же угол р получается в том случае, если дРЛВ спроектировать на боко-
вую поверхность конуса. Треугольник РАС и представляет искомую проекцию.
PPi — режущая кромка;
ZCHB = C = 90'—1-;
ы
£АРС—р.
Из треугольника РАВ, РАС и
АВС можно определить соотношение
мелщу углами X и р.
Фиг. 271. Измерение поверхности задней
заточки на токарном станке.
tgp = tgX • sin—- •
У рыночных сверл при <р = 118°
ошибка при определении угла задней
заточки по Шлезингеру составляет,
примерно, 13%, т. е. действительный
угол задней заточки должен быть на эту величину меньше найденного с по-
мощью прибора. С уменьшением же угла ошибка возрастает значительно бы-
стрее, и при угле ® = 60° расхождение доходит до 100%.
Измерение угла задпей заточки можно производить также и на токарном станке
(фиг. 271).
Трехкулачковый патрон обертывается бумажной лентой с делениями, причем
отсчет производится с помощью указателя, закрепленного на передней бабке.
Сверло вставляется в патрон и может быть повернуто на любой угол с помощью
ручного перемещенпя ремня. Штифт индикатора, установленного в четырехгран-
ной качающейся стойке на супорте, соприкасается с поверхностью задпей заточки
и при вращении сверла дает отсчеты. Принцип измерения (фиг-. 268) состоит в сле-
дующем: выбирается ряд диаметров и для каждого из них определяется по инди-
катору величина разности между поверхностью задней заточки и разверткой
окружности выбранного диаметра.
Таким образом, зная диаметр выбранной окружности, а следовательно, и г,,
величину задней заточки Ь, можно определить угол задней заточки по формуле:
, 1 Ь
1X
chipmaker.ru
252
Сверла
Чтобы найти истинный угол задней заточки р пользуются той же формулой,
что и для прибора Шлезингера.
Таким образом принцип измерения угла задней заточки с помощью такого ме-
тода ничем не отличается от принципа, на котором построен прибор Шлезингера.
Разница заключается в том, что на приборе Шлезингера непосредственно полу-
чаются записи кривых падения, в то время как на токарном станке величину зад-
ней заточки приходится подсчитывать.
Величину угла задней заточки К можно определять также с помощью индика-
тора при закреплении сверла в делительной головке фрезерного станка.
8. ПОДТОЧКА ПОПЕРЕЧНОЙ КРОМКИ
Для повышения производительности сверла применяется подточка поперечной
кромки. 9та операция дает: во-первых, уменьшение угла резания поперечной
Фпг. 272. Перовое и спиральное сверло без
подточки.
Фпг. 273. Образование стружки
у сверл без подточки.
кромки и, во-вторых, укорачивание поперечной кромки, вследствие чего снижа-
ется осевое усилие.
Фпг. 274. Перовое и спиральное сверло с под- Фиг. 276. Образование стр)жки
точкой. у сверл с подточкой.
Подточка поперечной кромки производится различными способами, дающими
различные, но не всегда хорошие результаты. Чтобы критически подойти к разбору
Под tn очка поперечной кромки
2БЗ
Фпг. 276. Схемы подточки сверла.
chlpmaker.ru
254
Сверла
Фиг. 277. Подточка с
укорочением попереч-
ной кромки.
методов подточки, необходимо проследить последовательно развитие этой опе-
рации
На фиг. 272 представлены перовое к спиральное сверла, разрезанные точно
по середине. Из сравнения их видно, что перемычка спирального сверла ничем
не отличается от перемычки перового, и поэтому усло-
вия резания в этом месте совершенно сходны. Это
видно при рассмотрении фиг. 273, где вершина сверла
как в одном, так и в другом случаях не выбрасывает
стружку снизу вверх, а, наоборот, прижимает ее кпизу.
Если же произвести продольную подточку перового и
спирального сверла, параллельную режущей кромке
(фиг. 274), тогда стружка, имея тенденцию скручи-
ваться, направляется уже вверх и в сторону от сверла
(фиг. 275). В этом случае благодаря получению луч-
шего угла резания поперечной кромки последняя ра-
ботает более легко, и вершина сверла не прижимает
стружку кпизу.
Несмотря на исключительную работоспособность за-
правленного таким образом сверла, подобная подточка
на практике теперь не применяется, что объясняется
чисто экономическими соображениями.
На фиг. 276 представлены две схемы подобной под-
точки. Если сделать подточку в виде вогнутой поверх-
ности, то толщина перемычки у вершины сверла будет
больше, чем у средины выемки (эск. I). Следовательно,
при последующих заточках по вершине сверла толщина
перемычки будет все время уменьшаться, пока не до-
стигнет точки В. Одновременно с этим и угол резания
будет все время ухудшаться (вследствие уменьшения пе-
реднего угла) до тех пор, пока он не станет такой же
величины, как и для незаправленного сверла. Так как участок на протяжении С
дает неблагоприятный угол отвода стружки, то приходится эту часть стачивать.
Следовательно, только на участке D можно образовать
новую выемку.
- Такие же результаты дает и подточка на эск. II, где
одновременно с заточкой сверла по вершине делается и
выемка. Выемки показаны на фигуре в виде заштрихо-
ванных площадок. Вследствие повторных подточек пе-
ремычка настолько ослабляется, что она уже не может
противодействовать усилию подачи и крутящему мо-
менту. Поэтому такое сверло приходится ВО избежание фиг. 278. Подточка фирмы
поломки стачивать на величину и только тогда при- Шток,
ступать к следующей подточке перемычки.
Из этого следует, что как 1-й, так и 2-й методы подточки поперечной кромки
чрезвычайно неэкономичны; с этим можно в известной степени примириться в от-
ношении дешевых перовых сверл. Но такая неэкономичность совершенно недо-
пустима для дорогих спиральных сверл.
На фиг. 277 представлена другая подточка режущей кромки. Здесь преследу-
Подточка поперечной кромки
255
ется только укорочение поперечной кромки, но не наблюдается никакого улучше-
ния переднего угла. Наоборот, такая подточка даже влечет за собой определенное
ухудшение переднего угла на некоторых участках режущей кромки. Кроме того,
поперечная кромка получается довольно ослабленной.
Фирма Шток рекомендует производить подточку таким образом (фиг. 278):
налево и направо от поперечной кромки снят материал, вследствие чего образо-
валось углубление. При пересечении с поверхностью задней заточки оно обра-
зует в плане прямую, служащую продолжением режущей кромки от А до В. Эта
заточка производится с помощью конического наждачного камня диаметром, соот-
ветствующим шагу винтовой канавки сверла. Поперечная кромка при этом может
быть или несколько укорочена или же оставлена без изменений. Благодаря такой
подточке передний угол у сердцевины получает более выгодное значение, и вместе
с ним уменьшается и угол резания. Другое преимущество этого метода заключа-
Фиг. 279. Подточка сверла с пластинками ив твердого сплава.
ется в том, что ширина поперечной кромки при последующих заточках остается
неизменной, и ослабления перемычки не наблюдается. Подточку можно произво-
дить каждый раз после заточки сверла, хотя в этом нет особой необходимости,
так как одной подточки вполне достаточно для нескольких заточек.
При наличии изношенных сверл, сердцевина которых значительно толще,
чем у новых, подточку нужно производить таким образом, чтобы сердцевина та-
ких сверл была не больше, чем у новых.
На фиг. 279 показаны правильная и неправильная подточка спирального сверла
с пластинками из твердого сплава.
Подточка I дает возможность несколько улучшить передний угол без значи-
тельного утопыпепия сердцевины. Подточка II совершенно неприемлема, так. как
узкая сердцевина быстро ломается при сверлении.
Подточка передней кромки выгодна для каждого сверла, особенно необходима
она для крупных размеров, у которых величина сердцевины довольно значительна.
Исследования Зоммерфсльда показали, что при уменьшении поперечной кромки
с 9 до 5,5 мм (сверло 50 мм) осевое усилие уменьшалось при сверлении стали
на 15,5%, а при сверлении чугуна — на 4,5%. Это указывает на необходимость
подточки сверл, в особенности при обработке стали.
chipmaker.ru
266
Сверла
В. СВЕРЛА С ДВОЙНОЙ ЗАТОЧКОЙ
Фиг. 280. Сверло с двойной заточкой.
Некоторые фирмы рекомендуют для обработки крупного литья, например
чугуна, применять сверла с двойной заточкой (фиг. 280). Острие такого сверла
заточено под двумя углами <р =118 и ф = 70—75°, причем ширина фаски делается
в пределах 0,18—0,22 диаметра сверла. Такие сверла обладают в 2—3 раза боль-
шей стойкостью, чем обычные. Они
допускают также большие ско-
рости резания (примерно выше па
10—15%). Хорошие результаты
также получаются при обработке
этими сверлами стали и железа.
Повышенная стойкость сверл с
двойной заточкой связана с луч-
шим образованием стружки (она
получается тоньше и шире) и более
благоприятным отводом тепла. Двойную заточку рекомендуется производить для
сверл диаметром от 8 мм и выше. Для более мелких размеров вводить ее не сле-
дует, так как эффект от этого получается незначительный.
10. ДИАМЕТР СЕРДЦЕВИНЫ
Сердцевиной называется центральная часть сверла, примыкающая к оси.
Диаметр сердцевины берется одинаковым для сверл из быстрорежущей и углеро-
дистой стали. Однако в сыром виде при фрезеровании канавок диаметр сердце-
вины для сверл из быстрорежущей стали берется несколько большим, чем для
сверл из углеродистой стали. Это делается потому, что сверла из быстрорежущей
стали должны обязательно подвергаться шлифовке по канавке для придания боль-
шей чистоты поверхности и для удаления обезуглероженного слоя, который здесь
будет больше, чем у сверл из углеродистой стали вследствие высокого нагрева при
закалке.
Диаметр сердцевины делается различным в зависимости от размера сверла.
У малых сверл (до 10 км) он берется в пределах 0,2—0,25,усредних и крупных—
0,15—0,135 диаметра сверла.
Для повышения прочности сверла диаметр сердцевины увеличивается по
мере приближения к хвосту. Если раньше для всех сверл это повышение соста-
вляло 1,4 мм на 100 мм длины, то теперь, в связи с повышением режима при свер-
лении, рекомендуется давать более значительное увеличение. Для сверл из угле-
родистой стали принимают 1,4—1,5 мм, из быстрорежущей —1,7—1,8 мм на
каждые 100 мм длины. Отрицательное влияние толстой сердцевины на процесс
резания парализуется до известной степени уменьшением поперечной кромки
с помощью специальной подточки.
Нужно отметить, что с каждой новой заточкой сверла диаметр сердцевины уве-
личивается и становится у хвоста примерно на 25% больше чем у острия. Вслед-
ствие этого по мере затачивания сверла продолжительность сверления посте-
пенно возрастает, причем при ручной подаче рабочему приходится нажимать
на рычаг значительно сильнее, чем при работе с новым сверлом.
Форма режущей кромки
257
Вследствие увеличения диаметра сердцевины по направлению к хвосту ширина
канавки уменьшается. Некоторые фирмы допускают это уменьшение, в особен-
ности у крупных сверл, другие стараются разными способами сохранить по воз-
можности постоянное сечение канавки, что необходимо для свободного выхода
стружки. В этом случае прибегают или к увеличению шага винтовой канавки по
мере приближения к хвосту или, оставляя постоянной величину шага, изме-
няют угол установки фрезера, вследствие чего по мере уменьшения глубины
канавки увеличивается ее ширина.
11. ШИРИНА КАПЛВКИ
Фиг. 281. Соотношение между величинами ширины
канавкп у сверл из углеродистой и быстрорежущей
стали.
Обычно ширина канавки делается одинаковой с шириной пера, т. е. она равна
окружности.
Однако в тех случаях, когда для сверл из быстрорежущей стали принимают
больший угол наклона, ширина канавки несколько увеличивается. Это делается
для того, чтобы получить одинаковую ширину канавки в сечении, перпендикуляр-
ном к винтовой канавке. Эту дополнительную величину можно определить следую-
щим образом. На фиг. 281 Ьс есть ширина канавки, которая должна быть оди-
наковой для сверл из углеродистой и из быстрорежущей стали, т. е. при различных
углах наклона канавки.
Для сверл из углероди-
стой стали:
, cd
ОС—-Г- • С08Ш .
4
Для сверл из быстрорр'
жущей стали:
be — (cos o>i -ф- г cos шх).
Сокращаем отношение на
nd. Тогда
— =14-4ж.
CUS<0| 1
Если подставить вместо ши их значения, тогда х 0,01. При расчете про-
филя фрезера для канавки сверла вместо 0,01 часто принимают величину, крат-
ную 4-окружности, например
12. ФОРМА РЕЖУЩЕЙ КРОМКИ
На фиг. 282 показаны три формы режущей кромки сверла: выпуклая, прямо-
линейная и вогнутая.
Выпуклая форма совершенно не допустима, так как, во-первых, из-за нее
получается сужение, канавки и таким образом уменьшается пространство для
помещения стружек и, во-вторых, стружки разрываются выступающей частью
и частично придавливаются к поверхности обрабатываемого отверстия. Кроме
17 Семенченко-
SS8
Сверла
того, в этих случаях, как и при токарных резцах с сильно выступающими кром-
ками, наблюдается неспокойная работа сверла. Поэтому сверла с выпуклой фор-
мой режущей кромки должны браковаться.
Наиболее распространенной формой является прямолинейная. Сторонники
приводят следующие ее преимущества.
1. Прямолинейным режущим кромкам соответствует наименьшая их длина.
Поэтому сверло с прямолинейными кромками потребует наименьшего осевого
усилия для получения определенной подачи. При всякой другой криволинейной
форме режущих кромок осевое усилие должно повыситься пропорционально
увеличению длины режущих кромок.
2. При криволинейной форме компоненты осевого усилия, действующие пер-
пендикулярно к режущей кромке, неравномерно распределяются вдоль кромки,
что вызывает неравномерный износ ее.
Фиг. 282. Формы режущей кромки.
Вогнута^ форма
3. Всякая разница в давлении на режущие кромки вызывает при резании появ-
ление слагающей, стремящейся изменить прямое направление сверла, вслед-
ствие чего может получиться неправильное отверстие. Из этого следует, насколько
важно обеспечить правильность и однообразие распределения давления по длине
каждой режущей кромки. Это условие лучше всего выполнить п легче всего под-
держивать в течение всего эксплоатационного периода сверла при прямолинейной
форме режущих кромок.
Однако в данное время нельзя считать окончательно установленным, что
прямолинейная форма действительно является лучшей формой режущих кромок.
Математические исследования показывают, что при соответствующем вогнутом
искривлении режущей кромки передний угол получается более или менее постоян-
ным на значительной длине режущей кромки. Эти теоретические выводы под-
тверждаются до некоторой степени и результатами испытаний в работе сверл
с несколько вогнутыми режущими кромками.
Известный германский специалист по инструментальному делу И. Рейпцль
нашел, что сверла с такими криволинейными кромками и, в особенности, если
вогнутость более значительна у точек, находящихся ближе к периферии, отлича-
ются большей долговечностью по сравнению с нормальными сверлами. Этим самым
И. Рейндль опровергает распространенное мнение о том, что прямолинейные
кромки являются единственно правильными. Большая долговечность объясняется
Фаска и задний конус
259
тем, что при такой форме получается лучший отвод стружки, так как слегка за-
кругленная форма кромки у фаски несколько отдаляет стружки от наиболее на-
груженной части (фаски) сверла и тем самым уменьшается ее износ. Безусловно,
на основании только этих опытов нельзя с уверенностью сказать, что вогнутая
кромка повышает долговечность сверла. Однако, с другой стороны, нельзя не счи-
таться с выводами И. Рейндля и подобные опыты необходимо повторить. Разреше-
ние вопроса, в какой мере допустимо искривление режущей кромки, является
делом опыта. Тем не менее, можно заранее сказать, что весьма сильного искривле-
ния нельзя допускать, так как иначе сверло потеряет свою прочность.
При сравнении прямолинейной и слегка вогнутой формы режущей кромки
можно притти к следующему заключению. Разница между работой сверл 1-го
и 2-го типа, очевидно, незначительна и все преимущества одного метода перед
другим носят скорее теоретический, чем практический характер. Поэтому до сих
пор все первоклассные заводы Европы и Америки выпускают на рынок сверла
только с прямолинейной режущей кромкой. Переход на другую форму режущей
кромки связан со значительными затратами на новый инструментарий, в первую
очередь на фрезера для канавок, следовательно он может быть осуществлен при
наличии достаточно веских оснований.
13. ФАСКА И ЗАДНИЙ КОНУС
Для предотвращения трения сверла о поверхность обрабатываемого отверстия
и связанного с ним возникновения тепла по всей боковой поверхности произво-
дится снятие затылка и только у режущей кромки оставляется небольшая фаска
(ленточка). Она предназначается для придания нужного направления сверлу.
Размеры ширины фаски можно определять по формулам:
Для сверл 0,25— 0,65 мм
» » 0,7 —10 »
» » 10,5 —19,5 »
» » 20 —50 »
сверла делаются без фаски
/=0,32
/=0,36
/=0,45
»<
у7Г
В табл. 56 приведена ширина фаски для разных размеров сверл, принятая
лучшими инструментальными заводами.
Таблица 56
Нужно иметь в виду, что эти размеры относятся к готовым сверлам. В том слу-
чае, если снятие затылка производится до закалки, надо учитывать некоторьч!
припуск на шлифовку, после которой фаска получается более широкой. Поэтому
при фрезеровании фаска должна иметь меньшую, чем указано в таблице, величину.
При сверлении наиболее напряженными являются режущие кромки, распо-
ложенные на периферии сверла, т. е. угол режущей кромки и фаска в нижней своей
части. Объясняется это тем, что скорость резания на периферии имеет наибольшую
chipmaker.ru
гео
Сверла
величину, и, следовательно, в этом месте развивается максимальное количество
тепла. С другой стороны, угол режущей кромки является наиболее тонкой частью
сверла и вследствие этого не может обеспечить хороший отвод тепла. Б результате
фаска и угол режущей кромки подвергаются большому напряжению и быстро из-
нашиваются. Это особенно отчетливо выявилось в работе ипж. Паткай, который
установил значительное сопротивление, оказываемое фаской при сверлении. По-
этому, если снять у фаски в ннжней части па протяжении 2—4 мм затылок, то
производительность сверла значительно возрастет.
На фиг. 283 приведена диаграмма, показывающая глубину сверления при раз-
личных подачах для нормального сверла и сверла с затылованной фаской. Из диа-
граммы видно, что производительность
сверла с затылованной фаской повысилась
на 5(УХ> и выше, причем явилась возмож-
ность несколько увеличить скорость реза-
ния (на 15—20%). Характерен также .износ
фаски: если нормальное сверло показало
полное разрушение угла режущей кромки
и фаски, то сверло с затылованной фаской
дало лишь равномерное затупление режу-
щей кромки. Из этого следует, что затыло-
вание фаски представляет значительные
преимущества и поэтому его нужно реко-
мендовать нашим заводам.
Затылование фаски можно произвести
вручную на наждачном кружке. Эту опе-
рацию нужно проводить осторожно, чтобы
не сточить всей фаски и не потерять размер
сверла. Более целесообразно изготовить для
этой операции специальное приспособление.
Для облегчения работы сверло, подобно
другим хвостовым инструментам, должно
т. е. диаметр сверла у вершины должен
Фиг. 283. Производительность сверл
с затылованной фаской и нормальных.
обязательно иметь задний конус,
быть несколько больше диаметра у хвоста. Это уменьшение диаметра сверла де-
лается в пределах 0,05—0,07 мм па каждые 100 мм длины. Благодаря наличию
заднего конуса при сверлении ослабляется трение и, следовательно, сверло не так
сильно нагревается.
Уменьшение диаметра сверла при последующих заточках не оказывает ника-
кого влияния на размер отверстия, так как в работе сверло значительно разраба-
тывает его, причем величина разработки вполне компенсирует уменьшение раз-
мера. ,
14. РАСЧЕТ КОНИЧЕСКОГО ХВОСТА СВЕРЛА
Конический хвостсверладолжен быть рассчитан на передачу крутящего момента,
возникающего в процессе работы. Этот момент должен передаваться от шпинделя
к сверлу посредством трения, которое возникает между поверхностью втулки
и хвоста вследствие наличия осевого усилия. Нужно иметь в виду, что крутящий
момент должен передаваться исключительно конусом без участия лапки, которая
Расчет конического хвоста сверла
sei
предназначена лишь для облегчения выталкивания сверла из конической втулки
шпинделя (фиг. 284).
Осевое усилие Q (фиг. 285) может быть разложено на две силы: Р, перпенди-
кулярную к поверхности конуса, и F, перпендикулярную к оси сверла. Сила
р=Х-
sin а
вызывает на поверхности конуса хвоста силу трения р- • Р,
где р — коэфицент трения, равный приблизительно 0,096 (по Берндту).
Тогда крутящий момент может быть опре-
Фиг. 284. Лапка сверла.
делен по формуле:
М = р Р= |»Л •
“ 2 ~ sin a 4
где d и D — максимальный и минимальный
диаметры рабочей части конуса хвоста.
Фпг. 285. Силы, действующие па конус
сверла.
Работы исследователей Musil-Iby показали, что Для конусов наблюдается опре-
деленная пропорциональность между крутящим моментом И и осевым усилием Q.
Приведенное выше уравнение для М применимо только в том случае, если угол
а выдержан точно как у втулки, так и у хвоста сверла.
На практике, однако, этого никогда не бывает: всегда наблюдаются откло-
нения в угле а, так как точное изготовление конических поверхностей связано
с большими затруднениями. Поэтому важно установить влияние ошибки в угле а
конусности на передачу крутящего момента.
На фпг. 286 приведены диаграммы зависимости крутящего момента М от осе-
вого усилия Q при различных погрешностях в угле а, полученные Schutz в лабора-
тории фирмы Шток. Из диаграмм видно, насколько уменьшается возможность
передачи крутящего момента при повышении величины (суммарной) погрешности
в угле а. ,
Пропорциональность между М и Q дает возможность выразить крутящий мо-
мент кратным силе Q для различных конусов и ошибок в угле а (фиг. 287).
В результате исследований Schutz вывел следующую формулу для М при ус-
ловии, если ошибка в угле а не будет превышать 10', что практически вполне
достаточно. о
где Да колеблется от 0 до 10'.
Ш(1-0,04Да),
chipmaker.ru
Сверла
262
Для спирального сверла также наблюдается определенная пропорциональ-
ность между крутящим моментом М и осевым усилием Q, которая является по-
стоянной величиной для определенного обрабатываемого металла. Эта пропорцио-
нальность видна из диаграмм (фиг. 288), полученных проф. Шлезингером при ис-
WO 600 в00 woo
- Осевое усилие* в не
Осевое усилие
Ошибка в Конусе
f - Ю'
Фиг. 286. Диаграммы зависимости крутящего момента от осевого усилия при различных
ошибках в угле конуса.
пытании сверл. На основании диаграмм можно выяснить следующую зависи-
мость М от Q:
для хромоникелевой стали (аь = 110)....................= 0.02507?;
> углеродистой стали (аь = 50)...................”'= 0,03167);
» железа и мягкой стали (аь = 30)....................0,03837):
» чугуна (аь = 15)...............................”= 0,03437).
Таким образом наиболее неблагоприятное соотношение дает железо, так как для
этого материала отношение -^получается наивысшим вследствие того, что осе-
Расчет конического хвоста сверла
263
вое. давление Q весьма незначительно по сравнению с крутящим моментом. Следо-
вательно при расчете конуса хвоста надо учитывать эту максимальную величину.
Затем желательно повысить еще эту величину, чтобы иметь возможность передачи
крутящего момента и при более неблагоприятных условиях, например:
1) при больших, чем было указано выше, отклонениях в угле а;
2) при затуплении сверла (по опытам инж. Паткай, крутящий момент в этом
случае повышается почти в 3 раза, в то время как осевое давление увеличивается
весьма незначительно);
3) при защемлении стружек (М также сильно возрастает);
4) на выходе сверла из отверстия, когда конус сразу разгружается, в то время
как крутящий момент еще увеличи-
вается вследствие большего попереч-
ного сечения стружки.
Поэтому конус должен быть рас-
считан таким образом, чтобы, даже в
самых неблагоприятных случаях, он
передавал крутящий момент с по-
мощью трения, возникающего на
поверхностях соприкосновения без
участия лапки в этой передаче.
Можно считать вполне достаточным
трехкратное увеличение величины
отношения для железа, т. е.
—=0,12/).
Эту величину и следует подста-
влять в формулу для М.
Величину отклонения Да для
Фпг. 287. Сводная диаграмма зависимости
крутящего момента от ошибок в угле конуса.
рыночных сверл можно определить
на основании измерений проф. Берндта; для хвостов она будет ±2', для
втулок ±3'. Для втулок дается несколько большее отклонение, чем для хвостов,
так как внутренний конус труднее изготовить, чем наружный. Таким образом
наибольшая суммарная ошибка в конусности сопряженных поверхностей выра-
жается в ± 5'.
Пользуясь этими данными, мы можем определить, какой максимальный диа-
метр сверла соответствует каждому номеру конуса Морзе. В табл. 57 (стр. 264)
приведены эти диаметры по различным стандартам.
Из таблицы видно, что у крупных сверл расчетный максимальный диаметр не
совпадает с принятыми в стандартах. Поэтому при стечении неблагоприятных
обстоятельств в передаче крутящего момента будет участвовать не только кони-
ческая поверхность хвоста, но и лапка сверла, что может вызвать поломку ее.
При установлении предельных размеров диаметров для каждого номера конуса
стандартные комиссии руководствовались тем, чтобы максимальный диаметр
конуса хвоста не слишком превышал диаметр сверла, так как, в противном слу-
чае, с цилиндрической части пришлось бы снимать большое количество металла.
Одпако в настоящее время, в связи с изменением технологического процесса
86/
Сверла
и введения сварки эти соображения отпали, так как цилиндрическая часть изго-
товляется из быстрорежущей стали, а хвост из малоуглеродистой. Отсюда следует,
что более целесообразно дать крупным размерам такой размер хвоста, который
допускал бы передачу крутящего момента без участия лапки. Поэтому некоторые
заграничные фирмы, и в частности завод «Фрезер», изготовляют сверла с более
усиленными конусами, как видно из табл. 58.
Таблица 57
Конус Морзе Л Диаметры сверл по ОСТ 443 Отношение М: Q при Отношение М -. Q для макс, дна и. по ОСТ 443 Максимальвый диаметр сверла
Да=Г Да=3' Расчет- ный OCT 45S DIN 345/6 Англ.- станд. 2 13
О 1,51 1,21 ДО 10
1 6—15,4 2,09 1,67 1,80 » 13 13 13 12
2 15,7—23,4 3,14 2,51 2,76 » 20 21 21 20
3 23,6—32,5 4,22 3,78 3,84 > 2s 31 31 27
4 33—49,5 5,55 4,44 6,00 > 37 44 44 42
5 50-60 7,94 6,35 8,04 » 52 64 64 76
6 — 11,35 9,08 10,20 > 75 — 85 —
&иг. 288. Диаграммы пропорциональности между крутящим моментом и осевым усилием
для различных материалов.
Допуски на готовые сверла
265
Таблица 58
№ конуса Морзе 1 2 3 4 5 5а 6
Диаметр сверл 5—13 13,3—18 18,3—24 24,3—32 32,5—45 45,5—50 50,5—60
16. ДОПУСКИ ИА ГОТОВЫЕ СВЕРЛА
Вследствие разработки отверстия допуски на диаметр сверла всегда даются
в сторону минуса. В табл. 59 приведены данные по допускам (ОСТ 437).
Та блица 60
Размеры сверл Допуск с минусом Размеры сверл Допуск с минусом
0,25-0,45 0,010
0,50—0,70 0,015 — —
0,75—0,95 0,018 — —
1—3 0,02 18,1—30 0,05
3,1—10 0,03 30,5—50 0,06
10,1—18 0,04 50,5—80 0,08
Таблица 60
Диаметр сверла Ширина Фаски Диа- метр по спинке Ширина пера для сверл из Толщина сердцевины для сверл из Шаг
углероди- стой стали быстроре- жущей стали углероди- стой стали быстроре- щей СТИЛИ
плюс минус плюс п мпнус плюс и мпнус минус мппус »
0,25—0,95 0,05 0,02 0,03—0,05 — 0,010 — 0,25
1,00—1,90 0,10 0,03 0,10 0,10 0,015 0,02 0,50
2,00—3,80 0,15 0,04 0,15 0,15 0,020 0,03 1,0
3,90—5,30 0,15—0,20 0,06 0,15 0,15 0,04 0,05 2,0
5,50—10,0 0,30 0,08 0,20 0,20 0,06—0,08 0,05—0,10 2,0
10,2—15,0 0,30—0,40 0,12 0,3-0,5 0,3—0,5 0,6—0,8 0,10-0,12 0,12-0,18 2,0
15,5—20,0 0,5 0,16 0,6—0,7 0,12 0,20 2,0
20,5—24,0 0,5 0,20 0,08—0,09 0,09—0,10 0,12 0,20 2,0 2,0
24,5—30,0 0,6 0,25 0,10 1,2 0,12 0,20
30,5—39,0 0,65 0,30 1,2 1.4 0,12 0,20 2,0
39,5—50,0 0,7 0,40 1,3—1,5 1,5—1,7 0,12 0,20 2,0
Примечания: 1. Допускается увеличение ширины фаски по направлению
К хвосту иа каждые 100 м, для углеродистых сверл на 0,3 мм, для быстро-
режущих на 0,4 мм. 2. Допускается уширение пера ио направлению к хвосту
для углеродистых сверл на 0,7 мм, для быстрорежущих — на 0,9 мм.
chipmaker.ru
266 Сверла
Допуск на всю длину сверла берется со знаком минус для сверл диаметром от:
0,25— Д65 мм.................1 мм
0,70— 4,0 * .................1,5 »
4,1 —10 > .................2 >
свыше 10 » .................2,5 »
Допуск на длину рабочей части можно брать тот же, что и для всей длины
сверла.
В табл. 60 приведены данные по допускам на ширину пера, ширину фаски,
толщину сердцевины, диаметр сверла по спинке (после снятия затылка) и на шаг
винтовой канавки.
III. ПРОФИЛИРОВАНИЕ СВЕРЛА И ФРЕЗЕРА ДЛЯ НЕГО1
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОФИЛЯ ФРЕЗЕРА ДЛЯ КАНАВКИ СВЕРЛА
Правильная форма капавки сверла зависит в основном от профиля фрезера,
предназначенного для данной канавки. Определение профиля фрезера является
довольно серьезным фактором в производстве спиральных сверл. Не каждый
инструментальный завод может похвалиться тем, что эта проблема им полностью
разрешена. Так, одни заводы выпускают все размеры сверл с совершенно непра-
вильной канавкой, другие заводы, наряду с размерами сверл с хорошей канавкой,
дают размеры с малоудовлетворительной формой. Объясняется это многими при-
чинами: во-первых, для некоторых заводов, несмотря на то, что они производят
сверла уже много лет, остаются до сих пор неясными как образование формы ка-
навки сверла, так и те факторы, от которых оно зависит. Вторая причина заклю-
чается в том, что пе каждый завод сразу начал выпускать на рынок все размеры
сверл. Освоение производства шло определенными периодами; как только заводу
удавалось получить более или менее удовлетворительный профиль для одного
какого-либо размера, он немедленно обзаводился всем необходимым инстру-
ментарием (шаблоны, резцы, фрезеры), а нередко конструировал и специальный
станок для данного размера. По мере освоения дальнейших размеров и при на-
коплении опыта выяснялось, что установленные ранее профили требуют кор-
ректирования. Но поскольку были произведены большие затраты па инстру-
ментарий, а переход на новую форму также связан с расходами, то завод
неохотно осваивал производство новых фрезеров и в большинстве случаев продол-
жал выпускать их по-старому. В результате такого развития производства па
одном и том же заводе появилось несколько форм профилей фрезеров, в основу
которых были положены подчас противоречивые принципы.
Незнание определенных принципов образования канавки сверла ведет к уста-
новлению профиля фрезера вслепую, с помощью многократного подбора формы
профиля и факторов, от которых зависит форма канавки сверла. Такой метод
связан с большими расходами на экспериментальные работы и редко дает удовле-
творительные результаты, которые могут получиться только по счастливой
случайности.
1 При составлении этой главы были частично использованы материалы диплом-
ных проектов студентов Станкина, И. Г. Мережко и А. Б. Копарева, выполненных
под руководством И. И. Семенченко.
Опр: деление профиля фрезера для канавки сверла 567
Фиг. 289. Упрощенный профиль
фрезера.
В пашей практике иногда приходится пользоваться шаблонами или фрезе-
рами, изготовленными за границей.
Отсутствие каких-либо указаний на условия, при которых должен работать
данный фрезер, приводит к совершенно неудовлетворительной форме канавки.
На практике особенно часто встречаются
развал канавки, слишком изогнутая форма ре-
жущей кромки и т. д. Нередко в таких слу-
чаях для корректирования приходится при-
бегать к изменению угла наклона винтовой
поверхности, или угла установки фрезера, или
к использованию фрезера не по прямому назна
чешпо (для другого размера сверла) и т. п. г
На практике встречается довольно большое *
количество различных форм фрезеров, предна-
значенных для одного и того же размера
сверла. Так в некоторых наших инструмен- |
тальных цехах попадается еще старый профиль
(фиг. 289). Профиль строится на контуре че-
тырех квадратов, сторона которых А — 0,375
диаметра сверла.
На фиг. 290 приведен профиль фрезера,
разработанный методом подбора и применяе-
мый на заводе № 1 (см. статью П. В. Долголенко). Размер Н представляет
собой глубину канавки свер-
Фиг. 290. Профиль фревера, разработанный методом
подбора.
ла. Величина А определя-
ется в зависимости от устано-
вленного размера ширины пера
сверла. Построение профиля
при заданных величинах Н и А
производится следующим обра-
зом: из точки а и Ъ прямой ab
радиусами Rt и R^ =А прово-
дятся две дуги до взаимного
пересечения. Затем, во избежа-
ние острого перехода, прово-
дится еще малый радиус г,
центр которого находится на
оси симметрии. Из точки b под
углом р ~ 12°40' проводится
прямая, тогда полученная фи-
гура aj)c и даст нам искомый
профиль. Данные для постре-
ния:
d А В С С П Bi г а р
1 0,68 0,22 0,331 0,349 0,5 0,68 0,68 0,1 12°40' 47°20'
Все указанные величины являются коэфициентами для диаметра сверла.
Чтобы получить действительную величину, необходимо коэфициент умножить
chipmaker.ru
368
Сверла
25;
26.
на диаметр сверла. Эту форму фрезеров Завод № 1 применяет для сверл со следую-
щими углами наклона к винтовой поверхности:
Диаметр сверла
1,5—2,9; 3,0—4,0; 5,0—7,0; | 8,0—10,0; | 10,5—15,0; (16,0—27,0; 28,0-30,0; 33,0-75,0.
Угол наклона, градусы
13-15; 16—18; 19-20; | 21—22; | 23—24; | 24;
На фиг. 291 приведен профиль фрезера, расирострапенного-в Америке; ширина
его 0,8 d; высота 0,5 d + 3 хи. Ось фрезера поставлена несимметрично на рас-
стоянии 0,48 d от правой стороны. При построении сначала проводятся две дуги:
одна радиусом, равным 0,5 d, центр которого отстоит от верхней горизонтали
на 0,1 d, другая — радиусом, равным 0,06 d. Центр последнего подбирается
таким образом, чтобы обе дуги пересекались в точке, находящейся на оси про-
филя. Затем проводится сопряженный радиус, равный примерно 0,1 d. Недо-
Фиг. 291. Американский профиль
фрезера.
Фиг. 292. Немецкий профиль фрезера.
статком этого профиля является слишком большая ширина, в результате чего
фрезер сильно расширяет канавку сверла.
На фиг. 292 приведен так называемый немецкий профиль, разработанный
на основе метода построения, предложенного Штюблером1. По этому профилю
изготовляет сверла большая часть германских инструментальных заводов. Дан-
ные для построения: шприна профиля —0,68 d; центры радиусов дуг лежат на
вертикалях, отстоящих от левой стороны профиля на расстояния:
для 7?! ...........................................................0,113 d;
» Т?2 ......................................................... 0.456 d;
» R3 . ... J......................................................... 0,040 d.
Величины радиусов:
74 = 0,567 d; Я2 = 0,456 d; 74 = 0,135 d.
При правильно выбранных факторах, влияющих на образование формы ка-
навки сверла, этот профиль дает хорошие результаты как в отношении прямо-
линейности режущей кромки, так и правильного распределения массы металла
по сечению сверла.
1 <Zeitchrift fur Math, и Fhys> № 3, 1909.
Определенг1в профиля фрезера для канавки сверла
S69
На фиг. 293 представлен профиль фрезера, который применяется в наших
инструментальных цехах. Построение его понятно из фигуры.
Если построить для какого-либо раз-
мера сверла профили фрезеров согласно
вышеприведенным данным и наложить их
друг на друга, как показано на фиг. 294
для сверла диаметром 10 мм, то молено
заметить, насколько эти профили отлича-
ются друг от друга. Если учесть, что боль-
шая часть их дает более или менее удовле-
творительную канавку, то становится вполне
очевидным, что на образование формы ка-
навки сверла оказывает влияние не только
профиль фрезера, но и ряд других факторов.
Изменяя эти факторы, можно различными
по своему профилю фрезерами получить ка-
навку удовлетворительной формы. В этом и
Фиг. 293. Профиль фрезера, приме-
няемый па заводах СССР.
заключается особенность получения правильной формы канавки на спиральном
сверле. В литературе и на практике приводятся самые разнообразные профили
/ — профиль завода «Фрезер», 2— проФпль из Справочника металлиста пзд. 1933, Я —прЬФиль Ко-
ломенского завода, 4 — профиль завода им. Марти, 5 — профиль Фирмы Гелико, в — профиль немецкий,
7 — профиль американский
Примечали е. ПроФпль Фирмы Гелико почти совпадает с немецким профилем; а профиль
Коломенского завода с американским.
chipmaker.ru
270 Сверла
фрезеров, но каких-либо данных, освещающих вопрос о величинах других факто-
ров, к сожалению, не имеется. В результате этого, даже и теми фрезерами, кото-
рые изготовлены по лучшим шаблонам, можно испортить канавку сверла, если
при установке сверла и фрезера в процессе нарезания случайно не будет подо-
брана требуемая комбинация. Следовательно, при такой постановке дела огромную
роль играет мастерство и опыт рабочего. Однако такое явление нельзя считать
нормальным, потому что качество продукции не должно зависеть исключительно
от опыта и сноровки рабочего. Необходимо выяснить факторы, влияющие на
образование формы канавки сверла и постараться связать их с профилем фрезера.
Такими факторами являются:
1) форма канавки сверла; 2) угол при вершине; 3) угол наклона винтовой
поверхности канавки; 4) угол установки фрезера по отношению к оси сверла;
5) положение точки S пересечения оси оправки фрезера с осью сверла, характери-
зующей снос фрезера, 6) диаметр фрезера.
Рассмотрим значение этих факторов и влияние их на профиль фрезера.
Влияние формы канавки
Форма канавки сверла должна:
1) обеспечить правильное образование стружки на режущей кромке, а также
свободный и легкий отвод ее;
2) дать правильное распределение массы металла по всему сечению профиля
канавки для предотвращения трещин при закалке;
3) способствовать прочности сверла;
4) обеспечить достаточное пространство для помещения стружки.
Форму канавки сверла можно считать уже достаточно установленной. Основ-
ными элементами для нее, как мы знаем, являются: прямолинейность режущей
кромки, ширина канавки по окружности, толщина сердцевины. Пользуясь дан-
ными для их значений в зависимости от размера и материала сверла, мы можем
легко построить желательную для нас форму канавки, которая будет удовлетво-
рять указанным выше условиям.
Влияние угла при вершине
Это влияние понятно, так как форма канавки сверла с прямолинейной режущей
кромкой получается именно на заборном конусе, обусловленном этим углом.
Для выяснения влияния угла <р на фиг. 295 приведено построение формы
режущей кромки при различных углах ф. Кривая I соответствует форме режущей
кромки в сечении канавки, перпендикулярном оси сверла с утлом = 118°.
Прямая II — прямолинейная режущая кромка, которую дает кривая I на
заборном конусе 118° (вид сверла с торца). Кривая III соответствует режущей
кромке на заборном конусе в 90°, а кривая IV — режущей кромке на заборном
конусе в 140°.
Из приведенного построения видно, что угол при вершине оказывает заметное
влияние на форму канавки. Если фрезером, рассчитанным на сверло с углом у —
—118°, профрезеровать канавки у сверла с углом <р = 90°, то мы получим вы-
пуклую форму режущей кромки и, наоборот, у сверла с углом <р = 140° получим
вогнутую форму канавки. Из этого следует, что фрезеровать таким фрезером сверла
Определение профиля фрезера для канавки сверла
271
с <р = 90° не рекомендуется вследствие выпуклой формы кромки. Для сверла с
углом с? больше 118° еще можно применять нормальные фрезеры, так как несколько
вогнутая форма не ухудшает условий резания.
Фиг. 295. Влияние угла при вершине на профиль фреесра.
Влияние угла наклона канавки
Исследование вопроса о влиянии угла наклона <о винтовой канавки на форму
фрезера имеет большее практическое значение. На практике иногда приходится
в целях экономии инструментария (шаблонов, фасонных резцов и канавочных
фрезеров) фрезеровать одним и тем же фрезером сверла с различными углами <о
(например, сверла из углеродистой и быстрорежущей стали). Кроме того может
r.ru
373 Сверла
случиться, что станок не позволяет получить угол наклона канавки, по которому
был рассчитан имеющийся в цехе фрезер. Например, станок Гелико имеет постряп-
ный угол установки фрезера (24°) и, следовательно, на нем можно нарезать канавки
у всех сверл с углом со, мало отличающимся от 24°. В этих случаях нужно знать,
в каких пределах меняется профиль фрезера и нельзя ли с помощью изменения
других параметров (например, точки 8) свести к минимуму это искажение профиля.
Для исследования этого вопроса построение профилей лучше всего произво-
дить по 1-му методу (см. ниже). Рассмотрим профили фрезеров, полученных при
различных углах: сог — 23°; ш2 = 25°; со3 — 27° и двух положениях точки 8:
1) х = у (фиг. 296, Л); 2) х = 1/2 у (фпг. 296, В).
Построение дано для сверла 15 мм.
Из рассмотрения профилей можно сделать следующие выводы.
1. С увеличением угла наклона со профиль фрезера принимает более узкую и
острую форму. ’
2. С увеличением угла со ширина фрезера уменьшается, так как уменьшается
в рассматриваемом сечении ширина канавки сверла ^>=-^-coscoj.
3. Изменение профиля происходит по двум направлениям, т. е. одновременно
с уменьшением формы главной части профиля происходит измепение и па вспомо-
гательной части. Поэтому изменением другого параметра, например положения
точки 8, невозможно добиться полного совпадения профиля. Например, на
фиг. 296 С показано такое положение точки S, когда профили 1 и 3 на главной
кромке полностью совпадают, а на задней части кривые отходят несколько друг
от друга. Так как для сверла наибольшее значение имеет главная часть про-
филя и искажением для задней части можно пренебречь, то вполне допустимо
изготовлять одним и тем же фрезером сверла с небольшими отклонениями в угле
наклона <о. При этом отклонение в профилях должно быть компенсировано изме-
нением положения точки 8.
4. При увеличении угла наклона ш изменение профиля фрезера носит такой же
характер, как и при возрастании величины <о для точки S'. Это видно из сравнения
профилей, приведенных на фиг. 298.
5. С возрастанием угла наклона со радиусы, которыми очерчивается профиль
главной части фрезера, уменьшаются.
6. Для сверла с большим углом со искажение будет значительно больше, чем
для сверл с малым углом со. Поэтому корректирование профиля легче осуществить
для малых сверл.
Влияние угла установки фрезера *
Обычно при фрезеровании любой винтовой канавки ось оправки фрезера ста-
вится под определенным углом к оси заготовки, а именно: т = 90°—со (фиг. 297).
Однако для спиральных сверл рекомендуется угол т несколько уменьшать или
увеличивать (на один или несколько градусов). Вследствие этого получается
взаимное перекрывание отдельных линий снятия стружки и полное, отсутствие,
продольных (вдоль канавки) рисок, которые могли бы иметь место от выщербин или
других каких-либо дефектов на зубцах фрезеров. В результате изменения угла
установки обработанная поверхность канавки сверла получается более чистой
и гладкой.
Фпг. 29G. Влияние угла наклона винтовой капавкп.
274
Сверла
Кроме, того, при совпадении угла установки фрезера с углом подъема т поверх-
ность канавки у главной части профиля может оказаться подрезанной, причем
величина подрезания будет тем больше, чем больше будет угол наклона винтовой
канавки ш.
Необходимо теперь проанализировать, что является более выгодным:
уменьшение или увеличение угла т. Рассмотрим этот вопрос с точки зрения
образования заусенцев и подрезания передней поверхности канавки. Влияние
угла т можно видеть из следующей схемы:
При уменьшеиии угла т
Прп увеличении утла т
При фрезеровании по
направлению подачп
1. Заусенцы образуются на задней по-
верхности канавки сверла сзади
фрезера.
2. Меньшая возможность получения
подрезания передней поверхности
канавки сверла.
1. Заусенцы получаются на передней
поверхности канавки сзади фре-
зера.
2. Мепыпая возможность получения
подрезания па передней поверх-
ности канавки сверла.
Прп фрезеровании против направления подачи
1. Заусенцы получаются па передней
поверхности канавки сверла, спе-
реди фрезера.
2. Большая возможность получения
подрезания на передней поверх-
ности канавки сверла.
1. Заусенцы получаются на задней
поверхности канавки сверла.
2. Большая возможность получения
подрезания на передней поверх-
ности канавки сверла.
Из схемы видно, что с точки зрения подрезания лучшие результаты дает
не увеличение, а уменьшение угла т.
С точки зрения образования заусенцев лучшие результаты дают методы
фрезерования по направлению подачи (при уменьшении угла т), так как в
этом случае заусенцы образуются на задней (менее важной) поверхности
канавки и легко могут быть удалены с помощью специального калибрующего
кольца или вручную напильником.
Определять влияние угла наклона на профиль фрезера лучше всего по методу
Штюблера, так как в данном случае построение более просто, чем при других
методах.
Так как для сверл разность в углах установки фрезера и подъема канавки
незначительна (вследствие наличия небольшого угла <о), то выбор угла установки
в таких пределах не оказывает существенного влияния на профиль фрезера.
Влияние положения точки S
Положение точки пересечения оси оправки фрезера с осью сверла (фиг. 298)
характеризует поперечный снос фрезера при фрезеровании канавки.
Влияние положения точки S пересечения оси оправки фрезера с осью сверла
выявляется лучше всего при построении профиля фрезера по 1-му методу (см.
ниже).
Так как на практике встречаются различные положения точки S, рассмотрим
профили фрезера, полученные при различных значениях расстояний х и у от
соответствующих наружных винтовых линий канавки. На фиг. 298 показаны эти
Определение профиля фрезера для канавки- сверла
275
профили отдельно и при наложении их друг на друга. Профиль I построен при
значении ж, равном, примерно, ’/2 У-
Для профиля II взято симметричное расположение точки S, т. е. х = у.
Для профиля III расстояние х взято равным приблизительно 1,5 у.
Для профиля IV точка S проходит через точку пересечения оси сверла с винто-
вой линией, соответствующем окружности сердцевины. Расстояние х равно, при-
мерно, 2 у.
Для профиля V точка S еще более удаляется от режущей кромки, и расстояние
х равно, примерно, 8 у.
При рассмотрении этих профилей можно притги к следующим выводам.
1. С уменьшением расстояния х участок
профиля фрезера соответствующий кромке
сверла, делается более крутым; вследствие
этого здесь получаются весьма малые боковые
углы резания, вызывающие быстрый износ
зубцов фрезера. С увеличением х кривая про-
филя с Ri делается все более пологой и, сле-
довательно, боковые углы улучшаются.
2. С увеличением величины х возрастает
ширина фрезера. Наименьшая ширина полу-
чается у профиля I и наибольшая —у про-
филя V.
3. Расстояние h от оси сверла до наиниз-
шей точки фрезера не постоянно. Наиболь-
шая величина Л = 0.5 d0 получается у про-
филя IV. С перемещением точки S в ту или
другую сторону от положения IV расстояния
h уменьшаются. Величины h для всех пяти
профилей приведены на фиг. 298.
Расстояние оси сверла от оси оправки фре-
зера определяется по формуле:
L = 0,5 D + kd,
где D — диаметр фрезера; Фпг. 297. Установка фрезера по
к — коэфициент, характеризующий вели- отношению к заготовке.
чину к при различных положениях точки S'.
4. Величина радиуса для участка профиля, соответствующего режущей
части канавки сверла, остается постоянной при различных положениях точки S,
а меняется только расположение его центра.
5. Величина радиуса R2 Для участка профиля, соответствующего вспомога-
тельной части канавки сверла, меняется в зависимости от положения точки S, а
именно: с увеличением х радиус R2 уменьшается.
6. Профили I и V, как крайние, дают наибольшее отклонение профиля фрезера
от профиля сечения канавки, а профили III и IV дают почти полное совпадение их.
Выбор положения точки S, характеризующей сдвиг оси оправки фрезера
относительно оси заготовки, остается пока еще окончательно неразрешенным.
На практике находят себе применение 4 профиля. Профиль V не применяется
из-за большой ширины фрезера, а также вследствие значительного расширения
Определение профиля фрезера для канавки сверла
277
лера сверла у хвоста в конце фрезерования, где диаметр сердцевины делается
больше, чем у вершины.
На фиг. 294 приведены профили по различным источникам. Из фигуры видно,
что прямая, проходящая через наибольшее сечение фрезера, не совпадает с осью
сверла и находится ближе к главному участку профиля; это свидетельствует,
что все приведенные профили соответствуют I—IV случаям.
Нужно отметить, что окружность, полученная на фрезере при сечении плос-
костью, перпендикулярной к его оси и проходящей через точку пересечения S,
соответствует круговой риске, которую
необходимо нанести на поверхность фре-
зера и против которой надо ставить
острие центропскателя при установке
стола.
Как видно из фиг. 299, положение IV
точки S имеет преимущество в отношении
простоты и удобства установки фрезера,
а именно: стол станка передвигается по-
перек сверла до тех пор, пока фрезер
не коснется наружной поверхности свер-
ла своей большой окружностью, как по-
казано на фиг. 299.
Завод Фрезер» применяет различные
положения точки S. Обычно, как пра-
вило, для сверл из углеродистой стали
применяется симметричное расположение
оси, т. е. ось фрезера делит канавку свер-
ла пополам (положение II). Для сверл же
из быстрорежущей стали производится
некоторый снос оси. Делается это, во-пер-
вых, потому, что для этих сверл диаметр
сердцевины и ширина канавки приняты
большей величины, чем для сверл из
уГЛерОДИСТОЙ стали, И во-вторых, по- фиг_ 299. Облегченная установка фрезера
ТОМУ ЧТО при Сохранении симметрично- по отношению к заготовке,
сти расположения оси перо или фаска
сверла получается слишком широкой на выходе фрезера в конце фрезерова-
ния (фиг. 300). Поэтому для получения постоянной величины ширины пера
и фаски ось фрезера ставится не посередине оси сверла, а несколько сносится
в правую сторону, если смотреть по направлению фрезерования.
Величина этого перемещения может быть приближенно вычислена по формуле:
2 = 0,15-0,16 й,
где й можно приближенно принимать за радиус сверла.
Следует, однако, отметить, что хотя завод «Фрезер» и пользуется шаблонами,
рассчитанными по лучшим заграничным образцам, тем пе менее они построены не
на одинаковых принципах для всех размеров. В особенности это относится к поло-
жению точки S. Выше было указано, что для сверл из углеродистой стали завод
r.ru
278
Сверла
применяет симметричное расположение точки S, а из быстрорежущей производит
снос оси фрезера в сторону. Однако, это правило не везде соблюдается, как видно
из табл. 61.
Фпг. 300. Положение точки S для сверла из быстрорежущей стали.
Таблица 61
Диаметр сверл Дли сверл из стали
быстрореяп щей углеродистой
0,25— 0,5 0,5 — 1,0 1,0 — 1,5 1,5 — 3 3—6 6 —10 10 —15 15 —24 24 —39 39 —52 Несимметричное > » » » Симметричное Почти симметричное Симметричное > Несимметричное Почти симметричное > Несимметричное Симметричное >
Влияние диаметра фрезера
Для выяснения влияния диаметра фрезера на профиль его целесообразнее
всего пользоваться I-м методом построения. Определение двух различных диа-
метров фрезера показано на фпг. 301, А (более подробное описание построения
см. ниже).
На фпг. 301, В показаны три профиля фрезера, полученные при различных
диаметрах фрезера: Р1 = 55 мм- D2 = 12 мм- Р3 = 90 мм. Данные по сверлу:
d = 15 мм-, m = 27°.
Как видно из фиг. 301, В влияние диаметра па профиль весьма незначительно,
причем у больших диаметров изменение профиля будет относительно меньшим,
чем у малых. Поэтому более выгодно применять большие диаметры, так как здесь
sso
Ссерла
при уменьшении диаметра (до 15%) вследствие переточки искажение профиля
будет меньшим, чем у малых диаметров. На главном участке профиль изменяется
значительно меньше, чем на вспомогательном. В общем искажение профиля в за-
висимости от выбора диаметра фрезера настолько незначительно, что нс имеет
практического значения.
Выбор диаметра фрезера обусловливается конструктивными соображениями,
т. е. он определяется в зависимости от конструкции и размера станка, в особен-
ности, если фрезер обслуживает небольшую группу диаметров сверл.
В табл. 62 приведены диаметры фрезеров, применяемых заводом «.Фрезер»
(для специальных станков) и рекомендуемых Союзом германских инструменталь-
ных фирм (для универсальных станков).
Таблица 62
Размеры завода «Фрезер»
Диаметр сверл 0,5—2,25 2,26-3 3—6 6,1—10 10,1—15 15,1—18 18,1—24
Диаметр фрезеров 15 18 28 38 48 72 78
24,1—28 28,1—32 32,1—35 36,1—39 39,1—42 42,1—44,5 44,6—48 48,1—52
84 88 94 100 112 116 120 124
Размеры Союза германских инструментальных Фирм
Диаметр сверл 2,5—5,9 6-9,9 10-13,5 13,6—16,5 16,6—19,5 19,6—22,5 22,6—25,5
Диаметр фрезеров 40 45 50 55 60 65 70
25,6—28,5 28,6—32 32.1—36 36,1—40 40,1—44 44,1—48 48,1—52 52,1—56
75 80 85 90 95 100 105 120
2. МЕТОДЫ ПРОФИЛИРОВАНИЯ ФРЕЗЕРА
Построение профиля фрезера для канавки сверла можно выполнить с помощью
нескольких методов. Из них заслуживают внимания:
1) метод Штюблера, основанный па построении общих нормалей к винтовой
поверхности канавки и к поверхности фрезера;
2) 1-й метод определения профиля фрезера с помощью плоскостей, перпенди-
кулярных к оси оправки фрезера;
Методы профилирования фрезера
281
3) 2-й метод определения профиля фрезера с помощью плоскостей, перпенди-
кулярных к оси оправки фрезера и эллипсов сверла;
4) метод Барташевича.
Перейдем теперь к рассмотрению каждого метода в отдельности и выявлению
их достоинств и недостатков.
Метод Штюблера
Как было сказано выше, профиль канавки сверла состоит из двух частей, одпа
из которых участвует в образовании режущей кромки, а другая служит для плав-
ного удаления стружки. При рассмотрении метода Штюблера мы будем рассматри-
вать только часть, образующую режущую кромку,
причем принимаем ее прямолинейной.
Режущая кромка всегда направлена под опреде-
ленным углом к оси сверла, который равен половине
угла при вершине <р.
Канавка сверла представляет собой определенную
винтовую поверхность. Ее можно рассматривать
как полученную при вращении вокруг оси сверла
О
®8
вг
в.
302. Образование
Фиг. 303. Последователь-
ное расположение режу-
щей кромки на винтовой
поверхности.
Фиг.
винтовой поверхности ка-
навки сверла.
А,
и одновременно осевом пере-
мещении прямой АВ, пред-
ставляющей не что иное,
как режущую прямолиней-
ную кромку сверла (фнг.
302).
В самом деле, предполо-
жим, что мы имеем прямо-
линейную кромку АВ, обра-
зующую с осью сверла угол
е>/2 и отстоящую от нее на
расстояние г0. равное ради-
усу сердцевины сверла (фиг.
302). При комбинированном
движении прямой АВ и
при сохранении постоянства
угла <р/2, мы получаем не-
которую винтовую поверх-
ность (фиг. 303), па которой
прямая АВ лежит всеми сво-
ими точками. Прямые АВ,
/iBi, Л2В2 и т. д. дают последовательные расположения режущей кромки на
винтовой поверхности. Точки .4, Лх. А2 и т. д. лежат на наружной цилиндриче-
ской поверхности сверла, точки В, BL, В2 и т. д. — на цилиндрической поверх-
ности, соответствующей сердцевине сверла, причем прямая АВ при перемещении
остается касательной по отношению к цилиндрической поверхности сердце-
вины в точках В, Вг, В2 и т. д.
При перемещении прямой АВ каждая точка ее образует в пространстве винтовую
линию. Таким образом винтовую канавку можно рассматривать, как состоящую
chipmaker.ru
2S3 Сверла
из бесконечно большого количества винтовых линий. При равномерном перемеще-
нии и]отмой АВ шаг h остается постоянным для всех винтовых линий, а угол на-
клона <о будет переменным в зависимости от удаления винтовой линии от оси
сверла, т. е...
где гх — расстояние, на которое точка х прямой АВ отстоит от оси сверла.
Как было сказано выше, у
сверла угол наклона касательной
к винтовой линии всегда соответ-
ствует точке Я, находящейся на
наружном диаметре сверла. У
рыночных сверл он делается в
пределах от 19 до 33е в зави-
симости от размера.
Таким образом прямую АВ,
представляющую собой режущую
кромку, можно рассматривать
как образующую вин-
товой поверхности.
Из сказанного выше вытекает
весьма важное следствие. Так
как винтовая поверхность ка-
навки образована в результате
комбинированного движения
прямой АВ, то, если мы будем
затачивать сверло всегда под
ф
одним и тем же углом у, на вин-
товой поверхности у затачивае-
мого конца будет непрерывно
появляться прямолинейная ре-
жущая кромка.
Пересечем теперь полученную
нами винтовую поверхность плос-
костью, перпендикулярной и ка-
сательной и наружной винтовой
линии (фиг. 304). Тогда в этом
сечении будет лежать искомый
Фпг. 304. Сечение профиля фрезера.
профиль CDE фрезера, так как
ось вращения (оправки) его обычно располагается в этой плоскости. Взаимное
расположение фрезера и сверла показано на фпг. 297. Ось оправки фрезера
образует с осью сверла угол 90° — ш, где и есть угол наклона винтовой линии,
соответствующей точке па наружном диаметре сверла.
Для упрощения дальнейших рассуждений представим себе, что сверло во время
фрезерования остается неподвижным, а фрезер перемещается вдоль канавки, т. е.
он как бы обкатывается вокруг заготовки, постепенно ввинчиваясь в нее (фиг. 305),
Методы профилирования фрезера
S83
Такое допущение не вносит никаких погрешностей в наши рассуждения, так как
для нас важно выяснить не абсолютное движение сверла и фрезера , а их относитель-
ные перемещения.
Фиг. 305. Относительное перемещение фрезера по канавке сверла.
Затем предположим, что канавка па сверле уже профрезерована и фрезер при
перемещении ввинчивается уже в готовую канавку.
Фиг. 306. Образующая АВ, пере- Фпг. 307. Образование радиусов окружности,
секающая кривую касания CDE проходящих через точки профиля фрезера.
в точке К.
При перемещении поверхность фрезера все время находится в соприкосновении
с поверхностью канавки, причем соприкосновение происходит по некоторой кри-
вой CDE, которая, вообще говоря, не является кривой, расположенной на плос-
кости. Через эту кривую касания проходит бесчисленное количество образующих
r.ru
381_________________________ Сверла
винтовых линий. На фиг. 306 представлена одна из таких образующих АВ. пере-
секающая кривую касания CDE в точке К. При перемещении фрезера кривая
касания постепенно перемещается и проходит последовательно через все точки
образующей АВ.
Итак, нами установлено, что в процессе перемещения фрезера по готовой вин-
товой канавке происходит последовательное соприкосновение его поверхности
с поверхностью канавки.
Известно, что две соприкасающиеся поверхности имеют одну общую нормаль
в точке касания. Поэтому, если мы проведем в некоторой точке К на кривой каса-
ния CDE нормаль, то она в то же время будет служить нормалью и для поверх-
ности фрезера в точке касания его с кривой CDE винтовой канавки. Следовательно,
из бесчисленного количества нормалей, которые можно провести вдоль кромки
АВ к поверхности канавки, только одна, проходящая через точку касания по-
верхности фрезера и канавки, будет одновременно перпендикулярна и к поверх-
ности фрезера.
Фрезер представляет собой пе что иное, как тело вращения, а известно, что
нормали к телу вращения должны обязательно пересекаться с осью вращения,
вокруг которой образовано тело вращения. Следовательно, нормаль KL к кривой
соприкосновения в точке К будет одновременно нормалью к поверхности фрезера
и обязательно пересечет его ось х—х в точке М. Отсюда следует, что если пред-
ставить себе нормали к винтовой поверхности вдоль режущей кромки АВ в виде
реальных линий, как бы торчащих из нее, то при винтовом перемещении кромки
АВ они, двигаясь совместно с ней, будут последовательно, одна за другой, стано-
виться нормальными и по отношению к поверхности фрезера и одновременно пере-
секаться с его осью. Иначе говоря, при обкатывании фрезера вокруг сверла ось
оправки его поочередно будет подрезать каждую пз вышеуказанных нормалей.
Найдя эти отрезки нормалей Л.Ат, Р2Л2, Р3А3, мы сможем определить точки со-
прикосновения Ръ Р2. Р3, а следовательпо, и радиусы кругов, которые получаются
при пересечении поверхности фрезера плоскостями, перпендикулярными к его оси
(фиг. 307). Отсюда следует, что профиль фрезера будет найден в том случае, если
мы найдем длину нескольких отрезков радиусов, отложим их на прямых, перпенди-
кулярных к оси вращения фрезера ж—г, и полученные копны радиусов Р2- Р3
и т. д. соединим плавной кривой. Понятно, что чем больше отрезков нормалей
будет определено, тем точнее получится профиль фрезера. Не нужно забывать,
что соприкосновение фрезера с канавкой сверла происходит не по плоскостной,
а по пространственной кривой, поэтому нормали и отрезки лежат не в одной
плоскости.
Итак, установлено, что для нахождения профиля фрезера необходимо прежде
всего произвести построение общих нормалей. Рассмотрим теперь, как строятся
нормали к винтовой поверхности, образованной перемещением режущей кромки.
1. Построение нормалей к винтовой поверхности сверла
Известно, что нормалью в данной точке к какой-либо поверхности называется
перпендикуляр, проведенный к плоскости, касательной к данной поверхности
в этой точке. Положение плоскости в пространстве вполне определяется двумя
взаимно пересекающимися прямыми. Поэтому, если мы к данной точке поверх-
ности проведем две касательные прямые, то искомая нормаль должна быть перпсн-
Методы профилирования фрезера 285
дикулярнак обеим этим касательным, так как они лежат в плоскости, перпенди-
кулярной к нормали. На фиг. 308 показаны две касательные и нормаль к ним;
11 — некоторая поверхность; Q — плоскость, касательная к поверхности в точке Я;
КА и КВ — прямые, лежащие в плоскости Q и характеризующие положение
плоскости в пространстве; ML— нормаль к поверхности Д, т. е. перпендикуляр
к прямым КА и КВ, а значит, и к плоскости Q в точке касания.
Таким образом для нахождения нормали к винтовой поверхности канавки
сверла в данной точке нам необходимо выбрать две какие-либо касательные пря-
мые к этой точке. Удобнее выбрать одну —
образующую винтовой поверхности, дру-
гую — касательную к винтовой линии,
проходящей через данную точку.
На фиг. 309, АВ — образующая вин-
товой поверхности; CD — касательная
К
Фиг. 309. Проведение нормали к вин-
товой поверхности канавки сверла.
Фиг. 308. Касательные прямые и
нормаль к ним.
винтовой линии; —плоскость, заключающая в себе обе касательных АВ и
CD, является касательной к винтовой поверхности в точке £; КМ — нормаль
к винтовой поверхности в точке К.
Первая касательная лежит на самой винтовой поверхности и построение не
встречает затруднений. Для построения второй касательной требуются некоторые
рассуждения.
Пусть цилиндр с радиусом основания г совершает винтовое движение вокруг
своей оси. Тогда каждая точка поверхности цилиндра описывает винтовую линию,
которая пересекает образующую цилиндра под углом ш. Точки, лежащие внутри
цилиндра на расстоянии тх от осп, описывают винтовые линии одного и того же
шага. Таким образом все элементы будут связаны между собой следующей за-
висимостью:
h = retgw = TxCtgWj = r2ctgiu2 и т. д.
286
Сверла
Фиг. 310. Построение касатель-
ной к винтовой линии.
Если теперь взять конус с основанием цилиндра сверла и углом при вершине,
равным со, с высотой, равной rctgco (фиг. 310), причем ось конуса сделать парал-
лельной оси цилиндра, то боковая поверхность конуса будет заключать в себе все
направления касательных к винтовой линии, описанной на поверхности цилиндра.
Возьмем касательную CD к винтовой лилии и докажем, что она будет парал-
лельна образующей конуса SP. Если CD параллельна SP, то и их проекции (С^
SyPi и C2D2 S2Pz) также должны быть парал-
лельны между собой. Но в горизонтальной проек-
ции винтовая линия проектируется в виде окруж-
ности, а потому касательная C2D2 к винтовой
линии будет перпендикулярна к радиусу в точке
касания К2. Следовательно, горизонтальная про-
екция Р2S2 образующей, как параллельная С2Ь2,
также должна быть перпендикулярна к радиусу-
вектору, по повернута к нему на 90е в направле-
нии, обратном вращению винтовой линии. Ввиду
того что винтовая линия имеет правый подъем,
поворот радиуса-вектора нужно производить по
направлению часовой стрелки.
Таким образом, чтобы найти образующую ко-
нуса SP, параллельную касательной CD. повора-
чивают радиус S2K2 на 90° по часовой стрелке и
полученную точку Р2 проектируют на вертикаль-
ную проекцию в точку Рх. Соединяя полученную
точку Л с вершиной St. мы и получаем вертикаль-
ную проекцию образующей PjSl, параллельную
проекцию касательной СгОг к винтовой поверх-
ности. Отсюда следует, что и касательная CD
будет параллельна образующей конуса SP.
Аналогичным способом можно построить также
касательную к винтовой линии, образованной не-
которой точкой, лежащей внутри цилиндра.
Таким образом метод построения касатель-
ной к винтовой линии нами рассмотрен.
Перейдем теперь к построению нормалей к
винтовой поверхности. Построение будем произво-
дить в двух проекциях: вертикальной п горизонтальной, причем для ясности
введем следующие обозначения:
точки в пространстве — без индекса ;
точки на вертикальной проекции — с индексом 1;
точки на горизонтальной проекции — с индексом 2.
Рассмотрим какую-нибудь образующую АВ винтовой поверхности, которая
в вертикальной проекции изобразится' прямой Л, В1э а в горизонтальной прямой —
А2В2 (фиг. 311). Возьмем па ней еще точки Е и F и построим в точках A^F^
нормали к винтовой поверхности. Допустим, что прямая АВ лежит в плоскости
чертежа, параллельной плоскости вертикальной проекции. Поэтому нормали
должны быть всегда перпендикулярны к АВ, а в вертикальной проекции они
Методы профилирования фрезера
287
должны быть перпендикулярны и к проекции АЛ(АВ сливается с проекцией
АЛ).
Прежде всего находим направлепия касательных к винтовым линиям, прохо-
дящим через точки Л, Е, F, В. Для этой цели, на основании приведенных выше
рассуждений, поворачиваем горизонтальную проекцию Л8В2 образующей винто-
Фиг. 311. Построеппе нормали к винтовой поверхности.
вой поверхности АВ на 90° по часовой стрелке. После поворота проекция займет
положение A[,B'S. Строим теперь в горизонтальной и вертикальной проекциях
соответствующие конусы, проходящие через точки Л, Е. F, В, заключающие в себе
направлепия касательных к винтовым линиям, образованным движением точек
А. Е, F, В.
Чтобы не затемнять чертежа, на фиг. 311 построен только один конус для на-
ружной точки А. Образующие всех конусов сходятся в одной точке 8, являющейся
их вершиной. Если теперь мысленно соединить вершину S с точками A's, Е'г,
F’s, B's, томы получим прямые §Л^, 8Е'а_, SF's, SB'2, которые будут параллельны
касательным к винтовым линиям в точках Л, Е, F, В образующей АВ.
%
r.ru
288 Сверла д
Проведем теперь из вершины конуса S прямую, параллельную образующей АВ
до пересечения с продолжением основания конуса. На вертикальной проекции
эта прямая изобразится отрезком 8^, параллельным вертикальной проекции
образующей А1В1, а на горизонтальной — отрезком S2T2, параллельным /13В2.
Рассмотрим полученные плоскости 57Л', STE'a, STF's и STB'.,. Эти плоскости
оказываются параллельными плоскостям, касательным к винтовой поверхности
канавки сверла в соответствующих точках А. Е, F, В, так как они, с одной стороны,
включают в себя прямую ST, параллельную образующей АВ, а с другой — каждая
из этих плоскостей проходит через соответствующие прямые 8Е'г SF'2 и
8В'г, которые являются параллельными касательным к виптовым линиям в точках
А, Е, Ей В.
Отсюда следует, что если провести к этим плоскостям нормали, то последние
окажутся нормалями и к винтовой поверхности в точках А, Е, F и В. (Рекомен-
дуется сделать из бумаги конус и поставить его основанием на горизонтальную
проекцию, тогда плоскости будут вполне понятны.)
На вертикальной проекции все четыре рассматриваемые нами плоскости обра-
щаются в прямую 8±Т\, которая является следом их в вертикальной проекции.
Так как нормаль к плоскости должна быть одновременно и нормалью к ее следу,
то, следовательно, искомые нормали будут перпендикулярны к прямой 8гТх. С дру-
гой .стороны, прямая проведена нами параллельно А^, значит искомые
нормали будут перпендикулярны и к прямой А^.
Таким образом можно установить, что нормали к винтовой поверх-
ности в точках A,E,F,B, находящихся на ее образую-
щей АВ, в вертикальной проекции изображаются
в виде прямых АгО, EtH, Ег1, Bjt, перпендикулярных к
образующей АВ.
В горизонтальной проекции рассматриваемые плоскости обращаются в прямые
T2A2.T2E2,T2F2 и Т2В2, которые являются следами их в горизонтальной проекции.
Так как прямая S2T2 параллельна А2В2 и одновременно проходит через вершину
конуса, то следы плоскостей в горизонтальной проекции сойдутся в общей точке
Т2, соответствующей точке па вертикальной проекции.
Таким образом, если мы проведем перпендикуляры к этим следам, т. е. Т0Л,
ТоА'г, T0F2 и Т0В2, то эти прямые и будут горизонтальными проекциями нормалей.
Эти отрезки обязательно должны сходиться в одной точке То, так как прямые
(следы плоскостей), к которым они являются перпендикулярами, также сходятся
в точке Т2. Из построения следует, что треугольники Т0Л2В2 и Т2Л'В2 равны и
подобны друг другу, так как они образованы взимноперпендикулярными сторо-
нами (Т0В2±Т2В'2 и T0A2±T2A's) и имеют равные стороны (Л 2В2===Л'2В'2).
Следовательно, нормали к винтовой поверхности в точках
A, E,F, В, находящихся на образующей АВ, изобража-
ются в горизонтальной проекции в виде пучка пря-
мых, сходящихся в одной точке То и входящих со-
ответственно в т о ч к и А>, Е2, F2 и В2.
Определим теперь положение То — точки пересечения нормалей в горизонталь-
ной проекции, т. е. найдем расстояние ее от центра, сверла (размер S2T0).
Так как треугольники Т2А'2В'2н Т0А2В., равны, то T2L'S — T0L.,. Расстояние То
ют центра равно:
А — S2T0 = T0L2 -|- r0 = T2L'2 -f- r0 = T.^S2,
Методы профилирования фрезера
2S9
по
Далее, из треугольника S^T^! находим:
T1Oi = OiS'1ctg&,
Chipmaker.ru
где Э — угол наклона образующей АВ к оси сверла.
Угол 9 равен 90°—
где ® — угол при вершине сверла.
Из треугольника находим:
= А^! ctg <0 = R ctg <u,
где R — радиус сверла,
ш —угол наклона винтовой линии.
Следовательно, расстояние А определяется из выражения:
А — R ctg & • ctg ш.
Эта формула дает возможность определить точку па горизонтальной проекции,
через которую проходят нормали к винтовой поверхности вдоль ее образующей.
Итак, метод построения нормалей к винтовой поверхности нами рассмотрен.
2. Построение ряда положении оси фрезера
Для определения профиля фрезера нужно уметь построить несколько поло-
жений оси фрезера при перемещении его по готовой канавке сверла и определить
точки пересечения оси с нормалями в каждом из этих положений. Рассмотрим
построение различных положений оси фрезера.
В начале фрезерования ось оправки фрезера всегда находится в плоскости,
параллельной горизонтальной плоскости стола фрезерного станка. При по-
строении мы будем считать, что ось оправки фрезера располагается в плоскости,
параллельной вертикальной плоскости проекции. Отсюда следует, что в перво-
начальном положении угол между осью оправки и осью заготовки проектируется
в натуральную величину без искажения. Таким образом первоначальное положе-
ние оси фрезера определяется легко, так как последняя при фрезеровании соста-
вляет с осью сверла угол т = 90° — <о. Проводим (фиг. 312) на вертикальной
проекции ось фрезера х±хх под углом т к оси сверла. На горизонтальной проекции
эта ось изобразится в виде прямой х2х2, параллельной горизонтальной оси сверла.
Далее нужно определить точку пересечения оси оправки фрезера с осью сверла.
Положение этой точки было достаточно уже освещено выше. Здесь нужно отме-
тить, что для рассмотрения метода Штюблера совершенно безразлично, в каком
месте будет находиться точка пересечения. Мы можем, например, принять, что
точка пересечения будет проходить через точку пересечения винтовой лпнип,
соответствующей сердцевине сверла, с о^ью сверла.
Итак, первоначальное положение оси оправки фрезера нами установлено.
Найдем какое-нибудь другое положение оси оправки, которое определится при
19 Семенченко
chipmaker.ru
290
Сверла
нахождении проекции двух любых точек, соответствующих новому положению
оси. Возьмем точки V и А на оси а*—жг. На вертикальной и горизонтальной
проекциях они изобразятся соот-
ветственно через и M2N2.
Выше было сказано, что винто-
вая поверхность канавки может
быть образована при неподвижном
сверле и винтовом движении фре-
зера вокруг оси сверла в напра-
влении, обратном перемещению
винтовой линии. Вследствие та-
кого допущения, ось фрезера бу-
дет все время менять свое положе-
ние в пространстве. Предположим,
что из исходного положения фре-
зер, ввинчиваясь в канавку, по-
вернулся на некоторый угол 0.
Тогда в горизонтальной проекции
точка М2 переместится по дуге,
проведенном из центра О радиусом
0М2 в точку М'2, а точка Л2 со-
ответственно в точку А'2. В ре-
зультате этого ось х2 займет
новое положение у2—у2, соответ-
ствующее повороту фрезера на
угол 0.
Найдем теперь повое положе-
ние оси фрезера на вертикальной
проекции. При повороте фрезера
на угол 0 точки Мг и на вер-
тикальной проекции переместятся
вдоль оси сверла па некоторую ве-
личину Z, зависящую от величины
шага h винтовой поверхности и
угла поворота фрезера 0, т. е.
7 — ——
п ~ 360° ’
фпг. 312. Построение положений фрезера при Поэтому, если ИЗ ТОЧСК М'2 II
перемещении его по канавке сверла. N'2 провести Прямые, параллеЛЬ-
> ные оси сверла, до пересечения
с осью Xi — хЛ и па них от точек и отложить расстояния Z, то мы по-
лучим точки М\ и через которые и проходит новая ось фрезера уг — в
вертикальной проекции.
Аналогичным образом могут быть построены любые положения оси фрезера.
При определении профиля фрезера рекомендуется производить построение оси
фрезера через определенные равные интервалы, соответствующие какой-либо
части окружности, например через 7,5° (4i8 часть окружности).
Методы профилирования фрезера 291
Зная построение нормалей и положений оси фрезера, мы легко можем опреде-
лить точки пересечения нормалей с осью фрезера в различных ее положениях.
3. Определение точек пересечения пормалей с различными положениями оси
фрезера
Возьмем какое-нибудь положение оси фрезера, например, х— х (фиг. 313)
и определим нормаль, с которой эта ось пересекается. Такой нормалью является
та, точки пересечения которой с осью х — х соответствуют друг другу в обеих
проекциях, т. е. лежат на прямой, параллельной оси сверла, другими словами,
если точка h2 пересечения горизонтальной проекции нормали H2h2 с горизонталь-
ной проекцией оси х2—х2 и точка h2 пересечения вертикальной проекции нормали
с вертикальной проекцией оси х± — хг лежат на прямой параллельной
оси сверла. Эту нормаль можно определить с помощью подбора или интерполяции.
Однако, такой метод кропотлив и требует большой затраты времени на
построение. Поэтому целесообразнее находить нормали на основании следующих
положений.
Поверхность, образованная нормалями к винтовым линиям, проходящим че-
рез точки образующей ИВ, представляет собой гиперболический параболоид
В самом деле, каждая нормаль проходит через две прямые, а именно: с одной сто-
роны, через образующую АВ, а с другой — через ось сверла в точке Т. Следова-
тельно, поверхность нормалей получается при движении некоторой прямой, т. е.
нормали, направляемой двумя определенными прямыми АВ и осью сверла, а такая
поверхность есть не что иное, как гиперболический параболоид. Если пересечь
эту поверхность плоскостью, перпендикулярной к горизонтальной плоскости,
но наклонной к вертикальной плоскости проекций, то следы такой плоскости изо-
бразятся на горизонтальной плоскости в виде прямой, а на вертикальной —
в виде гиперболы. Нужно отметить, что в частном случае, когда ось оправки нахо-
дится в нервоначальном положении и, следовательно, секущая плоскость про-
ходит параллельно оси сверла, то в вертикальной плоскости проекций точки пере-
сечения нормалей с осью лежат не на гиперболе, а на прямой. Пользуясь этим ме-
тодом, мы можем легко определить точки пересечения нормалей с любыми поло-
жениями оси оправки фрезера. На следах пересечения секущей плоскости с вер-
тикальной и горизонтальной плоскостями будут расположены соответствующие
проекции точки пересечения нормали с осью оправки.
На фиг. 313 показано это построение. Проведем через горизонтальную проек-
цию оси оправки у2 — у2 плоскость, перпендикулярную к горизонтальной пло-
скости. Проектируя точки а2, е2, f2 и Ь2 — на вертикальную плоскость, получаем
точки «!, еь fi, &!, лежащие на гиперболе, которая является геометрическим местом
вертикальных проекций точек пересечения нормалей с секущей плоскостью.
Так как ось оправки лежпт в секущей плоскости, то, следовательно, на вертикаль-
ной плоскости точка является точкой пересечения вертикальной проекции оси
оправки — i/i с вертикальной проекцией некоторой нормали Hh. Проекти-
руем полученную точку на горизонтальную плоскость и получаем точки Н2
и /(2. Как видно из фигуры, точки h± и h2 лежат па прямой, параллельной оси
сверла, т. е. соответствуют друг другу; следовательно, точка h является точкой
пересечения оси оправки с нормалью. Из приведенного построения видно, что
второй метод очень прост и поэтому его следует применять.
chipmaker.ru
Сверла
Фиг. 313. Определение пересечения осп фрезера с норм л
и точка соприкосновения И поверхности фрезера с винтовой поверхностью ка-
навки на данной образующей.
Методы профилирования фрезера 293
4. Поворот оси фрезера
Однако этого недостаточно для определения радиуса фрезера, т. е. расстоя-
ния от точки соприкосновения поверхностей канавки и фрезера до оси оправки.
Мы не можем из проекций точек соприкосновения Я1 и Ё2 опустить перпендику-
ляры на соответствующие проекции У1—У1 и у2—у2 оси оправки, так как вслед-
ствие поворота последней на угол 0 углы между перпендикулярами и проекциями
оси не проектируются на фигуре в натуральную величину, т. е. не равны 90°.
Вследствие этого и расстояния точки от ух — у2 и точки Н2 от у2 — у2 не дают
возможности определить истинного размера радиуса. Требуемую точку соприко-
сновения и действительную длину отрезка мы можем найти только в том слу-
чае, когда повернем ось вращения вместе с образующей в исходное положение,
т. е. в данном случае на угол 0.
Предположим, что х — х есть исходное положение оси фрезера, а у — у ось,
полученная при повороте фрезера на угол 0 (фиг. 314). Прямая АВ есть образую-
щая, лежащая в плоскости, параллельной вертикальной плоскости проекции.
Предположим, что нами найдена нормаль Eh к винтовой поверхности на обра-
зующей АВ по способу, описанному выше. Точка Е является точкой соприкосно-
вения поверхности фрезера и поверхности винтовой канавки сверла. Поворачи-
ваем ось фрезера вместе с образующей в исходное положение. Тогда образую-
щая АВ займет повое положение, которое на вертикальной проекции изобразится
прямой А']!?!. Находим теперь на ней точку соприкосновения поверхностей фре-
зера и канавки сверла. Для этого из точки проводим вертикаль до пересечения
в точке Е2 с горизонтальной проекцией А2В2 образующей АВ. Затем поворачиваем
Л2В2наугол 0и радиусом, равным 02Н2, засекаем точку (?2, которая и является
горизонтальной проекцией точки соприкосновения обеих поверхностей. Проведя
на нее вертикаль до пересечения с повернутой проекцией А\В'Ъ мы и получаем
искомую точку (?!, являющуюся вертикальной проекцией точки соприкосновения
обеих поверхностей.
Так как в этом положении ось оправки фрезера расположена в плоскости,
параллельной вертикальной плоскости проекции, то угол между осью х1 — х1
и отрезком проектируется в натуральную величину, т. е. он равен 90°. Анало-
гичное явление имеет место и на горизонтальной проекции.
Итак, G является точкой соприкосновения поверхностей канавки и фрезера,
расстояние которой от оси оправки дает возможность определить радиус фрезера.
б. Определение длины отрезка
На основании правила начертательной геометрии (по методу совмещения) дей-
ствительная величина этого отрезка определяется как гипотенуза прямоугольного
треугольника, одним из катетов которого является расстояние горизонтальной
проекции (?2 точки соприкосновения от горизонтальной проекции оси х2—2^,
а другим — расстояние вертикальной проекции точки соприкосновения от вер-
тпкалыюй проекции оси Zi — ii- Для определения этой величины откладываем
на перпендикуляре к отрезок GjQ, равный G2I2. Гипотенуза KlG1 и является
действительным расстоянием точки Р профиля фрезера от оси оправки.
Таким образом мы нашли длину одного отрезка-радиуса фрезера, соприкасаю-
щегося с винтовой поверхностью в точке G. Если произвести подобные построения
chlpmaker.ru
Фиг. 314. Определение радиусов окружностей, проходящих через точки
профиля фрезера.
Методы профилирования фрезера 295
для нескольких других положений оси фрезера, то мы получим ряд отрезков-
радиусов фрезера. Если отложить полученные отрезки соответственно от прямой,
принятой за ось фрезера, то мы получим ряд точек, которые при соединении их
плавной кривой дадут требуемый профиль фрезера.
Следовательно, построение профиля фрезера по методу Штюблера сводится
к следующему:
1) построение нормалей к винтовой поверхности сверла;
2) построение ряда положений оси фрезера;
3) определение точек пересечения нормалей с различными положениями оси
фрезера;
4) поворот каждой оси фрезера вместе с образующей винтовой поверхности
и соответствующей нормалью в исходное положение оси фрезера ;
5) нахождение истинной величины длины отрезка, т. е. радиуса фрезера в его
данном сечении, перпендикулярном к оси вращения.
На фиг. 315 (см. в конце кн.) дано построение профиля фрезера по методу
Штюблера.
1-й метод определения профиля с помощью плоскостей, пер-
пендикулярных к оси . оправки фрезера
По этому методу все построение профиля фрезера распадается на:
1) построение сечения канавки перпендикулярно оси сверла;
2) построение винтовых линий канавки;
3) построение следов винтовой канавки, рассеченной плоскостями, перпенди-
кулярными оси оправки фрезера;
4) определение радиусов сечений фрезера;
5) построение профиля фрезера;
6) построение сечения канавки сверла и сердцевины.
Для возможности построения необходимо знать следующие элементы сверла:
1) угол при вершине <р;
2) угол наклона винтовой канавки <о;
3) диаметр сердцевины d0;
4) ширину канавки (равную, например, х/4 окружности сверла);
5) форму режущей кромки (прямолинейная).
Построение профиля канавки перпендикулярно
оси сверла. Сечение канавки, перпендикулярное оси сверла, требуется по-
тому, что форма канавки нам известна только на конусе, в то время как при построе-
нии мы будем исходить из формы канавки, находящейся на цилиндрической поверх-
ности сверла. Следовательно, необходимо, пользуясь заданной формой канавки
на конусе, отыскать профиль канавки на цилиндре, т. е. в сечении, перпендикуляр-
ном оси сверла.
На фиг. 316, (см. в конце кп.) А представлено сверло (вид со стороны торца).
Окружность а соответствует наружному диаметру сверла, окружность радиуса Of
характеризует собой величину сердцевины d0. Проводим прямую, параллельную
оси ОХ сверла, касательно к окружности сердцевины. Эта прямая и будет пред-
ставлять собой прямолинейную режущую кромку.
На фиг. 316, В дан вид конуса заборной части сверла с углом = 118°.
При построении его надо иметь в виду, что прямая а”д" представляет собой
в проекции В наружную окружность сверла. Поэтому точка а проектируется
296
Сверла
в точку о'о', которая расположена несколько ближе к оси сверла, так как
режущая кромка aofo не совпадает с осью ОХ, а смещена на радиус сердцевины.
Рассечем этот копус рядом прямых, перпендикулярных оси сверла и равно-
отстоящих друг от друга на 1/128 величины шага винтовой поверхности. Отсчет
ведем от точки а'о'(фиг. 316, В). Полученные на конусе точки a"; 6"; с"; d";
е" проектируем на прямую aJo (фиг. 316, А). Затем через точки Ьо, с0, d0, е0 пря-
мой aofo проводим окружности соответствующими радиусами из центра 0. Та-
ким образом мы получим ряд концентрических окружностей таких диаметров,
которые соответствуют точкам конуса, отстоящим друг от друга на 1/128 вели-
чины шага.
Повернем теперь для удобства построения прямолинейную кромку aofo на 90°,
тогда она займет положение aofo. Разделим внешнюю окружность, начиная от
точки а0 на 64 части, или окружности, от а0 до с16 на 16 частей. Тогда полу-
чаем точки ^’,<12, as'i at и т. д. (на фиг. 316, А точке а0 (сверху), соответствует
деление я1е).
Посмотрим теперь, как изменяется форма канавки сверла при переходе с ко-
нуса на цилиндр. Возьмем любую точку, например я3 и проведем через нее прямо-
линейную режущую кромку а3[3.
Выбор положения a^f3 обусловливается тем, что при этом положении полу-
чается на другой проекции (фиг. 317, С см. в конце кн.) такой участок винтовой
канавки, который создает, как мы увидим дальше, определенные удобства для
построения профиля фрезера при различных положениях точки пересечения оси
оправки фрезера с осью сверла.
Так как при фрезеровании сверло надвигается на фрезер и одновременно вра-
щается, то в сечении, перпендикулярном оси сверла, кромка будет уже не пря-
молинейной, а примет вид некоторой плавной кривой.
Найдем форму этой кривой.
При повороте сверла на ~ часть окружности фрезер войдет в тело сверла на
шага винтовой поверхности. Поэтому точка Ь3 прямой а3[3 при таком повороте
займет па окружности Ь новое положение которое отстоит от точки Ъ3 на расстоя-
ние, равное части окружности.
Аналогично этому и все другие точки прямой a3f3 соответственно переместятся
по своим окружностям, а именно: точка с3 переместится в точку с', отстоящую
на расстояние — длины окружности с; точка d3 займет положение (/'.отстоящее
з
на расстояние длины окружности d; и, наконец, точка е3 переместится в точку
4
е„ отстоящую от точки Сз на расстояние, равное длины, окружности е. Таким
образом мы получим новые точки я' (а3), 6'; с'; d'; е', которые соединим плав-
ной кривой. Эта кривая и представляет собой форму режущей кромки в сечении,
перпендикулярном оси сверла. Для удобства построения рекомендуется построить
отдельно (например, в правой стороне окружности сверла) угол 360°/128, который
разделит каждую из концентрических окружностей на 128 частей. Тогда вели-
чины ДУГ128112а ’ 128 и т- п- Для соответствующих концентрических окруж-
Методы 'профилирования фрезера 597*
ностей определяются легко и точно. При построении нужно сообразить, в какую
сторону следует откладывать точки Ц; с'; dj и т. п. Для сверла с правой винто-
вой канавкой и при построении проекций по европейскому методу эти точки надо
откладывать по часовой стрелке, в чем легко можно убедиться, если смотреть на
торец сверла в натуре.
После построения плавной кривой подбираем с целью облегчения дальнейшего-
построения для этой кривой соответствующий радиус, который на фиг. 316, А
показан буквой Rv Он проводится касательно к окружности сердцевины. Следо-
вательно, одна (главная) часть профиля капавки сверла найдена. Необходимо,
теперь определить и вторую (вспомогательную) часть.
Соединяем точку Ог (3) с центром сверла. Условно принимаем, что на этой пря-
мой и будет находиться центр О2 радиуса И2 второй нашей кривой. Величина его
определяется двумя точками, из которых одна, отстоящая по нашему заданию от
точки с3 на расстояние, равное-^- длины внешней окружности сверла, а другая —
лежит на окружности сердцевины. Здесь уместно отметить, что длина дуги, соответ-
ствующая ширине канавки, не будет менять своей величины в натуре, — безраз-
лично, будем ли мы ее брать по перпендикулярному сечению или же по виду
с торца. Разница появляется лишь тогда, когда сверло не только профрезеровапо,
но еще и снято по затылку (т. е. заточено).
Проводя кривую радиусом й2, мы получаем полный профиль канавки сверла.
Нужно отметить, что указанный метод построения для вспомогательной части
профиля дает хорошие результаты в отношении профиля канавки. Канавка по
этому методу получается более углубленной, чем у немецкого и американского-
профилей. Такая форма хорошо оправдала себя на практике.
Таким образом нами найдены радиусы Rt и R2 для профиля канавки сверла.
Пользуясь ими, мы можем провести из каждой точки я3, «4, вБ и т. д. и из точек
н'„ я', а' и т. д. кривые профиля канавки. Центры радиусов лежат на окружностях,
концентрических по отношению к окружностям сверла.
Построение винтовых линий канавки. Построение-
(фпг. 317, С) ведется обычным методом. Для этой цели ось сверла пересекаем
прямыми 1,2,3,4 и т. д., перпендикулярными к ней и отстоящими друг от друга
на расстояние, равное ~ величины шага винтовой поверхности. Для получения
винтовой линии а проектируем с фиг. 316, А точки о3, я4, аБ и т. д. соответственно
на прямые 1,2,3 и т. д. Получаем (фиг. 317, С) новые точки я3, а4, аь и т. д., кото-
рые при соединении их плавной кривой и дают винтовую линию а. Аналогично-
этому находим и все другие винтовые линии: а. b, с, d, е, f для главной части
профиля и Ci, db сх, jx, аг для вспомогательной части профиля.
Таким образом из построения вытекает, что прямые 1, 2, 3, на (фиг. 317, С)
являются последующими положениями сечений канавки при перемещении их на
части шага, в то время как кривые я3, я'; я4, аБ, я'6 и т. д. (фиг. 316, А)
представляют собой соответствующие им повороты вокруг центра О профиля ка-
360°
навки на угол
Построение следов винтовой канавки. Прежде чем
переходить к определению следов винтовой капавки, рассеченной плоскостями,
перпендикулярными оси оправки фрезера, необходимо найти положение этой оси.
chipmaker.ru
39S Сверла
Если угол наклона винтовой поверхности по заданию равен <в, то угол между
осями оправки фрезера и сверла обычно равен 90° — ш. Однако, как мы уже знаем,
для получения более чистой канавки ось фрезера устанавливают под несколько
меньшим углом (на 1—2°). Поэтому принимаем, что ось фрезера наклонена к оси
сверла под углом в 90° — <о — 1°.
Точно так же необходимо определить и точку 8 пересечения осей оправки фре-
зера и сверла. О выборе ее было уже сказано при установлении общих принципов
построения профиля фрезера. В нашем случае возьмем симметричное расположе-
ние точки 8.
Приступим теперь к определению точек профиля фрезера.
Рассечем винтовую поверхность рядом плоскостей I, II, III и т. д., равноот-
стоящих друг от друга на произвольную величину и перпендикулярных оси оп-
равки фрезера.
Желательно ближе к наружным винтовым линиям проводить большее коли-
чество сечений, так как в этих местах часто имеет место подрезание поверхности
канавки фрезером. Наличие большего количества сечений дает возможность бо-
лее точно определить профиль в этих ответственных местах.
Плоскости I, II, III и т. д. дадут в проекциях (фиг. 317, D ц Е) кривые (в не-
искаженном виде), являющиеся следами пересечения этих плоскостей с винтовой
поверхностью канавки сверла. Проекция D дает кривые —следы этих плоскостей,
относящихся к рабочему участку профиля, а проекция Е — следы тех же плоско-
стей для вспомогательного участка профиля. Раздельное построение этих кривых
сделано для более ясного изображения, так как при вычерчивании на одной проек-
ции некоторые кривые накладываются друг на друга, в результате чего трудно
определить точки профиля фрезера и наличие подрезания поверхности канавки.
На проекции D дано построение сечений плоскостями I — VI, а на проекции Е —
плоскостями VII — XIII, причем для удобства построения фиг. 317, D дана по
европейскому методу проекций, а фиг. 317, Е по американскому.
Продолжаем теперь ось оправки вверх и вниз и проводим в произвольном
месте (фиг. 317, Z) и Е) прямые, перпендикулярные оси оправки О — О. Эти пря-
мые принимаем за оси сверла.
Посмотрим теперь, как строятся кривые — следы пересечения винтовой поверх-
ности канавки сверла с плоскостями I, II, III и т. д., перпендикулярными оси
оправки фрезера. Возьмем для примера плоскость III. Она пересекает винтовые
линии в точках аш, ЬП1, ст и т. д. Найдем положение этих точек на фиг. 317, D.
Так как эта фигура представляет собой боковую проекцию винтовой поверхности,
рассеченной плоскостями перпендикулярно оси оправки фрезера, то искомые точки
апп ^iih ciii и т- Д- должны лежать на линиях, параллельных оси фрезера. Для
определения же расстояния а1Лу, па которое точка а1Л отстоит от оси сверла,
пользуемся проекцией, приведенной на фиг. 316, А. Точка аЛ1 по вертикали как
в проекции на фиг. 317, С, так и на фпг. 316, А находится на одинаковом расстоя-
нии аЛ1х от горизонтальной оси сверла. Расстояние точки аЛ1 (фиг. 316, А) от вер-
тикальной оси равно ац1у. Этот отрезок и равен расстоянию а1Лу (фиг. 317, П), на
которое точка отстоит от оси сверла. Аналогичным же образом находятся и другие
точки ЬЛ1, вЛ[, dIH, е1Л и т. д. кривой следа пересечения плоскости III с соответ-
ствующими винтовыми линиями. Полученные точки соединяются плавной кривой.
Определение радиусов мериди ана льн ы х сечений
фрезера. Теперь представим себе мысленно, что по канавке сверла распо-
Методы tiрофилирования фрезера 299
ложен фрезер, тогда секущие плоскости I, II, III и т. д. рассекают его по кон-
центрическим окружностям. Если провести бесконечное количество этих перпен-
дикулярных плоскостей, то фрезер можно представить как бы состоящим из бес-
численного количества топких дисков, сложенных вместе, причем каждый такой
диск даст определенную точку профиля фрезера. Такая точка касается кривой
соответствующего следа винтовой поверхности. Таким образом точка профиля фре-
зера, полученная от сечения какой-нибудь плоскостью, например III, лежит на
концентрической окружности, которая касается кривой следа винтовой поверх-
ности, полученного от пересечения ее с той же самой плоскостью III. Отсюда
становится вполне ясным метод определения точек профиля фрезера. Наша задача
будет разрешена, если мы построим кривые пересечения винтовой поверхности
с плоскостями I, II, III и т. д. и к ним касательные окружности из центра фре-
зера. Радиусы этих окружностей и дадут нам соответствующие точки профиля
фрезера. Плоскости, секущие фрезер перпендикулярно оси оправки, называются
меридпанальными.
Определим теперь на продолжении оси оправки 00 центр вращения фрезера
для фиг. 317, DhE, на которых ось оправки проектируется в точку М (центр вра-
щения фрезера).
Расстояние центра вращения М от оси сверла зависит от диаметра фрезера, диа-
метра сердцевины и положения точки S. О выборе этого расстояния см. выше.
Итак, если из точки М как из центра провести окружность, касательную кри-
вой III (фиг. 317, D), то радиус этой окружности и даст нам то расстояние, на ко-
торое точка профиля фрезера отстоит от его оси в сечении плоскостью III. Строя
таким образом кривые сечений плоскостями I, II, III и т. д. и находя соответствую-
щие радиусы касательных к ним концентрических окружностей, мы и определяем
все необходимые точки профиля фрезера. Нужно отметить, что при построении во
избежание затемнения чертежа не следует проводить концентрических окружно-
стей. Для определения радиусов достаточно определить точки касания окруж-
ностей с кривыми. Тогда будут известны как радиусы фрезера, так и отрезки
9si 9з и т- Д-> представляющие собой расстояния соответствующих точек
касания от оси сверла (фиг. 317, D и Е).
При построении касательных окружностей для второй половины винтовой ка-
навки плоскостями VII, VIII, IX и т. д. (фиг. 314, Е) цент}) вращения М должен
быть опущен таким образом, чтобы расстояние его от оси сверла оставалось оди-
наковым, т. е. тем же, что и для фиг. 317, D.
Нужно отметить, что вычерчивание проекции Е представляет больше затруд-
нений, чем проекции D, так как кривые на фиг. 317, Е не дают такой плавной
формы, как на фиг. 317, D, и поэтому к ним бывает иногда трудно провести каса-
тельные окружности. Рассмотрим затруднения, которые могут встретиться при
построении кривых и касательных окружностей на фиг. 317, Е.
Если на фиг. 317, D конфигурация всех кривых позволяет провести к ним ка-
сательные окружности, то на фиг. 317, Е не все кривые допускают это. Так напри-
мер, в пашем случае к кривой XIII нельзя провести касательной окружности,
а к кривой XII можно провести только при значительном уменьшении диаметра
фрезера. Поэтому радиусы меридиаиальных сечений фрезера для этих плоскостей
приходится определять другим путем.
Во избежание подрезания радиус окружности для меридиапального сечения XII
должен или не доходить до верхней точки а' кривой (выше ее) или не доходить
300
Сверла
через точку a'(Bi2), но ни в коем случае недопустимо опускание радиуса ниже
точки а'. В первом случае получается уменьшение ширины канавки сверла и по-
этому указанный способ применять не рекомендуется. Во втором случае ширина
канавки сверла не меняется, так как наружная точка «12 вспомогательной грани
канавки будет образована режущей точкой, лежащей на меридианальной окружно-
сти радиуса й12 фрезера.
Таким образом для тех кривых, к которым нельзя провести касательных окруж-
ностей, надо проводить окружности через наивысшую точку кривой, причем перед
тем как проводить такую окружность надо проверить, действительно ли соответ-
ствует наивысшая точка кривой на фиг. 317, Е точке пересечения данной плоско-
сти с наружной винтовой линией (фиг. 317, D).
Фиг. 318. Подрезание тела сверла фрезером.
Б нашем построении это имеет место для кривых XII и XIII.
Вследствие такого построения вспомогательная часть профиля канавки между
сечениями XI и XII может оказаться не совсем правильной формы. Поэтому ре-
комендуется для этого участка проводить большее количество секущих плоскостей
для выявления дополнительных точек профиля фрезера.
Кроме этого, необходимо произвести проверку, не наблюдается ли подрезания
тела сверла (эллипса) выбранным радиусом фрезера. Эллипс тела сверла начи-
нается рт верхних точек сечений XII и XIII и получается при пересечении цилин-
дрической части сверла с плоскостями XII и XIII.
Здесь возможны два случая (фиг. 318); в первом, когда центр вращения М фре-
зера находится слева от вершины кривой, касательная окружность, проходя
через точку о, совершенно не задевает тела сверла и поэтому подрезание исключа-
ется. Во втором случае касательная окружность при прохождении через точку а
срезает часть тела сверла, причем величина срезания будет тем больше, чем меньше
расстояние между осью сверла и центром М. Это наглядно показано на фиг. 318,
где через Мг и Л/2 обозначены центры вращения фрезера для йх и й2. При нали-
Методы профилирования фрезера
301
чии срезания необходимо подбирать радиус фрезера таким образом, чтобы он
только касался самой высокой точки эллипса сверла. Тогда срезание будет
исключено.
Из сказанного вытекает, что в сомнительных случаях рекомендуется прибе-
гать к построению эллипсов, что вносит определенную ясность в отношении среза-
ния вспомогательной грани канавки.
Построение профиля фрезера. Теперь нам остается определить
профиль фрезера. Для этого нафиг. 317, F проводим горизонтальную прямую —
ось сверла и к ней ряд перпендикулярных прямых, расстояние между которыми
должно быть равно расстоянию между плоскостями I, II, III и т. д., так как эти
прямые представляют собой меридианальные плоскости, рассекающие наш фрезер
как бы на ряд тонких дисков. Отложим от оси сверла на соответствующих прямых
величины отрезков gu g2, g3 и т. д. и полученные точки соединим плавной кривой.
Последняя и представляет собой профиль искомого фрезера. Кривая может быть
заменена дугами от двух приближенных радиусов R± и R2 и касательной, проведен-
ной под некоторым углом (10°) к вертикали.
Построение сечения канавки сверла и сердце-
вины. Полученный профиль фрезера следует сравнить с профилем канавки,
получаемым в сечении, проходящем через ось О — О (фиг. 317, С).
Для построения этого сечения отмечаем точки пересечения кривых I, II,
III XIII с осью оправки (фиг. 317, D и Е) и расстояния этих точек до оси сверла
переносим на соответствующие плоскости I, II, III.XIII проекции F, где от-
кладываем эти отрезки от оси сверла. Таким образом получаем все точки сечения
канавки.
В случае, если полученных точек окажется недостаточно для построения про-
филя сечения канавки, можно взять дополнительные точки, соответствующие
точкам пересечения винтовых линий с осью оправки. Эти точки строим анало-
гично точкам, соответствующим плоскостям I, II, III.XII.
Нужно иметь в виду, что иногда может получиться двойное пересечение оси
оправки (фиг. 317, Е) кривой, как, например, это имеет место и в нашем случае.
Так, кривая XIII (фиг. 317; Е) дважды пересекает ось оправки. Это указывает,
что профиль канавки в этом месте будет иметь некоторое поднутрение. На фиг. 317, F
плоскость XIII дважды пересекает канавку, имеющую в этом месте поднутрение.
Это видно также и из фиг. 317, С, где винтовая линия а перекрывает винтовые ли-
нии бис.
Теперь необходимо построить эллипс сверла. Для этого на продолжении осп
сверла (фиг. 317, С) за наружными винтовыми линиями (вне канавки) выбираем
дополнительные тошен на произвольном расстоянии друг от друга; такие же рас-
стояния откладываем и на оси сверла (фиг. 317, F). Проектируем выбранные
точки с фиг. 317, С на наружную окружность сверла фиг. 316, А и получаем соот-
ветствующие ординаты, которые и сносим на фиг. 317, F. Отложив их от оси сверла
па выбранных дополнительных плоскостях, мы получаем точки, которые при сое-
динении плавной кривой дадут искомый наружный эллипс сверла.
Посмотрим теперь, как располагается эллипс сердцевины при данном профиле
фрезера. Построение эллипса сердцевины производится аналогичным путем, как
и построение наружного эллипса. Разница заключается только в том, что здесь
при определении ординат нужно пользоваться не наружной окружностью сверла,
а окружностью сердцевины. Как видно из фиг. 317, С, ось сердцевины должна про-
chipmaker.ru
302 Сверла
ходить через сечение VII. поэтому и на фиг. 317. F сердцевину строим таким об-
разом, чтобы центр ее лежал на пересечении оси сверла с плоскостью VII.
Полученный эллипс сердцевины должен касаться профиля капавки, но он
не всегда будет касаться профиля фрезера. Это касание может иметь место только
в том случае, если точка S расположена на пересечении оси оправки с внутренней
винтовой линией, т. е. па линии, соответствующей диаметру сердцевины.
Плоскость VII (фиг. 317, F) является плоскостью, на которой находится точка S
в сечении С, т. е. она характеризует положение оси оправки фрезера по отношению
к оси заготовки. С другой стороны в плоскости VII (фиг. 317, F) находится
точка, которая касается сердцевины сверла. Отсюда вытекает большое прак-
тическое значение этой плоскости, а именно — на один из зубцов фрезера
наносится установочная риска, лежащая на данной меридиаиальной окружности
VII. Если теперь при фрезеровании установить фрезер таким образом, чтобы
риска коснулась наивысшей точки заготовки, то положение точки S получается
само собой.
Как видно из фиг. 317, F профиль фрезера не совпадает с профилем канавки,
а располагается несколько выше. Это можно заметить также и по другим проек-
циям (фиг. 317, D и Е), где точки касания окружностей фрезера и кривых се-
чений канавки не совпадают с осью оправки фрезера, а смещены в одну или другую
сторону. Касание профиля фрезера с канавкой сверла может иметь место на боль-
шем или меньшем участках только ври определенном положении точки Е.
Несовпадение профиля фрезера с сечением канавки объясняется тем, что от-
дельные точки профиля фрезера будут резать винтовую поверхность канавки
в разных сечениях сверла и форма канавки сверла получается в результате комби-
нации трех движений: поворота сверла, подачи сверла и вращения фрезера.
Построение кривых сечений канавки сверла без
винтовых лини й. Построение винтовых линий довольно затруднительно
и требует весьма тщательной чертежной работы. Самое незначительное нарушение
конфигурации винтовой линии приводит к достаточно большому искажению формы
кривых — следов на проекциях D и Е. Метод определения этих кривых без по-
строения винтовых линий имеет то преимущество, что требует меньшей затраты
времени на вычерчивание и в то же. время дает лучшие, результаты. К нему прибе-
гают также и в том случае, если при построении по 1-му методу некоторые участки
кривых следов вызывают сомнение в правильности формы. Рассмотрим построе-
ние кривых с’ечений канавки сверла, не прибегая к построению винтовых линий.
Кривые й3й3', b3bs', с3с3' и т. д. на фиг. 316, А представляют собой последователь-
ные положения профиля канавки сверла при повороте их каждый раз на угол
х 360°. С другой стороны, плоскости д3д3', о4н4', а5а5' и т. д. (фиг. 317, С) дают
соответствующие положения тех же сечений канавки при перемещении их вдоль
сверла каждый раз на Д шага. Таким образом обе проекции при наличии выше-
указанных кривых и плоскостей позволяют обходиться без винтовых линий.
Построим для примера кривую IV на фиг. 317, D. Отмечаем точки пересе-
чения плоскости IV со всеми плоскостями о3«3', п4сл', a6a^....a14a'lt (фиг. 317, С).
Получспныс точки4/v; 5/r; 6IV......141Г спроектируем на соответствующие кривые
л3Нз',0А'; o5o5'...HjX, (фиг. 316, /1) имеем точки 4IY, 5iV, 6IV...14IV. Определяем
их ординаты 4, VX: 5 п Х \6п Х.. .14IVX, которые будут равны между собой как в про-
ЪТппоПы профилирования фрезера зоз
екции С, так и в проекции И. По ординатам находим в проекции А их абсциссы
4tvY; 5 л-У; 6Л-У.. .14IVY, которые и откладываем на фиг. 317, D и Е от оси сверла,
т. е. таким же образом, как и при построении с помощью винтовых линий.
2-й метод определения профиля фрезера с помощью плоскостей,
перпендикулярных к оси оправки фрезера, и эллипсов сверла
Этот метод отличается от 1-го тем, что в сечениях, перпендикулярных оси
оправки фрезера, кривые винтовой поверхности канавки определяются не по-
координатам, а с помощью эллипсов, представляющих в этих проекциях сечения
тела сверла плоскостями, перпендикулярными оси оправки.
Построение но этому методу разбивается на:
1) построение винтовых линий;
2) построение эллипсов;
3) построение кривых пересечения поверхности канавки с плоскостями, перпен-
дикулярными оси оправки;
4) построение меридианальпых сечений фрезера;
5) построение профиля фрезера и сечения канавки.
Построение в и п,т о в ы х линий. На фиг. 319, (см. в конце
кн.) 1 представлено сверло (вид по торцу) с прямолинейной режущей кромкой
и сечение канавки, перпендикулярное оси сверла.
Рассмотрим построение винтовых линий канавки с помощью координат. Этот
метод предложен инж. Бердическим У В основу его положено математическое дви-
жение данной точки вдоль сверла и одновременно по окружности, на которой ле-
жит данная точка. Рассмотрим получение винтовых линий для точек в, в. с и т. д.,
лежащих на соответствующих концентрических окружностях (фиг. 319, 1).
Для этого прежде всего определим точки пересечения винтовых линий с осью
сверла, т. е. точки Рг. Р2, Р3 и т. д.
Точка а0 режущей кромки, лежащая на цилиндрической части сверла
(фиг. 319, 2), при своем движении попадет на ось ОУсверла в точку Рг только тогда,
когда она повернется вокруг точки 0 (фиг. 319,1) против часовой стрелки на угол
90° + ф, где угол ф соответствует углу смещения точки А от оси симметрии про-
филя капавки. Этому повороту будет соответствовать продольное перемещение
точки А вдоль оси сверла на расстояние hr = (90° -ф- фх), где Н—шаг винто-
вой поверхности. Аналогично этому можно определить продольные перемещения
и точек й'о'; с" и т. д., так как общая формула для определения расстояния/^ любой
точки х имеет вид:
^=3^(90°^).
Для получения более точных результатов рекомендуется определять значения
углов графическим путем. Для этого на оси ОХ (фиг. 319,1) откладывается отре-
зок ОК = 100 .о.
Из центра 0 проводим прямые через точки оо, Ъо, с0 и т. д. режущей кромки
до пересечения со вспомогательной прямой KL, перпендикулярной прямой ОХ.
«Стики и инструмент» XI — XII, 1930.
r.ru
301 Сверла
Отрезки L, t2, t3 и т. д. и будут характеризовать величины углов фх, ф2, %
л т. д., так как:
^2=^; tg*3=^nT. д.
Теперь можно определить величины h для каждой точки при различных пово-
ротах угла ф. Эти данные рекомендуется сводить в таблицу, как показано ниже
(табл. 63).
Таблица 63
Точки винто- вой линии t «еф ф ЯО’+ф h Точки пе- ресечения винтовой линии с осью
«о 14,50 0,145 8°15' 9Я°15' 248 Л
18,44 0,184 10°27' 100°27' 254 Л
•Я. т. д. для гочек с0, (10, е 0
Примечание: Диаметр сверла <! = 15 л*.и; угол наклона винтовой канав-
ки <£> = 25°; шаг II — 910. Масштаб построения 9:1. Радиусы концентрических
окружностей /6 = 67,5; /6 = 54; Л3 = 40,5; /Ц = 27; Л6 = 13,5.
Аналогичным же образом можно определить расстояния h и для точек, нахо-
дящихся на вспомогательной части профиля. Нужно заметить, что при определе-
нии этих расстояний можно пользоваться как профилем канавки по виду с торца,
так и профилем канавки в сечении, перпендикулярном к оси сверла. Поэтому
в целях наглядности для главной части профиля дано построение по виду с торца,
а для вспомогательной — по сечению канавки, перпендикулярному оси сверла.
Для вспомогательного участка профиля также строим прямую K'L', причем
расстояние ОК' принимаем равным 50 мм. Прямую K'L' здесь удобнее проводить
перпендикулярно оси ОУ, а не ОХ, как в первом случае. Проводим прямые осх,
odj, осх и т. д. до пересечения с прямой K'L'\ получаем отрезки /'и т. д.,
по которым и находим расстояния h[, h2, h'a и т. д. Данные сведены "в табл. 64.
Таблица 64
Точки ВИНТОВОЙ линии t' Igi' Ф' Точки пере- сечения вин- товой липни с осью
а' 11,10 0,148 8°25' 21,3 р,'
Ъ' 30,80 0,410 22°18’ 56,4 Л'
и т. д. для точек с', d', е'.
Таким образом,нами найдены все точки Рх; Р2; Р3 и т. д. (для главной части
профиля) иРх';Р2'; Р3' и т. д. (для вспомогательной части) пересечения винтовых
Методы профилирования фрезера 305
линий с осью сверла. Откладывание этих точек ведем от прямой АВ (фиг. 319, 2);
они являются начальными пунктами, от которых ведется построение винтовых
линий.
Определим теперь координаты для винтовых линий (фиг. 320, 4).
При повороте точки а па 90° она переместится вдоль сверла от точки Рг на ве-
личину й, равную шага, т. е. h = -|- Н = -|' 900 = 227,5 лш.Будем рассма-
тривать перемещения точки а через каждые 0,1 четверти шага, т. е. отметки по оси,
равные 0,1; 0,2; 0,3 и т. д. Эти отметки и являются абсциссами винтовой линии.
Каждому продольному перемещению точки а на величину 0,1 h соответствует
поворот ее вокруг центра О (фиг. 319, 1) па угол 0,1 • 90°. Таким образом орди-
наты винтовой линии должны быть определены из поворотов точки а на соответ-
ствующие углы: 0,1 • 90°; 0,2 • 90°; 0,3 • 90° и т. д.
Величины ординат определяются по фиг. 319, 1, согласно формуле:
x = R sin А,
где А — угол поворота точки е;
R — радиус концентрической окружности, на которой лежит рассматривае-
мая точка а.
Вычисленные значения ординат х приведены в табл. 65.
Таблица 65
Ординаты Для окружностей радиусов, равных
К B!=67,S Л3=40,5 Я4=27,0 H5=13,S
ад 9° 10,66 8,44 6,33 4,22 2,11
<1*2 18° 20,85 16,88 12,51 8,34 4,17
X, 27° 30,65 24,52 18,39 12,26 6,13
я т. д. для всех 10 точек.
Определив абсциссы и ординаты всех 10 точек для */4 шага, мы можем теперь
построить и самые винтовые линии, причем для каждой винтовой линии надо на-
чинать построение от начальной точки (Ри Р2 и т. д.), соответствующей данной
винтовой линии.
Построение эллипсов сверла. Проведем ось оправки сверла
под углом, равным (90°—<о — 1°). Точка S может быть выбрана произвольно.
В нашем случае она выбрана таким образом, что расстояния ее от наружных вин-
товых линий относятся как 1:2, т. е. она находится ближе, к режущей кромке,
чем к задпей поверхности канавки.
Перпендикулярно оси оправки проводим ряд плоскостей I, II, III и т. д. на
произвольном расстоянии друг от друга подобно тому, как при построении по
1-му методу.
Представим себе тело сверла как бы состоящим из ряда цилиндров, входящих
друг в друга. Основания этих цилиндров представляют собой концентрические,
окружности соответствующих радиусов By; Л2; R3 и т. д. (фиг. 319,1). Плоскости
I, И, III и т. д. рассекают эти цилиндры но эллипсам, построение которых приве-
дено на фиг. 319, 3 и 4.
20 Семен чей ко
chipmaker.ru
306
Сверла
Построение можно произвести графическим путем, для чего на фиг. 319,2 на-
носятся прямые, соответствующие цилиндрическим поверхностям с основаниями,
радиусов IJj, Ва и т. д. и точки пересечения этих прямых с плоскостями I, II, III
Фиг. 320. Построение винтовых линий и эллипсов.
и т. д. переносим на фиг. 319,3 и 4. Однако более точные результаты получаются
при вычислении координат точек эллипсов.
Большая ось эллипса, как видно из фиг. 320, В, определяется по формуле:
оЛО = -L-J. = ——; ам —------------= —— n т. д.
1 Cost CoST * COSH COST
Для построения эллипсов проведем прямые Z' — Z' (фиг. 319, 4 и 5) перпенди-
кулярно оси оправки фрезера. Эти прямые являются осями сверла в этих проек-
циях. Обозначим точки пересечения секущих плоскостей I, II, III и т. д. с осью
Методы профилирования фрезера
307
сверла через О'', О", которые являются центрами наших эллипсов. Если
провести через указанные точки прямые, параллельные оси оправки, то на
фиг. 319,3 и 4 мы получаем соответственно точки 0е'. О,' Os' и т. д.иО/, О2'_ 03'
и т. д. — центры эллипсов в боковых проекциях. В качестве примера рассмотрим
построение эллипсов для секущей плоскости VIII—VIII.
Точка 0'8 является центром эллипса; отложим от нее большие полуоси «, б, с
и т. д., определяемые по вышеуказанной формуле. Разделим каждую полуось на
10 частей, в точках деления восстанавливаем перпендикуляры к оси сверла и на
них откладываем ординаты эллипсов у. Как видно из фиг. 320, С:
y = Rsin<p-,
причем
При построении рекомендуется составить таблицу вычисленных величин для
размеров больших полуосей подобно табл. 66.
Таблица 66
Обозначения СО8 (р ф Данные для радиусов
В,—67,3 й5=34,0 Ла=40,3 Я4=27 B5=13,S
Большая полу- ось 154 123 92,5 61,5 30,8
0,1 большом по- луоси .... 15,4 12,3 9,25 6,15 3,08
Ордината у,. . 0,1 84°15' 67,25 53,80 40,35 26,90 13,45
» Уз- • 0,2 78°27' 66,10 52,88 39,66 26,44 13,22
» Уз - - 0,3 72°32' 64,40 51,52 38,64 25,76 12,88
ИТ. д. yt....y10.
Для облегчения рекомендуется построить эллипсы пе только для одного любого
сечения, но для всех радиусов. Затем эти кривые нужно перенести на кальку,
с помощью которой легко построить все остальные эллипсы.
Построение кривых пересечения поверхности ка-
навки с плоскостями, перпендикулярными оси оп-
равки. Секущие плоскости I, II, III и т. д. дают в своих сечениях кривые пере-
сечения винтовой поверхности канавки. Построим эти кривые. В качестве примера
рассмотрим сечение плоскостью I — I.
Прямая I — I (фиг. 319) пересекает винтовые линии в точках а”, Ь", с" и т. Д.
Эти точки лежат как на канавке сверла, так и на концентрических эллипсах а1—а1,
. с,— с, и т. д. (фиг. 319, 3 и 4). Поэтому проводим через точки о”, 67, с",
и т. д. прямые, параллельные оси оправки до пересечения с эллипсами. Точки
пересечения а^, 6/, и т. д. и являются точками, лежащими на кривой канавки
I — I. Соединяя полученные точки, мы и находим искомую кривую (нижняя часть
кривой от 6”' до а"’ проведена приблизительно только по двум точкам.)
Каждая кривая состоит из двух частей: одна для главной части профиля, дру-
гая — для вспомогательной (задней). Для ясности построение дано в двух проек-
chipmaker.ru
308 Сверла
циях: на фиг. 319, 4 для плоскостей I —V (вспомогательная часть), а нафиг.
319, 3 — для VI—X (для главной части профиля)- Проекции построены по амери-
канскому методу, что дает возможность иметь центры ЛД и Л72 касательных окруж-
ностей фрезера в пределах фигуры.
В некоторых случаях прямые а” в,, и т. д. пересекают эллипсы в
двух точках. Для того чтобы определить, какая же из этих точек лежит на кривом
канавки, необходимо рассмотреть все четыре проекции (фиг. 319, 1, 2, 3, 4).
Построение меридиональных сечений фрезера. Центры
меридиональных окружностей, касательных к кривым винтовой канавки, опреде-
ляем таким же образом, как и по 1-му методу. В данном случае расстояние от
центра Л/2 До оси И' — Z' определено по формуле:
L = 0,5 D фрез 4-1 й0 = 0.5 • 72 g 2,15 = 36,78
или в масштабе
36,78 X 9 = —331.
Из центра М2 проводим окружности, касательные к кривым винтовой канавки,
т. е. поступаем таким же образом, как и при построении по 1-му методу.
К кривой III нельзя провести касательные окружности, поэтому проводим
ее через верхнюю точку кривой III, вследствие этого исключается подрезание тела
сверла. С этой же целью окружности радиусов гх и г2 проводим касательно к наруж-
ным эллипсам. Построение окружностей к другим кривым никаких сомнений не
вызывает, так как конфигурация их довольно проста.
Построение профиля фрезера и сечения канавки.
Для построения профиля фрезера (фиг. 319, 5) продолжаем секущие плоскости
и от оси оправки откладываем на соответствующих плоскостях радиусы фрезера,
т. е. на плоскости I — I радиус гх; на плоскости II— II радиус г2 и т. д. Получен-
ные точки соединяем плавной кривой, а затем подбираем для ее построения соот-
ветствующие радиусы тх, г2, г3 из центров (Д, 02 и 03, что облегчает изготовление
шаблона для данного профиля.
Затем строим сечение канавки сверла, проходящее через ось оправки. Для
этого построим эллипсы, получаемые от пересечения концентрических окружно-
стей с осью оправки. Затем через точки пересечения оси оправки с виптовыми ли-
ниями проводим прямые, перпендикулярные осн оправки. Точки пересечения
этих прямых с одноименными эллипсами (фиг. 319,5) и дадут нам точки, принадле-
жащие сечению канавки сверла.
Сечение канавки сверла можно построить также и по способу, приведенному
при рассмотрении 1-го метода.
Сравнение 1-го и 2-го методов
Оба метода основаны на одном и том же принципе, заключающемся в том, что
профиль фрезера получается в результате построения меридиональных окружно-
стей к кривым винтовой поверхности канавки.
Второй метод имеет ряд преимуществ по сравнению с первым:
1) при наличии эллипсов сверла профиль фрезера можно точно определить,
даже в сомнительных случаях, что трудно сделать по 1-му методу.
Методы профилирования фрезера
309
2) вся кривая канавки вычерчивается полностью, что дает возможность про-
верить, не задевает ли касательная окружности фрезера противоположную сторону
канавки; по 1-му методу осуществить такую проверку без дополнительного по-
строения всей кривой невозможно;
3) данный метод дает более точную форму винтовых линий, так как они строятся
по вычисленным координатам.
2-й метод имеет и ряд недостатков, которые заключаются в большой сложности
и запутанности построения, вследствие чего требуется больше времени на проек-
тирование профиля фрезера, чем при первом методе. Поэтому для заводской прак-
тики нужно рекомендовать 1-Й метод как более простой и дающий не мспее точный
профиль, причем в сомнительных случаях следует прибегать к дополнительному
построению эллипсов тела сверла.
Метод А. М. Барташевича
По этому методу все построение ведется на части сверла, образующей режущую
кромку, т. е. на конусе.
Предположим, что требуется построить профиль фрезера для сверла диаметром
20 лл; даны:
угол наклона винтовой поверхности ш = 27°;
угол при вершине <р = 118°;
диаметр сердцевины к = 0,14 d.
Для построения профиля фрезера вычерчиваем прежде всего вид сверла с
торца, причем достаточно изобразить только одну канавку (фиг. 321 см. в конце
кп.). Для этого проводим:
1) наружную окружность сверла;
2) внутреннюю окружность сердцевины;
3) половину перемычки ОА\
4) из точки А прямую АВ, параллельную горизонтальной оси сверла; АВ
представляет собой прямоугольную режущую кромку;
5) из точки А кривую АС произвольной формы, представляющую собой вторую
(нерабочую) половину профиля канавки сверла.
Сверху вычерчиваем боковой вид сверла, для этого продолжаем ось OjOz и про-
водим прямую А'В' под углом «/2 = 59° к оси сверла. Из точки В' проводим пря-
мую, перпендикулярную к оси сверла. Прямая 0гА' представляет собой в этой
проекции перемычку.
Так как сверло в процессе фрезерования поворачивается и одновременно по-
дается вдоль оси относительно фрезера, будем фиксировать положения контура
нашей канавки при таком перемещении через определенные интервалы. Чтобы
не затемнять чертежа, производим поворот профиля канавки через Да = 1°.
Тогда контур канавки займет новые положения. Точка В последовательно
переместится в точки Вг, В2, В^ В^ а точка С — в точки Сь С2 и т. д. Проектируем
полученные точки па другую проекцию. Прямые А'В', AJB*, A'SB* и т. д. изо-
бражают собой последовательные положения режущей кромки при поворачива-
нии контура на каждые Да = 7°.
Но одновременно с поворотом сверла на некоторый угол Д происходит и пере-
мещение его оси относительно фрезера. Определим величину, на которую сверло
перемещается по шагу при повороте его на Да — 1°.
chipmaker.ru
Сверла
310
Шаг h = nd ctg <u = 3,14 • 20 • 1,963 = 123,2
откуда
Л Ь -Л- 7°„123,2 - Т°_9,
Л й 360° — 360°
Следовательно, при повороте на угол Да = 7° сверло или, наоборот, ось оп-
равки фрезера перемещается вдоль оси сверла на 24 мм. Построим эти последова-
тельные положения оси фрезера.
Мы уже знаем, что при фрезеровании ось фрезера расположена по отношению
к оси сверла под углом -с — 90° — <о или по отношению к горизонтали под углом,
равным ш.
Поэтому, если через точку А' мы проведем прямую А'Н' под углом ш = 27°
к горизонтали, тогда А'Н' и будет характеризовать положение оси фрезера в первый
момент фрезерования. Отложим теперь через каждые Д/г = 24.о прямые Н'аС1а,
H'G*, H'Gls, и т. д., параллельные А'Н' и продолжим их до пересечения в точ-
ках ж’, у', г', с прямыми А'В', А',5',, Л2'В/ и т. д., изображающими последова-
тельные положения режущей кромки.
Прямые X'G', Y'G', Z'G', представляют собой также следы вертикальной
плоскости, которые соответствуют различным положениям профиля канавки
сверла. Это можно наглядно представить, если рассечь канавку сверла вертикаль-
ной плоскостью, проходящей через ось оправки фрезера.
Предположим теперь, что канавка на сверле уже профрезерована, и фрезер
вместе со своей осью обкатывается вокруг сверла. Тогда при вращении фрезера
режущие кромки его будут последовательно совпадать с вертикальной плоскостью
и поочередно касаться профиля канавки сверла в точке, соответствущей данной
вертикальной плоскости. То же явление будет и в процессе фрезерования с той
разницей, что здесь будет не взаимное соприкосновение профиля канавки сверла
с режущей кромкой фрезера, а вырезание профиля.
Рассмотрим теперь образование режущей кромки сверла. В начале процесса
резание будет происходить в самой нижней точке профиля, т. е. в точке А'. Затем
по мере поворота сверла на каждые Д а = 7° и продвижения его вдоль оси на
величину ДЛ = 24 мм резание будет уже происходить последовательно на первой
половине профиля в точках х', у', ?.
Перенесем эти точки вниз на другую проекцию. Тогда получаем точки ж, г/, г
для первой половины профиля. Найдем теперь подобные точки для задней поло-
вины профиля.
Для этого через точки ж, ч/, г проводим из центра 0 концентрические окруж-
ности, которые пересекают положения кривых задней части профиля канавки
в точках Е, Е1Л Е2 и F, Р2. На другой проекции эти окружности изобразятся
в виде горизонтальных прямых, проведенных соответственно через точки ж', у', г.
Сносим точки Е, Ег, Е2 и F, Рг, Р2 наверх и получаем точки Е", Е^, Е2 и F', F,',
F'. По этим трем точкам вычерчиваем положения задпей части профиля канавки
сверла, которые изображены кривыми C'E'F'D'\ С/Ё^Р^В^; C2E2'F2'D2.
В точках пересечения v' и w' этих кривых с прямыми, изображающими после-
довательные положения оси фрезера, и происходит резание на второй половине
профиля. Переносим эту точку вниз и получаем точки v и ш.
Соединив точки ж, ч/, г, v и и плавной кривой, мы получим профиль фрезера,
который, однако, не будет действительным, так как он повернут вокруг оси 0х02 на
Определение профиля канавки сверла
311
угол ш = 27°. Поэтому, чтобы получить истинный профиль, необходимо расстояния
его точек от оси 0102 увеличить на отношение .
Найдем графически эту поправку. Для этого через точку А проводим прямую
ST под углом ш = 27° к горизонтали. Продолжим вертикальные проектирующие
линии до пересечения с этой прямой, тогда получаем точки хх, уг, гъ Про-
водим из точек ж, у, 2, v и ш прямые, параллельные горизонтальной оси сверла.
Затем из точки А как из центра радиусами Ахъ Ауъ Azt, Ai^ и Аи\ делаем засечки
па прямой ВР и из точек пересечения ж0, ?/0, 2Ь, ?’о, v'o восстанавливаем перпендику-
ляры до пересечения с соответствующими горизонтальными прямыми, проходя-
щими через точки ж, у, г и т. д. Полученные точки К, L, М, N, Q и лежат на истин-
ном профиле фрезера. Соединяем их плавной кривой и подбираем для нее соответ-
ствующие радиусы lb, R2 и R3 с их центрами 02 и 03.
По методу Барташевича нельзя определить правильный профиль фрезера.
По построению получается, что соприкосновение фрезера с канавкой происходит
в одной плоскости и полученный профиль фрезера является не чем иным, как
сечением канавки сверла, перпендикулярным к его оси.
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОФИЛЯ КАНАВКИ СВЕРЛА ПО ЗАДАННОМУ
ПРОФИЛЮ ФРЕЗЕРА
На практике весьма часто бывает нужно определить, насколько тот пли иной
профиль фрезера удовлетворяет требуемой форме канавки сверла. Эта обратная
задача может быть разрешена с помощью графического построения (фиг. 322
см. в конце кн.). Построение производится таким образом.
На оси сверла берем любую точку S (на фигуре ж —1/гу). и проводим через нее
под данным углом установки фрезера прямую ось оправки ОМ (т — 90° — <о — Г)
и перпендикулярную к ней прямую $У. На последней откладываем размер
L = D + 3/8 d0, где D—диаметр фрезера, a d0—диаметр сердцевины. Через точку О
проводим прямую 0Xt — ось сверла. Вычерчиваем па этой проекции в требуемом
масштабе профиль фрезера, причем ось фрезера должна совпасть с осью SY, так
как, в противном случае, положение точки S не будет совпадать с установочной
риской на профиле фрезера. Проведя через крайние точки профиля прямые,
параллельные оси SY, мы и получаем контур фрезера.
Рассекаем теперь контур фрезера рядом параллельных плоскостей I-I, П-П,
III-III и т. д., перпендикулярных к оси сверла 0Z и равностоящих друг от друга
на величину, равную 1/64 шага винтовой канавки. Точки S2, S3, S4, являются
точками пересечения плоскостей И-П, III-III, IV-IV с осью оправки фрезера.
Разделим расстояния S2S3 и $3А4 пополам, получаем еще промежуточные точки
<S"2, S'3, S’4. Через все эти точки проводим прямые, перпендикулярные осп оправки,
и на оси 0Х4 получаем соответствующие точки a, b,c,d и т. д. Тогда R„, Rj.Rcn т. д.
являются радиусами нашего фрезера. Нужно отметить, что радиусы фрезера можно
было проводить через любые точки оси оправки фрезера. Однако выбранные нами
точки позволяют в значительной степени сократить число проектирующих линий
при построении боковой проекции (па оси Z'Z').
Приступим теперь к построению касательных (меридиональных) окружностей
Фрезера. Для этой цели от любой точки М на оси оправки откладываем расстояние
L и через полученную точку 0 проводим ось сверла Z' — Z'. Из центра М радиу-
chipmaker.ru
312 Сверла
сами, равными Ra\ Rb\Rc и т. д., строим ряд концентрических окружностей с, Ь, с
и т. д.
Затем производим построение кривых, на которые рассечется поверхность
фрезера плоскостями I-I; П-П; Ш-Шит. д. Для примера рассмотрим построение
кривой от сечения плоскостью VI-VI. Отмечаем на плоскости VI-VI aVI, byt, Су/ит.д.
точки пересечения этой плоскости с соответствующими радиусами фрезера Ra\
Rb\ Rc\ и т. д. Из точек aVh bVi, суГ и т. д. проводим прямые, с одной стороны —
параллельные оси сверла, а с другой — параллельные оси оправки SO.
На боковой проекции (на оси Z'-Z") мы. получаем «у/, byh c"vi и т. д. точки
пересечения прямых, параллельных оси оправки, с соответствующими концентри-
ческими окружностями. Расстояния дг, д21 д3 и т. д. этих точек от оси сверла Z'-Z'
переносим па горизонтальную проекцию OY и откладываем от оси сверла ОХ
на соответствующих линиях. Тогда мы получаем точки ayi, byh cfa, и т. д., ко-
торые при соединении плавной кривой дают кривую сечения фрезера плоскостью
VI-VI. Если произвести аналогичные построения для плоскостей I-I, П-П, 111-
Ши т.д. , то на горизонтальной проекции мы получим ряд кривых сечений фрезера
I I, П-П, Ш-Ш и т. д.
Как было уже установлено, касание между винтовой поверхностью канавки и
поверхностью фрезера не происходит в одной плоскости. Отсюда следует, что про-
филь канавки сверла в любом сечении, например I — I, будет отличаться от про-
филя фрезера в том же сечении. Объясняется это тем, что профиль канавки в сече-
нии I-I образуется не только сечепием I-I фрезера, но также и другими сечениями
фрезера, а именно: П-П, Ш-Ш, IV-IV и т. д. Последние приходят в сечение 1-1
с помощью винтового движения, т. е. при вращении сечения вокруг оси О и одно-
временном поступательном перемещении в продольном направлении. Поворот
и продольное перемещение должны быть согласованы друг с другом, т. е. каждому
продольному перемещению па 1/64 шага должен соответствовать поворот вокруг
оси на т/64 часть окружности. Если все сечения профиля фрезера вернуть выше-
указанным способом в первоначальное положение, то огибающая кривая АВ
всех повернутых сечений фрезера и дает нам профиль канавки сверла в сечении
Имея профиль канавки сверла в сечении, перпендикулярном оси сверла, мы
можем теперь построить также и вид сверла с торца, т. е. определить форму про-
филя сверла на заборном конусе. Эта задача как обратная рассмотренной нами
выше никаких затруднений не представляет и рассматривать ее здесь совершенно
излишне.
4. ПОСТРОЕНИЕ ПРОФИЛЯ ШАБЛОНА ДЛЯ КАНАВОЧНЫХ ФРЕЗЕРОВ
Из построения профиля фрезера для канавки сверла вытекает, что для каждого
размера сверла и рода его материала (из быстрорежущей или углеродистой стали)
приходится делать отдельный профиль фрезера. Такое требование связано с необ-
ходимостью иметь весьма широкий ассортимент шаблонов, резцов и фрезеров.
Это приводит к значительным затратам на обзаведение и содержание в исправ-
ности огромного количества разного инструментария и создает большие неудобства
в производстве. Поэтому на практике делают отдельный фрезер не для каждого
размера сверла, а для определенной группы как по диаметру, так и по роду мате-
риала. Так например, разбивают все сверла от 0,25 до 52 л.и на 10 групп по диа-
Построение профиля шаблона для ианавочных фрезеров 313
метру и каждую из них по роду материала. Каждая группа обслуживается опре-
деленной моделью станка. Затем каждая группа разбивается еще на более мелкие
подгруппы, как указано в табл. 67.
Таблица 67
групп Диаметр груип Диаметры подгрупп Материал сверла Количество построений и шаблонов
I 0,25—0,50 0,25—0,31) 0,32—0,4013 подгруппы 0,41—0,51J Углероди- стая сталь 1 построение для свер- ла 200 мм. 3 ша- блона
II 0,50-1,0 0,51-0,69) 0,70—0,8613 подгруппы 0,87— l,00j » 1 построение для свер- ла 200 мм. 3 ша- блона
III 1,0—1,5 1,01—1,25 1,26—1,50 Углероди- стая и бы- строрежу- щая сталь 2 построения для свер- ла 200 лл. 2-|-2 ша- блона
IV 1,5—3,0 6 подгрупп через каж- дые 0,25 мм > 2 построения для сверл 200 мм. 6 + 6 ша- блонов
V 3,0—6,0 11 подгрупп через каж- дые 0,3 и 0,2 мм (окончание на 0,3,5 и 8) > 2 + 2 построения для сверла 200 мм 11 + +11 шаблонов
VI 6—10 8 подгрупп через каж- дые 0,5 мм 1 2 + 2 построения для сверла 2С0 мм. 8 + 8 шаблонов
VII 10—15 10 подгрупп через каж- дые 0,5 мм » 2 построения для сверл 200 мм. 10 + 10 ша- блонов
VIII 15—24 18 подгрупп через каж- дые 0,5 мм » 2 построения для сверл 200 мм. 18 + 18 ша- блонов
IX 24-39 15 подгрупп через каж- дый 1 .иж » 2 + 2 построения для сверл 200.ЧЛ4.14 + 15 шаблонов
X 39—52 13 подгрупп через каж- дый 1 Быстроре- жущая сталь 2 построения для свер- ла 200 мм. 13 ша- блонов
Для каждой подгруппы дается построение профиля фрезера для условного
сверла диаметром 200 жж и определяются все необходимые размеры для шаблона.
Выбор постоянного диаметра сверла 200 жж обусловливается, во-первых, тем,.
что при таком размере получается довольно четкий и в то же время компактный
чертеж и, во-вторых, масштаб будет обратно пропорционален диаметру сверла, т. е.
Для малого сверла масштаб получается большим, а для крупного — меньшим.
Это дает определенные удобства при построении, так как позволяет соблюдать
одинаковую точность как для малых, так и для больших диаметров.
chipmaker.ru
31 i
Сверла
циональность возможна только в том случае, если угол
В свою очередь каждая подгруппа разделяется на ряд более мелких подгрупп
л для каждой такой подгруппы строится общий шаблон. Количество построений
профиля фрезера для условного сверла в 200 ли, а также количество шаблонов,
требуемых для каждой группы, указаны в табл. 67.
Определение размеров для шаблона производится следующим образом: берется
средний арифметический диаметр (так называемый расчетный диаметр) каждой
мелкой подгруппы и делится на 2и0. Полученное число есть масштаб для опреде-
ления размеров шаблона. Последние получаются путем умножения элементов
построенного профиля фрезеров для сверла 200 ми па данный масштаб.
Можно поставить
такой вопрос; нельзя
ли с целью упроще-
ния построить про-
филь фрезера для
сверла 200 мм только
раз, а именпо — для
всех размеров сверла
от 0,25 до 52 ли
и, пользуясь соответ-
ствующими масшта-
бами, определить дей-
ствительные пазмспы
шаблонов для всех
диаметров? В этом
случае нужно отве-
тить отрицательно, так
как изменение разме-
ров профиля фрезера
происходит не пропор-
ционально диаметрам
сверла. Такая пропор-
наклоиа винтовой ка-
навки остается постоянным для всех диаметров, что совершенно неприемлемо
для современной конструкции спирального сверла.
На фиг. 323 дано построение размеров шаблонов фрезера для сверл от 6 до 8,5 мм.
Изготовление шаблонов фрезера по такому чертежу вследствие пропорциональ-
ности всех размеров значительно упрощается, так как в этом случае можно поль-
зоваться пантографом. Масштаб для перевода размеров шаблонов является тем
параметром, по которому изготовляется копир пантографа.
Предположим, что нам нужно изготовить профиль шаблона для подгруппы
сверл от 0,25 до 0,31 .о. Строим для среднего диаметра этой группы, т. е. для
сверл от 0 25 до 0,5 км. профиль фрезера в таком масштабе, чтобы диаметр сверла
для построения был равен 200 мм.
Например, средний диаметр для построения будет
= = 0.375.
Масштаб для построения сверла в 200 мм равен = 533.
U. о «D
Производство спиральных сверл
31Г>
После построения сверла в 200 мм переходим к определению размеров шаблона
для подгруппы 0,25 — 0,31 jhjh. Для этого определяем средний арифметический
диаметр (расчетный) для этой подгруппы:
Z)cpX°’25 + °ffl=0,28.
Масштаб:
DCj 0,28 QQ14
200 200 ’
Отсюда путем перемножения размеров профиля фрезера, полученных при рас-
черчивании условного сверла в 200 жч на масштаб 0,0014, мы и получаем действи-
тельные размеры шаблона профиля фрезера для диапазона сверл от 0,25 до 0,31 о
диаметром.
IV. ПРОИЗВОДСТВО СПИРАЛЬНЫХ СВЕРЛ
Практика наших и заграничных заводов показывает, что количество сверл
с цилиндрическим хвостом составляет 85—80%, с коническим хвостом только
15—20%. Это объясняется тем, что в основном применяются цилиндрические сверла
мелких диаметров, и значительный расход их вызывается главным образом не
естественным износом, а преждевременной поломкой или потерями. По отдельным
группам сверл потребность характеризуется данными табл. 68.
Таблица 68
Цилипдрп- ческпе 75»/, Размер сверла 1 1—3 3—10 10—13 13—23
% 5,0 26,0 35,0 7,0 2,0
Конические 25% Размер сверла 3—10 10—13 15—25 S3—40 40—32 32—73
% 5,3 10,0 7,5 2,0 0,18 0,02
Нужно отметить, что несмотря на то, что производительность углеродистых
сверл в несколько раз ниже производительности быстрорежущих, тем не менее
и наши, и заграничные заводы потребляют их в большом количестве. Так напри-
мер, по данным Chamber of Commerce в 1929 г. в США было изготовлено всего
сверл из быстрорежущей стали на сумму 10 млн. долларов, а сверл из углероди-
стой стали на сумму 4 млн. долларов. Если учесть разницу в цене (сверла
из быстрорежущей стали, примерно, в 2.2—1,8 раз дороже сверл из углеродистой
стали), то, следовательно, США потребляют углеродистых сверл свыше 40%.
Это указывает, что даже и при высоком развитии всех отраслей промышлен-
ности потребность в углеродистых сверлах всегда будет довольно значительной.
Это объясняется тем, что при обработке металлов встречается много случаев,
chipmaker.ru
Сверла
316
когда применение сверл из быстрорежущей стали мало себя оправды-
вает.
Большая потребность в сверлах дает возможность поставить производство
в массовом масштабе с применением усовершенствованных методов обработки
и современных станков. Нужно отметить, что наши заводы в этом отношении
находятся в более благоприятных условиях, чем заграничные. В капиталистиче-
ских странах производство сверл разбросано по значительному количеству мелких
фирм. Таких фирм в Германии 41, в Англии 25, в Америке 15. У пас производство
сверл сосредоточено только на нескольких заводах, что позволяет лучше органи-
зовать производства.
1. МАТЕРИАЛ ДЛЯ СВЕРЛ
В качестве материала для сверл употребляются углеродистая, легированная
и быстрорежущая стали.
Наиболее ходовой из углеродистых сталей является сталь следующего состава:
С Мн Si
1,10—1,20 0,25—0,30 0,25-0,30
Р
^0,015—0,020
S
===0,015-0,020
Из марок, предусмотренных ОСТ, наиболее подходящей является УА12.
В настоящее время первоклассные инструментальные заводы отзываются
от применения углеродистой стали и заменяют ее легированной с примесью воль-
фрама, ванадия и хрома. Сверла из таких сталей обладают большей производи-
тельностью, чем сверла из углеродистой стали. Марки легированных сталей,
применяемых американскими фирмами, приведены в табл. 69.
Таблица 69
Тип стали Содержание элементов %
С Сг Va SI Jin Mo
А 1,07 1,36 0,7
В 1,08 1,89 0,50 0,32 — — —
С 1,23 2,70 0,60 — — — —
D 1,25 3,25 0,50 0,20 — — —
Е 1,03 0,20 1,20 — 1,00 — 0,95
F 1,12 0,62 0,96 — — 1,35 —
Германские заводы, в частности фирма Шток, употребляют вместо углероди-
стой легированные стали указанного в табл. 70 состава.
Как видно из таблицы, содержание элементов может меняться в довольно
незначительных пределах. Ввиду того что в данное время наши металлургические
заводы испытывают большие затруднения при изготовлении стали с такими огра-
ниченными допусками, мы вынуждены несколько расширить их.
Так, наши инструментальные заводы употребляют вместо углеродистой леги-
рованные стали марок В1 и В2 по ОСТ 4950 (табл. 71).
Материал для сверл
317
Таблица 70
Род стали и тип сверл Содержание элементов о/о Сопротив. разрыву Твердость ио Брииеллю
С W Va 2«П si
Г.тадкотя- нутая сталь и серебрян- ка—для ци- лппдриче- скпх сверл от 0,25 до 12 мм 1,20—1,30 0,9—1,1 0,15-0,25 0,25-0,35 0,25—0,35 65—75 100—220
Катаная сталь для сверл свы- ше 12 мм 1,20-1,30 0,9—1,1 — 0,25-0,35 0,25-0,35 65—75 190-220
Таблица 71
Марки стали Содержание элементов о/о СопрОТИВ. разрыву Твердость но Бринеллю
с V Сг Va Si Мп
В1 В2 1,05—1,25 1,10—1,25 0,2—1,2 1,8—2,2 0,1-0,3 0,15-0,30 0,35 0,35 0,20—0,40 0,15—0,40 65—75 65—75 187—229 207—255
Завод <-Фрезер» применяет марку В1.
Быстрорежущая сталь, как известно, отличается большим разнообразием
своих составных элементов; поэтому и сверла могут изготовляться из стали самых
разнообразных марок. В табл. 72 приведены наиболее распространенные марки.
Таблица 7Z
Заводы Содержание элементов °/© Сопро- тивле- ние ра- зрыву Твер- дость по Бри- неллю
с W Ст Мо Va Мп . S* S р
Форд .... 0,65— —0,73 17,0— -18,0 3,75— -4,25 — 1,1— —1,25 0,25- -0,35 0,20— —0,30 0,040 0,030 75—85 205— —255
Шток .... 0,70— —0,74 17,0— —18,0 4,00— —4,40 0,4— -0,6 0,4— —0,6 0,35 0,35 0,020 0,015 75-85 205— —255
Завод «Фре- зер» Мар- ка Р по ОСТ ... 0,66— -0,78 17,0— —18,5 3,8— —4,6 0,3 0,5— —0,8 0,40 0,40 0,030 0,030 75—85 205— -255
chipmaker.ru
31S Сверла
Кроме того, за последнее время за границей, в особенности в Америке, полу-
чили большое распространение специальные быстрорежущие стали с примесью
кобальта. Сверла из этих сталей оправдали себя прп особо тяжелых работах при
обработке твердых металлов, например, шарикоподшипниковой стали, литья
из белого чугуна, особо твердого стального литья и т. п. Состав кобальтовых
сталей, применяемых американскими заводами, приведен в табл. 73.
Таблица 73
Тип стали Содержание элементов »/0
С W СГ Мо Va Со
А 0,75 19.0 4,25 1,1 3,0
Б 0,75 19,0 4,25 —. 1,1 6,5
С 0,75 19,0 4,75 — 1,0 9,0
D 0,80 21,0 4,50 0,50 1,25 11,0
Наши металлургические заводы также изготовляют специальную кобальтовую
сталь (марки РК 5) с содержанием кобальта 4,5—'5,5%, вполне приемлемую для
производства спиральных сверл.
При приемке стали нужно обращать особое внимание на однородность хими-
ческого состава стали, твердость, микроструктуру и закаливаемость. Углероди-
стая сталь в сыром виде должна обладать структурой в виде зернистого перлита.
Ни в коем случае недопустимо пускать в производство сталь с крупнопластинча-
тым перлитом или же с цементитной сеткой. Такой материал вызывает большие
затруд гения прч обработке. Хотя пластинчатый перлит при закалке и раство-
ряется, но цементная сетка все ясе остается и чрезмерно повышает хрупкость
металла. Вследствие этого прочность инструмента понижается, что часто вызы-
вает выкрашивание и разрывы режущих кромок. Точно так же полосы и зоны
пластинчатого перлита вызывают напряжение при закалке и повышают коробле-
ние инструмента.
Микроструктура быстрорежущей стали должна иметь равномерное распределе-
ние небольшой величины карбидов без всяких признаков наличия ледебуритной
сетки.
Необходимо также проверять сталь и на закаливаемость, что дает возможность
определить величину обезуглероженного слоя. В особенности строгий контроль
на величину обезуглероженного слоя должен быть для гладкотянутого материала,
который или совсем не обрабатывается по наружному диаметру или же подвергается
удалению небольшого слоя (несколько сотых миллиметра). Поэтому для гладко-
тянутого материала и серебрянки диаметром от 5 до 10 мм обезуглероженный слой
должен быть не выше 0,02 ли, а от 10 до 12 мм — не выше 0,03 ли. В прутках
до 5 лыи диаметром обезуглероженный слой должен отсутствовать. В катаной
стали максимальный обезуглероженный слой должен быть отнесен к радиусу
сечения прутка, а не к диаметру, как принято по ОСТ. Он не должен быть выше
следующих величин:
для заготовок диаметром от 5 до 15 мм. . .. , . 0,5мм на радиус;
» » > свыше 15—30 » ..........1,0 » » >
» » » » 30—50 > ........1,5 > » »
» » » > 50—70 » ........2,0 > » »
Технологический процесс изготовления сверл 319
Проверка стали на закаливаемость дает возможность также определить,
насколько эта сталь пригодна для сверл. Так как режущие кромки сверла
держатся на сердцевине, то последняя должна иметь сквозную закалку, в
противном же случае сверло из-за мягкой сердцевины сломается. Необходимо
отмстить, как показали опыты завода «Фрезер», что одна и та же сталь оп-
ределенного химического состава еще не обладает одной и той же. чувстви-
тельностью к закалке. Поэтому необходимо сортировать стали по группам и
каждую группу назначать па тот инструмент, для которого опа может быть
применена. Во избежание проверки большого количества прутков необходимо
требовать от поставщика получения стали строго по плавкам в сопровождении
сертификата, характеризующего каждую плавку. Далее, во избежание пута-
ницы в термической обработке, каждая заготовка должна быть снабжена клей-
мом, указывающим па номер группы стали.
. 2. технологический процесс изготовления сверл
Технологический процесс изготовления сверл зависит в основном от производ-
ственной программы, от типа сверла и рода материала.
Еще* не так давно все сверла изготовлялись фрезерованными из сплошной
заготовки. В настоящее время сверла изготовляются:
1) фрезерованные из сплошной заготовки;
2) фрезерованные с приварным хвостом из малоуглеродистой стали;
3) витые.
По первому методу изготовляются все сверла из углеродистой стали и, кроме
того, мелкие (до 12 мм) с цилиндрическим хвостом из быстрорежущей стали.
По второму методу изготовляются все сверла с коническим хвостом диаметром
от 7 мм и выше. Этот метод дает возможность получить значительную экономию
в расходе дорогостоящей быстрорежущей стали.
Третий метод позволяет получить еще большую экономию быстрорежущей
стали, в особенности, если применять его в комбинации со вторым. Как показывает
практика американских заводов, этот метод выгодно применять для сверл от 16 мм
и выше, причем, чем больше размер сверла, тем большую он дает эффективность.
В соответствующих главах подробно рассматриваются все три метода обра-
ботки сверл.
Технологический процесс для сверл с цилиндрическим хвостом как по выбору
оборудования, так и по порядку операции несколько отличается от процесса для
сверл с коническим хвостом. Поэтому в табл. 96, 97 приводятся две карты обра-
ботки: одна для сверла с цилиндрическим, а другая для сверла с коническим
хвостом.
В табл. 98—99 приведены все операционные размеры, принятые при обра-
ботке сверл.
Отрезка
Выбор оборудования зависит от диаметра обрабатываемого прутка. Мелкие
Размеры до 1,5 мм разрезаются на эксцентриковом прессе в пачках по 7—10 штук.
Прутки от 1,5 до 24 мм удобнее всего разрезать на вертикально-отрезных авто-
матах с помощью резца. Эти станки занимают мало места в цехе, так как пруток
320
Сверла
во время работы находится в вертикальном положении. Кроме того, они обладают
достаточно хорошей производительностью; вследствие автоматизации возможно
обслуживание нескольких станков одним рабочим. Резцы заточены и устано-
влены таким образом, что дают возможность одновременно с отрезкой обточить
и обратный центр, который необходим для дальнейшей обработки сверла. У сверл,
изготовляемых из серебрянки (диаметром 8—10 ,ы), центр затачивается под
углом 120°, у сверл, изготовляемых из катаного материала, — под углом 90°
и, наконец, у сверл свыше 16 мм обточка центра производится по форме уменьшен-
ного конуса. Все три формы представлены на фиг. 324.
Размеры центров:
для серебрянки Л = 0,29 /);
для катанки до 16 мм Л = 0,5 7); Л, = 0,21 D;
» » свыше 16 » Л = 0,5 D; /ц = 0,217),
где D для сверл от 16 до 45 мм равно 14 мм, свыше 45 до 52 мм —17 мм.
Фиг. 324. Типы центров для заготовок сверл.
Пунктиром показана окончательная заточка сверл. Из фиг. 324 видно, что
при таком методе образования центров получается значительная экономия мате-
риала, в особенности на крупных диаметрах.
Припуски на длину заготовок для заточки:
для сверл из серебрянки — 0;
для сверл из катанки диаметром 8 —10 л-и — 2 мм
свыше 10 —13 » —2,5 -
» 13 — 45 » — 3,0 »
» 45 — 52 » — 3,5 »
Отрезные автоматы (фиг. 325) в основном подобны по конструкции и поэтому
достаточно будет рассмотреть один тип. Кинематическая схема этого автомата
представлена на фиг. 326. Станок имеет два отдельных механизма, один из кото-
рых служит для рабочего и холостого перемещения супорта с резцом, другой —
для подачи металла. Вращение обоим механизмам передается от общего мотора,
через шкивы 1—2—3, которые вращают полый шпиндель, куда помещается обра-
батываемый пруток. Кинематическая схема для подачи прутка заключается в сле-
дующем: от шпинделя через винтовые шестерни 4—5, конические шестерни 6—7
и цилиндрические шестерни 8—9 вращение передается на червяк 10 и червячную
шестерню 11. На последней насажен диск 13, снабженный специальным кулачком,
который при вращении диска соприкасается с кулачком, находящимся на де-
Технологический процесс изготовления сверл
321
Фиг. 325. Oipe зной станок.
тали 15. В шпинделе, где помещается обрабатываемый пруток, находится механизм
(цанга) для зажимания и освобождения материала; этот механизм сконструирован
по принципу подачи прутка в обычных токарных автоматах. Во время сопри-
косновения кулачков диска 13 и детали 15 пружина отжимается, кулачки отхо-
дят, вследствие чего цанга разжимается и выпускает пруток, который под дей-
свием собственного веса падает на упор. После этого кулачки выходят из сопри-
косновения, пружина становится на
свое место, а цанга зажимает пруток.
Таким образом пруток вращается
вместе со шпинделем станка и в это
время начинается подача супорта с
резцом. Механизм подачи супорта по-
лучает также вращение от общего
червяка 10, вращающего червячную
шестерню 12 вместе с посаженным на
одной оси с нею кулачком 14. 0 этим
кулачком соприкасается ролик, свя-
занный с супортом станка. Форма
кулачка соответствует перемещению
супорта, причем обратный ход его
осуществляется с помощью пружины.
Супорт обычно расположен под углом
к оси шпинделя, что связано с необ-
ходимостькг- получения наружного
центра на одной стороне заготовки.
Из описания видно, что станок рабо-
тает вполне автоматически и участие
рабочего выражается лишь в закладке
нового прутка и смене резца для за-
точки. Для бесперебойной работы
станка необходимо, чтобы прутки
были точны по диаметру (от 0,01—
0,03 мм), а также прямолинейны, без
кривизны по диаметру, так как в
противном случае механизм подачи
материала откажется функциониро-
вать.
У некоторых станков, предназна-
ченных для больших диаметров, отрезка производится с помощью двух резцов,
установленных в двух супортах. Супорты расположены по обе стороны шпин-
деля; в одном из них установлен нормальный, отрезной резец, а в другом —
резец для пружинного центра.
На фиг. 326 приведена схема расположения отрезпого резца.
Заготовки свыше 24 .о диаметром удобнее всего отрезать на горизоптально-
отрезных станках, причем для увеличения производительности механическую по-
дачу лучше заменить ручной.
Чтобы не перепутать марок стали, рекомендуется все заготовки после отрезки
клеймить.
21 Семенченко
322
Сверла
Концы, остающиеся у сердцевины после отрезки, должны быть обязательно
удалены, так как иначе понижается производительность электросварочных аппа-
ратов. Удаление конусов производится вручную на точиле.
Сварка сверл
Одним из способов, дающих значительную экономию материала, является
сварка инструмента, рабочая часть которого делается из дорогой быстрорежущей
стали, а хвостовая — из дешевой, с малым содержанием углерода.
Фиг. 326. Схема отрезного станка.
Практикой установлено, что производство сварных сверл становится эконо-
мичным, начиная с диаметра 7—8 и выше, причем с увеличением размера эко-
номичность его повышается. Несмотря на ряд дополнительных операций, свя-
занных с процессом сварки, сверла с диаметром 7—8 хм и выше с приварным
хвостом будут уже дешевле, чем сверла из целой заготовки.
Для хвостов берется обычная углеродистая сталь с содержанием углерода
0,4—0,6%. Некоторые фирмы указывают на целесообразность применения стали
с большим содержанием углерода (0,6%) с целью приблизить состав этой стали
по количеству углерода к составу быстрорежущей стали, у которой, обычно,
содержание углерода колеблется в пределах 0,6—0,75%.
Диаметры заготовок берутся различными: диаметр заготовки из поделочной
стали выбирается немного больше (па 1—2 км), чем диаметр заготовки из быстро-
режущей стали. Это приходится делать потому, что при сварке весьма трудно
получить совпадение осей у двух кусков. Б результате сваренная заготовка не
Технологический процесс изготовления сверл 323
получается концентричной. Для удаления эксцентричности, а в некоторых слу-
чаях и возможной кривизны, приходится вести обдирку на токарном станке, при-
чем безусловно более экономично производить выравнивание диаметров двух
кусков нс за счет быстрорежущей, а за счет более дешевой углеродистой стали.
Так как процесс сварки протекает значительно труднее, если свариваемые заго-
товки имеют большую разницу в диаметрах, то для выравнивания площадей сече-
ния у хвоста протачивается шейка одинакового диаметра с рабочей частью. •
По длине заготовки делаются несколько длиннее, чем требуется по размеру,
так как после сварки торцы подрезаются; кроме этого, это необходимо еще и по-
тому, что при сварке вследствие оплавления происходит укорочение двух кусков.
Для заготовки из быстрорежущей стали припуск равен 3 + 0,1 D миллиметров,
где D — диаметр заготовки; для поделочном стали оп берется на 3—3,5 мм
больше (по данным завода МИЗ).
Завод «Фрезер» устанавливает припуски на длину свариваемых заготовок
в зависимости от места сварки. Сверла, во-первых, могут быть сварены у шейки,
во-вторых, на винтовой канавке, на некотором расстоянии от конца выхода фре-
зера. Второй способ дает большую экономию быстрорежущей стали. Первоначально
были опасения, что сварка по канавке не даст крепости, которая получается на
шейке, где сечение больше. Затем предполагали, что винтовая канавка не сможет
оказать противодействия раскручивающим усилиям, так как крепость ее понижена
вследствие недостаточной закалки, и сверло будет раскручиваться. Кроме того,
возникали и некоторые затруднения при фрезеровании канавок, когда сварочный
шов плохо поддавался обработке вследствие недостаточного отжига. Однако,
в процессе освоения сварки все эти опасения и затруднения отпали и завод «Фре-
зер» (а еще раньше завод МИЗ) производит сварку не по шейке, а по канавке.
Размеры заготовок для 1-го метода должны быть рассчитаны по формулам
(фиг. 327):
Lх == с -ф- о -ф- b —ф-I и 7/2 -— "ф” ® "ф” *
где L — номинальная длина сверла;
7-0 — длина сверла после подрезки;
Zi — длина заготовки рабочей части;
Ь2 — длина заготовки хвоста;
а — припуск на сгорание и подрезку;
Ъ— припуск на заточку;
с— номинальная длина канавки;
। chipmaker.ru
334 Сверла
d — расстояние от конца канавки до шейки;
е — длина шейки;
/' — длина конуса,
| I — расстояние от конца канавки до места сварки.
Все размеры нужно брать из табл. 74.
Таблица 74
Диаметр сверла а Ь 1 А-2 d е
min шах min max
5—10 6 2 0 82 82,5 5 6,5 15
10,1-13 6 2 0 82 82,5 5 6,5 12
13,1—18 8 2 0 96 96,5 5 7 14
18,1—24 10 2 1 116 116,5 5 7 14
24,1—35 10 3 1 143 143,6 7 9 14
35,1—41,9 12 3 3 176 177 8 10,5 15
45,0-50 12 4 3 176 177 8 10,5 15
50,1—52 14 4 5 240 241 9,5 12 18
При 2-м методе размеры заготовок получаются по формулам:
— 0,5о -f- Ъ -f- с —
L2 = L -J- 0,5п — с -J- К,
где К — расстояние от конца канавки до места сварки.
Величины К берутся из табл. 75.
Таблица 75
Диаметр сверла 5-9,В 10—13 13,1-18 18,1—21 24,1—27,9 28—32,4 ^2,5—35 1 35,1—41,9 42—46,2 46,3—50 30,1—52
к 15 25 25 30 34 39 39 45 50 51 50
Для того чтобы улучшить контакт и обеспечить хорошее протекание тока,
заготовки подвергаются перед сваркой (после отрезки) очистке на цилиндриче-
ской части от грязи и окалины в пескоструйном аппарате. Некоторые фирмы при-
меняют для этой цели не песок, а стальные шарики или же размельченные, и про-
сеянные стружки. Торцы заготовок, обычно, зачистке не подвергаются, а допу-
скаются на сварку в том виде, в каком они были получены после отрезки. Нередко
зачистка ведется не в пескоструйном аппарате, а на точиле вручную. Этот способ
i применяется только или в случае отсутствия на заводе пескоструйки или же при
наличии небольшой партии заготовок.
Большое влияние на процесс сварки оказывает предварительный подогрев заго-
товки из поделочной стали. Подогрев необходим по следующим причинам:
1) поделочная сталь обладает более высокой температурой плавления, чем
быстрорежущая сталь;
2) поделочная сталь обладает более высокой электропроводностью и, следова-
тельно, нагревается более медленно, чем быстрорежущая.
|
Технологический процесс изготовления сверл 825
Из этого вытекает, что при выполнении сварки без предварительного подо-
грева поделочной стали, быстрорежущая сталь начинает быстрее нагреваться и пла-
виться, в результате чего получается большой угар се. При подогреве удастся
уравнять температуры плавления обоих металлов, благодаря чему уменьшаются
время и расход энергии, необходимые для сварки. Подогрев дает возможность
применять менее мощные электросварочные агрегаты и оказывает значительное
влияние также на качество сварочного шва.
Подогрев может производиться или непосредственно на электросварочной
машине, или же отдельно в свинцовом или соляной ванне, или, наконец, в печи,
фирма Шток производит подогрев куска поделочной стали непосредственно на
электросварочном аппарате, без всякого дополнительного оборудования. Для
этого конец поделочной стали, зажатый в одном электроде, соединяется с по-
мощью прута из красной меди с другим электродом; затем включается ток
и через 15—25 сек. конец поделочной стали накаляется до светлокрасного цвета.
После этого ток выключается, соединительный прут удаляется и сварка протекает
обычным способом. Этот метод довольно примитивен и требует дополнительного
расхода энергии на подогрев заготовки.
На Московском инструментальном заводе производился предварительный подо-
грев в соляной ванне до температуры 900° С и затем охлаждение заготовки в воде
до температуры 400— 500° С. По опытам завода, эта температура является наиболее
благоприятной в отношении расхода быстрорежущей стали. Замачивание заго-
товки в воде необходимо, так как при этих условиях соль хорошо и быстро отска-
кивает от заготовки, что крайне важно для получения лучшего контакта между
электродами.
Завод «Фрезер» хотя и располагает специальными печами для подогрева заго-
товок, тем не менее он этого подогрева не делает и считает его излишним.
Мощность электросварочных аппаратов зависит от размеров свариваемых
заготовок. Так, на заводе «Фрезер» для сварки пользуются аппаратами, мощность
которых указана в табл. 76.
В Америке пользуются более мощными аппаратами.
Таблица 76
Диаметр сверла 5—fl 0—14 14—22 22—86 36—52
Мощность в kWA . . . 15 8—12 15—20 25—33 40—52
Из германских электросварочных аппаратов наиболее пригодными являются
машины для стыковой сварки фирмы AEG (фиг. 328). Эти машины имеют регули-
рующие контакты для правильной установки свариваемых кусков. Электроды
снабжены водяным охлаждением. Перемещение контактов для коротких замыка-
ний и для сжатия в момент сварки производится вручную, с помощью рычага,
на котором находится также и выключитесь для подачи или прекращения тока.
Процесс сварки не сложен и не представляет затруднений; заготовки вставля-
ются так, чтобы рабочая часть выходила из контакта на расстояние а =1,4 D,
а хвостовая — на расстояние Ъ = 1,7 D. После установки на своих местах заго
r.ru
326
Сверла
товки постепенно посредством быстрых и коротких замыканий разогреваются до
сварочной температуры. Затем ток выключается, и заготовки сильно прижимают
друг к другу, в результате чего и происходит сварка двух кусков. Определение
сварочной температуры, т. е. того момента, когда оба куска должны быть сжаты
при выключении тока, происходит исключительно на-глаз. Следовательно свар-
щик должен обладать соответствующими навыками.
Следующая операция после сварки — отжиг заготовок, производимый для
устранения напряжений, возникших в металле при сварке, и понижения излиш-
ней твердости металла. Последнее обстоятельство весьма важно для последующей
механической обработки, так как большая твердость обрабатываемых предметов
влечет за собой повышенный расход рабочих инструментов. Наиболее вреден для
Фиг. 328. Электросварочный аппарат.
сваренной заготовки момент снятия ее со сварочпой машины. Нельзя допускать,
чтобы заготовка потемнела на воздухе после сварки, для чего необходимо тотчас
же начать ее нагревать. Место сварки имеет обычно температуру плавления, а
остальная часть заготовки остается почти холодной. Это вызывает настолько силь-
ные напряжения в металле, что если не подвергнуть его соответствующему отжигу,
то сваренные заготовки могут ломаться даже от легкого удара; при правиль-
ном же отжиге это наблюдается редко.
Отжиг после сварки производится различными методами. Так, некоторые аме-
риканские фирмы после сварки немедленно погружают заготовки в глубокий таз
пли горшок, наполненный мелкой слюдой. Слюда является плохим проводником
тепла, поэтому сваренные предметы долго сохраняют теплоту, полученную ими при
сварке, и медленно охлаждаются. Таким образом исключается необходимость поме-
щать заготовки в печь для отжига до тех пор, пока нс будет сварено достаточное
количество их. Затем заготовки вынимаются и загружаются в ящики, наполненные
еще каким-либо материалом, например древесным углем, препятствующим обез-
углероживанию, и отправляются в печь для отжига, где их держат в течение всей
Технологический процесс изготовления сверл 357
смены. Температура в ящике может быть какой угодно, но к концу смены она
должна быть повышена. Во второй смене повышают температуру до 820° и поддер-
живают ее на этом уровне в течение 2—2,5 час. После этого подачу тепла прекра-
щают, дают заготовкам остыть в печп (6—8 часов) до температуры 425—400° С,
а затем вынимают и разгружают ящики. Таким образом при установившемся произ-
водстве в течение смены производится отжиг заготовок, которые были сварены
в течение предыдущей смены.
На заводе «Фрезер; отжиг производят следующим образом: возле каждой сва-
рочной машины устанавливается печь, подогреваемая газом, в которую вста-
вляется внутренний цилиндр из котельного железа. Цилиндр может быть вынут из
печи с помощью электрокошки, которая схватывает его за ушки. Сверху цилиндр
прикрывается крышкой с двумя отверстиями: одно — для пирометра и другое —
для опускания заготовок. Во время сварки температура печи поддерживается
в пределах от 650 до 700° С. Сваренные заготовки тотчас же после снятия с аппа-
рата бросают во внутренний цилиндр. Когда цилиндр заполнен, его вынимают и
переносят в специальные отжигательные печи. За два часа до окончания работы
смены температура печи доводится до 800—900° С и поддерживается па этом уровне
до конца смены. В конце рабочего дня подача тепла прекращается. Заготовки оста-
ются в печи до следующего дня и тогда при помощи электрокошки внутренний
цилиндр вынимается из печи и переносится в браковочное отделение, а вместо него
вставляется другой.
Фирма «Вебер» отжиг производит следующим образом: после сварки заготовки
бросают в муфельную печь, поставленную рядом со сварочной машиной. Темпера-
тура в муфеле поддерживается в пределах 700—750° С. После окончания сварки
муфель закрывается, подача газа прекращается и заготовки остаются в печи до
следующего дня. Затем опи закладываются в железные коробки, наполненные тол-
ченым коксом, вставляются опять в муфельную печь и подвергаются вторичному
отжигу при температуре 750—800° С. Нагретые до этой температуры изделия выдер-
живаются в течение 2—3 часов и затем остывают вместе с муфелем.
На Московском инструментальном заводе после сварки заготовка быстрорежу-
щим своим концом опускается в соляную ванну на такую глубину, чтобы место
сварки и прилегающая к нему часть из поделочной стали длиной 40—50 мм были
погружены в раствор. Затем заготовка вынимается, с нее удаляется грат, и она
правится на наковальне легкой кувалдой. После этого заготовке дают остыть
в среде, мало проводящей тепло. Собранные заготовки закладываются в обычную
нефтяную отжигательную печь и нагреваются до температуры 900° С в течение
2 часов; затем они охлаждаются вместе с печью в течение 8 часов до температуры
400° С.
Заслуживает внимания новый метод отжига при сварке, так называемый изо-
термический отжиг, проверенный на заводе «Фрезер». Продолжительность про-
цесса значительно сокращается (7,5—8 час. вместо 20—24 час.). Заготовки мед-
ленно нагреваются в течение 2 часов до температуры 860° и после короткой (1 час),
выдержки быстро охлаждаются в печи в течение 1 часа до температуры 730—750°,
а затем в течение 2 часов —до 600°. После этого заготовки могут быть вынуты
из печи прямо на воздух. Этот метод позволяет производить отжиг в одной печи
три раза в сутки.
После отжига производится проверка заготовок на твердость (5—10% от пар-
тии) с выборкой их из разных мест загрузки.
chipmaker.ru
328 Сверла
Прочность сварочного шва проверяется несколькими ударами заготовок о
стальную наковальню. Если в месте сварки имеются посторонние включения пли
нспроварки, то заготовка даст трещины. При правильной сварке прочность
шва ничем не отличается от прочности тела заготовки. При хорошем отжиге место
сварки настолько теряет свою твердость, что наплыв свободно пилится напильни-
ком. Удаление наплыва производится на токарном обдирочном станке с помощью
широкого резца из быстрорежущей стали при поперечной подаче супорта, или на
точиле, или в специачГьной матрице в нагретом состоянии непосредственно после
сварки.
Правка сверл после сварки должна производиться исключительно на ручных
винтовых прессах, а не молотком для предотвращения наклепа, весьма вредно
влияющего на дальнейшую термическую обработку.
Ковка и завивка сверл
Самый распространенный способ изготовления канавок сверл — фрезерование.
Он сравнительно дешев, весьма прост и удобен, но зато отрицательно влияет на
качество инструмента. При фрезеровании канавок сверл прорезаются продольные
волокна, которые получились при ковке или прокатке. Самыми ценными являются
волокна, расположенные ближе к наружной поверхности; чем дальше к сердцевине,
тем материал становится слабее; особенно это относится к крупным диаметрам.
Таким образом при фрезеровании наиболее сильные волокна частью перерезаются,
частью удаляются, и основным стержнем сверла остаются наиболее слабые во-
локна — сердцевина. Фрезерованное сверло во время работы сильно деформи-
руется. в результате чего повышается трение о стенки обрабатываемого материала
и отверстие получается большего, чем требуется, диаметра. Увеличение трения
вызывает большие затраты энергии на сверление. Существенный недостаток фре-
зерования канавок — удаление в виде стружек более 50% ценного материала.
С этой стороны фрезерование канавок является одним из самых неэкономичных
способов изготовления спиральных сверл.
Эти недостатки заставляют искать новых способов обработки сверл. Попытки
изготовления сверла помощью закручивания по винтовой канавке плоской полосы
не дали хороших результатов. Такие сверла вследствие малого сечения деформи-
руются еще больше. Лучшими оказываются сверла, изготовленные тем же спосо-
бом из фасонной полосы с вальцованными на ней канавками. Наиболее совершен-
ные сверла получаются при прокатке или ковке, причем второй способ придает
сверлу большую стойкость.
Витые сверла дают огромную экономию быстрорежущей стали, в особепностп,
если рабочая часть изготовляется из специального проката, а хвост из малоугле-
родистой стали.
Витые сверла всегда дороже фрезерованных, потому что требуют более дорогой
обработки, причем, чем меньше диаметр сверла, тем больше разница в цене1.
Мелкие сверла до 15—16 мм с экономической точки зрения более выгодно изго-
товлять фрезерованием. С увеличением же размера сверла разница в стоимости
1 Экономия, получаемая на стоимости материала, будет прп малых сверлах значи-
тельно меньшей.
Технологический процесс изготовления сверл
32S
все время уменьшается, и следовательно, крупные сверла выгодно изготовлять
методом завивки.
У нас в СССР были попытки изготовления копаных сверл в штампах (способ
инж. Янушевского). Этот метод состоит в следующем: заготовка берется боль-
шего, чем требуется обычно для фрезерованных сверл, диаметра, но соответст-
венно меньшей длины. Заготовка нагревается и затем кладется в штамп (фиг. 329)
в первое (левое) отверстие. Это круглое отверстие имеет внизу и вверху по возвы-
шению, которые, примерно, соот-
ветствуют профилю сверла с из-
вестными припусками на последую-
щую фрезеровку. Во время первой
ковки сверло постепенно продви-
гается вперед до тех пор, пока не по-
лучаются фасонные канавки с двух
сторон по всей рабочей длине свер-
ла. После этого, если материал
остыл, его снова нагревают и про-
пускают через второе (правое) от-
верстие штампа. Оно круглое по
всей длине, каждая половина штам-
па в канавке имеет по стальному
направителю, поставленному под
тем углом, который требуется для
спирального сверла, с учетом не-
обходимых припусков. При враще-
нии сверла и одновременном про-
двигании его вперед заготовка по-
степенно будет закручиваться и вы-
Фиг. 329. Штамп для ковкп сверл.
ходить из штампа уже с винтовыми
канавками. Были также попытки
сделать в штампе еще один ручей
для отковки конуса хвоста.
Опыты по изготовлению сверл
по методу Янушевского, па заводе
«Красный путиловец» и МИЗ, не
увенчались успехом. Рабочая часть
редко получалась концентрической по отношению к хво.сту, кроме этого, сверло^
сильно искривлялось при ковке, что вызывало большие затруднения при то-
карной обработке. Вследствие неравномерной ручной подачи заготовки во
время завивки угол наклона канавки у заготовкп нс совпадал с фактическим
углом. Это отнимало много времени на установку и фрезеровку канавки после
завивки, причем не всегда удавалось вывести черновины с обрабатываемой
поверхности. Обработку фаски приходилось производить отдельно, и форма ее
не всегда удавалась.
Этот метод совершенно не приемлем в массовом производстве, он может найти
применение только в кустарном производстве, и то при условии внесения в него
ряда улучшений. Прежде всего надо заменить ручную произвольную подачу заго-
товки принудительной, с помощью проводника или ходового винта. Процесс ковки
330
Сверла
должен протекать при температуре 900—1000°, причем под удар не следует под-
ставлять всю обрабатываемую поверхность целиком, так как быстрорежущая сталь
не переносит резких деформаций. Операцию более удобно производить по прин-
ципу работы быстроходных молотов Ридера, т. е. заготовку надо постепенно под-
вигать под удары. Каждая операция должна производиться с одного нагрева.
Другой способ изготовления витых сверл предложил инж. Коновалов. Длин-
ный пруток (1—2 л) в нагретом состоянии вставляется с левой стороны в специаль-
ный прокатный стан (фиг. 330) и проходит через пе рвую пару вальцов 1—7, кото-
рые переводят круглое сечение прутка в фасонный черновой профиль канавки. Вто-
рая пара вальцов 2—2 дает затылованную поверхность и калибрует профиль ка-
Фпг. 330. Прокатный стан для завивки сверл.
навки. Для снятия окалины с нагретого прутка слева расположены щетки 3—3.
После получения профиля пруток попадает под приспособление для завивки,
состоящее из двух пар роликов 4-4 и 5-5, поставленных под определенным углом,
соответствующим углу наклона канавки. После завивки пруток выходит из стана
с правой стороны, а затем подвергается отжигу и разрезается на отдельные заго-
товки, соответствующие длине рабочей части. Метод Коновалова еще не удалось
проверить на практике и поэтому трудно сказать, насколько он может себя оправ-
дать.
За границей, в особенности в Америке, способ завивки сверл довольно распро-
странен. Прежде всего заслуживает внимания метод немецкой фирмы Роде-Дсрсн-
берг, который применяется в данное время на заводе «Фрезер». После сварки за-
готовки нагреваются в печи в два приема: сначала до 600°, затем до 1000—1100°.
Постепенный нагрев здесь крайне необходим для предотвращения трещин и вну-
тренних напряжений. С другой стороны, не следует слишком долго держать заго-
Технологический процесс изготовления сверл
331
товки в печи, в особенности при высокой температуре, так как может появиться
окалина и большой обезуглероженный слой. После нагрева заготовки идут на
прокатные вальцы, которые на рабочей части делают профильные прямые канавки
(фиг. 331). Прокатка производится в три приема, в трех отдельных ручьях. Диа-
метр вальцов — 200, длина — 450 мм. Размеры последовательных сечений канавки
для сверла 30 мм указаны на фиг. 331. Скорость вращения вальцов 25—30 м/мин,
chipmaker.ru
Сверлп
332
материал вальцов — вольфрамовая сталь с содержанием W = 2,8%, Ст —1,5%;
вальцы состоят из отдельных секторов. По окончании прокатки сверло без допол-
нительного подогрева поступает на завивку, которая производится на винтовом
Фиг. 332. Матрица для завивки сверл.
прессе в специальной матрице. Послед-
няя показана па фиг. 332, а ее разрез
на фиг. 333. Материал матрицы — вольф-
рамовая сталь с содержанием вольфрама
W — 8%, Сг —0,5%. Сверло хвостовой
частью вставляется в патрон, а ниж-
ней, рабочей, — в матрицу. После этого
пускается в ход пресс и нагретое сверло
под действием ходового винта пропу-
скается через матрицу. Последняя со-
стоит из двух половинок; каждая из
них имеет направитель, расположенный
под углом, соответствующим углу нак-
лона винтовой канавки. Матрица дает
возможность получить сверла со снятым
(вчерпе) затылком и фаской. Когда за-
готовка дошла до конца, пресс пус-
кается в обратную сторону и завитое сверло легко освобождается из матрицы;
этому способствует, во-первых, коническая форма ее, а, во-вторых, то, что она
выполнена разъемной. Перед закладыванием заготовки матрица обильно по-
крывается тавотом. Характеристика пресса: диаметр винта —90 .о; высота
подъема —450 лш; скорость подъема вверх —3 Л1/.«ак; скорость опускания
вниз — 2 м/мин. Вследствие того,
что во время завивки сверло по-
лучается несколько искривлен-
ным, его необходимо подвергать
обжатию (правке), которое произ-
водится тотчас же после завивки
па другом винтовом прессе. Мат-
рица для правки поставлена не
вертикально, а горизонтально;
правка производится с помощью
двух-трех обжимов.
Недостаток метода фирмы Ро-
де-Деренберг заключается в том,
что почти для каждого размера
сверла требуется изготовление от-
дельной матрицы, которая доволь-
но сложна по своей форме. В ос-
тальном оборудование весьма про-
сто; его легко можно изготовить
на каждом заводе собственными
Фиг. 333. Разрез матрицы для завивки сверл.
средствами. Операции по завпвке также не вызывают никаких затруднений.
Наибольшее распространение витые сверла получили в США. Большая часть
американских заводов считает выгодным производить завивку сверл даже и при
Технологический процесс изготовлен и я сверл
333
малых партиях, начиная с диаметра 10—12 лом. На заводах США встречается
несколько методов завивки, которые отличаются как по способу получения про-
фильной заготовки, так и непосредственно самой завивкой.
Заготовка под завивку получается:
1) отковкой на воздушных пли пружиншлх молотах с последующей калибров-
кой профиля в специальных вальцах;
2) отковкой на воздушных или пружинных молотах без дальнейшей валь-
цовки;
3) вальцовкой (без обработки ковкой) в специальных вальцах;
4) прокаткой профильного сечения на металлургических заводах.
Первые три способа применяются обычно теми фирмами, которые давно уже
организовали производство витых сверл и поэтому пм незыгодно отказываться
от налаженного технологического
процесса. В наших условиях
инструментальным заводам пет ни-
какого смысла заводить у себя от-
ковку или вальцовку заготовок;
более целесообразно получать за-
готовки от металлургических за-
водов. Это дает огромные преиму-
щества по сравнению с кустарными
методами получения заготовок,
так как, во-первых, в производ-
ство будут поступать однообраз-
ные по своему профилю заготовки,
во-вторых, мы вправе ожидать
большего однообразия в струк-
туре, чего пе так легко достигнуть
при штучном изготовлении про-
Фиг. 334.Профпль заготовки для еавпоки сверл.
фильпых заготовок.
Профиль заготовки, разработанный заводом «Фрезер», представлен па
фиг. 334, а размеры его приведены в табл. 77.
Нужно отметить, что американцы употребляют более расширенный ассорти-
мент заготовок.
Прутки после поступления на завод разрезаются на отдельные заготовки,
которые перед завивкой сначала привариваются к хвостовикам. Приварка произ-
водится по профильному сечению. Для лучшего протекания сварки с целью полу-
чения одинаковых площадей сечения двух свариваемых концов у хвоста выфре-
зеровываются две канавки, соответственно профилю рабочей части (фиг. 335).
После сварки заготовки нагреваются и поступают на завивку в специальных при-
способлениях.
Характерной особенностью многих американских приспособлений является
то, что у них завивка производится не с помощью матрицы, а посредством ряда
дисков, снабженных профилем; диски, смещаясь относительно друг друга, посте-
пенно осуществляют требуемую завивку винтовой канавки.
На фиг. 336 представлено ручное приспособление для завивки сверл амери-
канской фирмы Вптмап и Барнес. На подставке 18 установлена нижпяя плита 1,
а на стойках 5 — верхняя плита 9 Между плитами находятся диски 13, коли-
chipmaker.ru
Фиг. 336. Приспособление для завивки сверл (I и II вид).
Технологический процесс изготовления сверл ВЗР
Хвост
Рабочая
чество которых зависит от длины винтовой канавки сверла. 0 помощью ручной
рукоятки, посаженной на квадрат 4 валика, вращение через пару конических
потерей 3 и 2 и цилиндрическую шестерню 12 передается на верхний диск
15, который по окружности снабжен зуб-
цами. Верхний диск (фиг. 337) при своем
вращении поочередно, друг за другом,
поворачивает следующие диски (фиг. 337)
до тех пор, пока очередь не дойдет до
последнего 17, который, однако, закреп-
лен неподвижно, поэтому дальнейшее
Фпг. 335. Форма заготовки для хвоста
сверла.
вращение делается уже невозможным.
Каждый диск толщиной 8—10 м имеет внутри отверстие, в которое на шпонке ста-
вится сменная матрица с профилем канавки сверла (фиг. 338). Для осуществления
поворота дисков в каждом из них имеется прорез, сделанный на дуге, соответствую-
щей повороту сверла на определенный угол, и штифт, входящий в прорез следую-
щего диска. Таким образом при повороте рукоятки и первого диска на определен-
Фиг. 336. Приспособление для завивки стр л (III вид).
chipmaker.ru
336
Сверла
Таблица 77
.Диаметр сверл н В С F В Г Г1
12,5 14,00 10,40 4,90 1,30 8,30 3,05 0,80
15 16,50 12,15 5,60 1,45 9,70 3,65 0,85
17 18,50 13,60 6,00 1,50 10,75 3,95 0,90
20 21,50 15,50 6,60 1,60 12,35 4,60 О,‘О
22 24,00 17,20 7,00 1,70 13,70 5,05 0,95
24 26,00 18,70 7,70 1,85 14,85 5,50 1,00
26 28,00 20,10 8,10 1,90 15,90 5,90 1,05
28 30,00 21,80 9,10 2,00 17,00 6,35 1,10
30 32,00 23,55 9,70 2,10 18,10 6,80 1,10
33 36,00 26,25 10,60 2,25 20,25 7,60 1,20
36 39,00 28,60 11,25 2,40 21,90 8,15 1,25
40 43,00 31,40 12,00 2,55 24,05 8,85 1,30
44 47,00 34,00 12 60 2,75 26,25 9,70 1,35
48 51,00 36,00 13,50 0,00 25,50 10,30 1,40
52 55,00 38,80 14,90 0,00 27,50 10,90 1,45
вый угол штифт его начинает вращать следующий диск, который после поворота
на тот же угол заставляет вступить в работу следующий и т. д. до тех пор, пока
штифт предпоследнего дпска не упрется в последний диск. Для предотвращения
радиального перемещения дисков на каждом из них предусмотрены соответствую-
щие концентрические выемки и выступы толщиной 2—3 мм. В первоначальном
положении диски устанавливаются таким образом, что все матрицы располагаются
точно по вертикали и
дают прямолинейную ка-
навку в форме сечения
заготовки. Нагретое до
требуемой температуры
сверло закладывается в
Фиг. 337. Диски приспособления для завивки сверл.
Фиг. 338. Матрица.
эту канавку и поддерживается внизу упором 6, снабженным вырезом в 90° (по
форме обратного центра сверла). Упор находится в специальной планке и допу-
скает регулировку по высоте с помощью винта. После того как сверло вставлено
в машину, начинают вращать рукоятку. Каждая матрица цри повороте своего
диска производит завивку определенного участка сверла, соответствующего тол-
Технологический процесс изготовления сверл 337
щине диска и таким образом вся рабочая часть сверла получается завитой. Если
диски и матрипа сделаны правильно и точно, то канавка получается весьма чис-
той, без заусенцев или следов, которые можно было бы ожидать при наличии
дисков в местах соприкосновения их друг с другом. Машинка может быть выпол-
нена также и с механическим приводом.
Расчет количества дисков и угла поворота их производится следующим образом.
Дано:
диаметр сверла — D = 40 ли;
длина винтовой канавки — /0 = 236 мм;
угол наклона канавки — <о = 32°;
толщина диска — b = 10 мм.
Определить:
шаг виптовой капавки
h = тгй ctg о> — 3.14 • 40 • 1,6 = 205 ли;
угол поворота
360°. Ь 360-10
а=~ Г~ = —205—=17 64 ’
число дисков
Ь 236 р г) л
— = jg- = 23,6 или округленно 24.
Из этого расчета видно, что каждая машинка может оыть рассчитана только на
определенную группу размеров сверл, которые имеют один и тот же угол наклона
винтовой канавки и не слишком отличаются друг от друга по диаметру и длине.
Вследствие этого требуется большое количество машинок, рассчитанных на опре-
деленные размеры сверл, что влечет за собой значительные затраты на первона-
чальное обзаведение.
Вследствие того что производственная программа по крупным сверлам всегда
бывает незначительна и колеблется от 1000 до 5000 штук каждого размера, —
более целесообразно изготовить универсальную машинку, пригодную для многих
диаметров сверл. Для этой цели необходимо сделать, во-первых, угол поворота
дисков переменным, что легко осуществляется с помощью сменных или регулируе-
мых вкладышей, вставляемых в прорезы дисков. Во-вторых, число дисков также
должно быть переменным в зависимости от длины рабочей части сверла. Можно
также оставить одно и то же число дисков, причем рабочими будут только верхние
диски, а нижние должны оставаться неподвижными; в последнем случае упор дол-
жен быть продвинут через нижние диски таким образом, чтобы острие сверла
смогло упираться в него. Само собой разумеется, что матрицы должны быть смен-
ными в зависимости от диаметра заготовки.
Па фиг. 339 представлена схема другой машинки, фирмы ВитмапиБарпес. Эта
машинка снабжена уже механическим приводом, который состоит из мотора, зубча-
ток для цепной передачи, сменных шестерен и конических шестерен, допускающих
с помощью муфт прямое и обратное вращение ведущей шестерни. Для осуществле-
ния завивки сверла необходимо, чтобы шестерни-диски К (фиг. 340), в которые вста-
22 Семей ченко
chipmaker.ru
338
Сверла
Муфты-Включения для
пряного и обрати, хода
при полной
нагрузке
Фпг, 339. Схема машины для завивки сверл.
Фиг. 340. Шестерни машины для завивки сверл.
Технологический процесс изготовления сверл 339
влены матрицы, поворачивались постепенно на определенный угол, подобно тому,
как и у первой машинки. Это возможно только в том случае, если шестерни-диски К
и шестерниL будут иметь различные передаточные числа. Для этого на валике по-
сажены цилиндрические шестерни L, у которых п^ледовательио, по направлению
книзу, уменьшается число зубцов. Шестерни L находятся в зацеплении с паразит-
ными шестернями N, посаженными на валик, у которых, наоборот, число зубцов
постепенно увеличивается по направлению вниз. Шестерни Д’, в свою очередь,
вращают шестерни-диски К с матрицами. Для возможности вращения паразитные
шестерни (фиг. 340) снабжены концентрическим отверстием, в которое вставляется
диск Р. Для закрепления диска Р на валике с помощью шпонки, он в свою очередь
снабжен эксцентричным отверстием. Благодаря зазору, паразитные шестерни
свободно вращаются вокруг дисков Р, эксцентрично посаженных на валик, и таким
образом осуществляется поворот каждого диска с матрицей на определенный угол,
зависящий от требуемого угла наклона винтовой канавки. Представленная на
фиг. 339 машинка снабжена 24 дисками, причем количество зубцов у шестерни
распределено следующим образом:
шестерни К (24) — Z = 50;
» I (1)- Z = 18;
» K-N (24)-Z = 28, 29 , 30; 31; 32.......51;
» L — L (24) —Z = 58; 56; 54; 52; 50.....12.
Матрица состоит из двух сменных половинок (фиг. 340), которые приверты-
ваются к шестерне-диску с помощью двух винтов. Внизу машинки сделан упор,
в который упирается нагретая заготовка во время завивки.
Производительность машинок в час по данным фирмы приведена в табл. 78.
Таблица 78
Размер г в е р1 а
Тип машинки 25 30 35 40 50 «0 7W
1’2-16 20
Ручная 64 55 4S ЗН — — — —
С механическим приводом .... — 34 30 20 19 17 9 8
После завивки с помощью диска заготовки получаются достаточно ровные
и неискривленные. В случае же искривления они подвергаются правке между двумя
плитами, одна из которых неподвижная, а другая может перемещаться. Правка
производится тотчас же после завивки в горячем состоянии.
После завивки заготовки подвергаются отжигу, который производится таким
же образом, как и после сварки.
Центровка
Обработка сверл всегда производится в центрах, поэтому на правильность
центровых отверстий надо обращать внимание. Еще не так давно спиральные
340 Сверла
Фиг. 341. Цилиндрик с центровым
отверстием.
сверла снабжались центровыми отверстиями с двух сторон, причем для получения
отверстия у вершины сверла вытачивался специальный цилиндрик (фиг. 341),
который удалялся при заточке сверла. В
настоящее время этот метод не применя-
ется: центровка отверстия производится
только у хвоста, а у рабочей части цен-
тром служит острие, заточенное у мел-
ких сверл под углом 120°, а у средних
и крупных — 90°. О размерах этого обрат-
ного центра было сказано выше. Цен-
тровые отверстия можно изготовить со-
гласно размерам, указанным в табл. 79.
Таблица 7.9
Диаметр сперла Цилширпческпе сверла Конические cnepia
Диаметр отпер. Диаметр лен коп. Длина сверле- ни л Общая длина А* конуса Диаметр отпер. Диаметр ленков. Длина сверле- ния Общая длина
5—10 1 2,5 1,2 2,5 1 1 2,5 1,2 2,5
10-15 1,5 4 2,0 4 2 1,5 4 2,0 4
15—20 2 5 2,5 5 3 2 5 2,5 5
20—30 2,5 6 3,0 6 5 3 7,5 3,6 7,5
6 3 7,5 3,6 7,5
Сверла, изготовленные из серебрянки, центровке не подвергаются, так как вся
обработка таких сверл производится не в центрах, а в цангах.
Операция обычно производится на двухпшинде льном центровальном станке;
в одной бабке поставлено центровальное сверло, а в другой зенковка. Операция
осуществляется в два приема: 1-й — центровка, 2-й — зенковка.
При центровке нужно следить, чтобы центровые отверстия были правильно
сделаны и просверлены на достаточную глубину, в противном случае заготовка
при обработке не будет обладать достаточной опорой, что повлечет за собой неточ-
ность работы.
Токарные работы
Токарные операции для спиральных сверл являются весьма простыми. Для
пека либрованного материала они состоят из обточки: 1) рабочей части; 2) хвоста;
3) шейки; 4) цапфы под лапку конуса.
Вследствие простоты операций можно применять для токарной обработки про-
стые токарные станки, снабженные ходовым валиком для подачи. Для увеличения
производительности рекомендуется выполнять обточку рабочей части на стайках
с двумя супортами. На одном из них устанавливается резец для предваритель-
ной обработки, на другом — для чистовой. Такие станки обычно снабжаются авто-
матическими выключателями для подачи и скорости, что позволяет поручать од-
ному рабочему наблюдение за несколькими станками.
Технологический процесс изготовления сверл 341
Обработку конусов можно производить на токарных станках, причем конусность
достигается с помощью смещения задней бабки. Завод «Фрезер» имеет специаль-
ным полуавтоматический станок, который позволяет одновременно производить
Фиг. 342. Схема обработки конуса сперла.
как обточку конуса, так и шейки и цапфы. Схема обработки приведена на фиг. 342,
а общий вид станка — на фиг. 343. Продольное перемещение каретки А с двумя
супортами В и С для резцов производится с помощью обычного барабана D с про-
фрезерованной по винтовой линии канавкой для ролика. Последний закреплен на
штанге, которая неподвижно соединена с кареткой станка. На каретке устано-
влены два супорта, которые обладают поперечными движениями, осуществляе-
мыми с помощью дисков-кулачков Е — Ен рычагов F — F. Диски-кулачки сидят
Фиг. 343. Полуавтомат для обточки коиуса сверла.
на распределительном валике G. получающем вращение от общей передачи. Обточка
конуса производится с помощью одного переднего резца, который сначала врезается
в шейку, а затем обрабатывает конус. Задний резец предназначен для обточки
только одной цанфы и радиуса закругления. Во время обточки конуса он одновре-
r.ru
Л/J
Сверла
меппо с передним резцом перемещается по направлению к лапке, но в работе не
участвует до тех пор, пока не дойдет до начала цапфы. На фиг. 344 представлена
развертка барабана с канавкой, характеризующей различные моменты операции:
I —участок врезания под шейку;
II - » обточки шейки;
III » обточки галтели шейки;
IV » обточки конуса;
V » врезания под лапку;
VI — » обточки лапки;
VII » подрезки торца;
VIII — » ускоренного обратного хода.
Размеры на барабане соответствуют обточке конуса Морзе № 6.
На фиг. 345 представлен механизм для поперечной подачи супортов В и С. Они
приближаются и удаляются от изделия с помощью рычагов М и F, на концах кото-
рых установлено по ролику R. Каждый ролик обкатывается по соответствующему
диску-кулачку Ех ц Е2. Кулачки сменные в зависимости от номера конуса. Кроме
того, на кулачке Ег (для переднего супорт?) предусмотрен еще сменный вкладыш
К, который меняется в зависимости от длины шейки. Обычно, при массовом про-
изводстве сверл каждый станок приспособлен для определенного номера конуса
и поэтому диски-кулачки остаются постоянными, а меняются только вкладыши
для размера шейки. Участок ab на диске Ех соответствует врезанию под шейку;
Ьс — обточке шейки, от d до h — обточке конуса; hi — отходу резца и ik — обрат-
ному ходу. На диске Е2 участок тп соответствует подходу второго резца к изделию,
от и до о этот резец передвигается вместе с первым без участия в резании, на участке
рг происходит углубление резца, затем от точки г до s он отходит назад и, наконец,
на участке от s до I происходит обратный ход.
Впит L служит для регулирования положения ролика, а винты N — N для
установки резцов во время наладки станка.
Для обточки конуса применяется трехгранный резец тангенциального типа
(фпг. 346). Эти резцы удобны, потому что затачиваются только по верхней грани
я допускают, вследствие большого количества заточек, хорошее использование
Технологический процесс изготовления сверл
343
материала инструмента. Однако стоимость их оправдывается только в том случае,
если они изготовляются из калиброванного материала (без фрезерования граней).
Фиг. 345. Схема поперечной подачи при обточке конуса.
Эти резцы можно с успехом применять и для обточки рабочей части сверла. Для
обточки цапфы и радиуса закругления применяется фасонный резец, зажимная
часть которого выполнена в виде ласточкина хвоста.
344
Сверла
Острие сверла упирается в пружинный центр, который дает возможность обра-
батывать заготовки, несколько отличающиеся друг от друга по длине, без изме-
нения наладки станка.
Станок работает автоматически; рабочий только вынимает и закрепляет заго-
товки. Один рабочий может обслуживать до 6—7 станков.
Фиг. 346. Тангенциальный резец.
Нужно отметить, что этот полуавтомат не дает правильной конической поверх-
ности, потому что она получается не по копиру, а в результате комбинации двух
движений — продольного и поперечного.
Однако на точность конуса это не оказывает большого влияния, тем более, что
после термической обработки производится шлифовка конуса.'
Шлифовка в сыром виде
Перед фрезерованием канавок все заготовки подвергаются сырой шлифовке.
Эта операция необходима для придания заготовкам точного размера в пределах
Фиг. 347. Храпо-
впчок для регули-
рования подачи.
//
//
установленных допусков и для получения чистой и гладкой
поверхности. Только при этих условиях возможно правильное
протекание процесса фрезерования канавок, так как, во избе-
жание прогиба и нарушения симметричности профиля сверла,
оно должно подаваться на фрезер в специальной направляю-
щей втулке. Зазор между втулкой и заготовкой должен быть
незначительным (несколько сотых миллиметра).
Шлифовку цилиндрических сверл удобнее всего произво-
дить на бесцентровом станке, производительность которого
вследствие непрерывности процесса довольно велика. Ко-
нические сверла обычно шлифуются на круглошлифовальных
станках в центрах. Рекомендуется снабжать станки очень
простым устройством, допускающим автоматическую остановку
подачи на глубину резания: на храповпчок, регулирующий
поперечную подачу, в требуемом месте надевается скобочка «,
которая и прекращает подачу, когда собачка окажется на ней
(фиг. 347). Теперь стол станка будет перемещаться без повреждения заготовки,
до тех пор пока рабочий не снимет ее со станка. Это устройство допускает обслу-
живание нескольких станков одним рабочим.
Режим работы при сырой шлифовке выбирается по данным табл. 80.
Технологический процесс изготовления сверл
3-IS
Таблица SO
Станок Скорость вращения камня м сек Скорость вращения изделия мм/мин Продольная подана мм/мин Глубина резания льм
Бесцентровый Круглошлпфовальпый 25—30 25—30 10—15 1000—1500 3200—4000 0,04—0,08 0,03—0,08
Фрезерование канавки
Фрезерование канавок является самой ответственной и самой трудоемкой опе-
рацией при изготовлении сверл. Из всего станочного парка оборудования, пред-
назначенного для производства сверл, обычно, 40—45% приходится на станки
для фрезерования канавок. Наличие типов этих станков характеризует постановку
производства сверл на данном заводе. Поэтому каждая инструментальная фирма
за границей обращает особое внимание на эту операцию. Большинство фирм имеет
специальные сверлонарезные станки и автоматы. Эти станки, как правило, явля-
ются оригинальными конструкциями самих инструментальных фирм и в боль-
шинстве случаев изготовляются непосредственно на их заводах. Следовательно,
такие станки не являются рыночной продукцией и инструментальные фирмы отка-
зываются от поставки их другим заводам. Станкостроительные заводы таюке
неохотно занимаются изготовлением сверлонарезных станков, так Как потребность
в них незначительна. Они идут в основном в инструментальные цехи металлообра-
батывающих заводов для изготовления специальных или нестандартных сверл.
Эти сверла отличаются от нормальных рыночных или углом наклона винтовой
канавки пли же габаритными размерами. Для изготовления таких сверл необ-
ходимо универсальное оборудование, которое допускает легкую и быструю наладку
станка на определенный тип и размер сверла. Такие универсальные станки и вы-
пускаются станкостроительными фирмами. Понятно, что универсальные станки
не могут удовлетворить потребности специальных инструментальных фирм вслед-
ствие малой приспособленности к массовому производству. Поэтому весьма редко-
на первоклассных инструментальных заводах встречаются рыночные сверлопа-
резные станки; они пользуются удобными и более производительными станками,
предназначенными для изготовления небольшой группы сверл.
Существует несколько способов фрезерования канавок сверл:
1) фрезерование одной винтовой канавки на универсально-фрезерном станке;
2) фрезерование двух канавок на универсальном сверл опа резном стапке (Рей-
некер, Бирнацкий и др.);
3) фрезерование одной канавки и одновременно снятие одного затылка (новая
модель Рейнекер, большая часть специальных станков и автоматов);
4) одновременное фрезерование двух канавок и двух затылков (Гелико, Шла-
диц).
Фрезерование сверл на универсально-фрезерном ставке до сих пор является
методом, довольно распространенным и в СССР, и за границей; он встречается
не только в инструментальных цехах, но также и на инструментальных заводах.
Универсально-фрезерный станок оказался выгодным пе только при изготовлении
chipmaker.ru
346
Сперла
специальных или нестандартных сверл, но также и при изготовлении крупных
сверл, так как потребность в последних не настолько велика, чтобы иметь спе-
циальное оборудование для изготовления их. Универсально-фрезерный станок
Фиг. 348. Фрезерование канавок сверл
в трехцентровке па универсально-фрезер-
ном станке.
навки. После того как у всей партии а
к фрезерованию затылков с помощью д
допускает постановку многоцентровых
приспособлений; следовательно имеется
возможность одновременно фрезеровать
канавки у трех и более заготовок
(фиг. 348). Вследствие этого со станка
можно снять больше изделий, чем при
фрезеровании одной капавки.
Так, американская фирма Даун-Тул-
Уорк пользуется исключительно универ-
сально-фрезерными станками, применяя
многоцентровые приспособления, причем
сверла до 25 мм она обрабатывает па
шестицептровках, а сверла от 25 до 50 мм
па трехцентровках. Производительность
в этом случае выше, чем при работе на
специальных станках, когда обрабаты-
вается только одна пли две канавки.
Универсальные сверлонарезные станки
обычно фрезеруют одновременно две ка-
зрл профрезерованы канавки, приступают
гух цилиндрических фрезеров на этих же
станках.
Такие стапки строят фирмы Рейнекер (фиг. 349), Бирпацкий в Германии, Пратт-
Уитнсй в Америке. Кинематическая схема их довольно проста; станок снабжен
механизмами:
1) для вращения и подачи
заготовки, т. е. для возмож-
ности фрезерования по винто-
вой линии;
б) для вращения двух фре-
зеров;
в) для получения утолще-
ния сердцевины сверла.
Недостаток станков этого
типа заключается в том, что у
сверла часто получаются непра-
Фиг. 349. Станок для фрезерования двух капавок.
вильные канавки вследствие не-
симметричного расположения
по отношению друг к другу.
Это обстоятельство заставило многие фирмы, главным образом в Европе,
перейти на одновременное фрезерование только одной канавки и одного затылка.
Последний метод исключает несимметричность канавок, так как расположение их
по отношению друг к другу зависит не от установки фрезеров, а исключительно
от делительного механизма. На такой метод фрезерования рассчитана новая мо-
дель сверлонарезного станка фирмы Рейнекер и большая часть специальных стан-
Технологический ппацссс тгтповления сверл
Я17
ков и автоматов, установленных на инструментальных заводах. Но и этот метод
фрезерования канавок имеет недостаток: вследствие разнохарактерности работы
фрезера для фрезерования канавок и фрезера для снятия затылка, нельзя уста-
новить для них выгодные, с точки зрения производительности, режимы обработки.
Так как наиболее нагруженным является профильный фрезер, то по нему и выби-
рается величина подачи, которая, конечно, будет относительно мала для фасочного
фрезера, снимающего весьма незначительный слой металла. Совершенно другое
явление мы имеем при раздельном фрезеровании двух канавок и двух затылков.
Операции могут производиться в более выгодных условиях, так как подачи выби-
раются различными в зависимости от глубины фрезерования, т. е. для фрезерова-
ния затылков значительно больше, чем для фрезерования канавок. Вот почему
большинство американских фирм фрезеруют сразу обе канавки (Морзе-Твист-
Дрилл) или по одной канавке (Клевеленд, Унион-Твист-Дрилл). При фрезерова-
нии одной канавки значительно упрощается установка фрезера, конструкция
Фиг. 360. Станок для фрезерования одной капавки и одного затылка.
станка и совершенно исключается брак, получаемый вследствие несимметричности
канавок сверла. Для экономии площади американские фирмы часто строят свер-
лопарезные станки вертикального типа.
На фиг. 350 представлена модель SFH 3 сверлонарезного станка Рейнекер,
обрабатывающего одновременно одну канавку и один затылок. Станок
состоит из:
1) механизма делительной головки; 2) головки для капавочпого фрезера;
3) головки фасочного фрезера.
Механизм делительной головки осуществляет подачу сверла с одновременным
вращением его, т. е. сообщает ему движение, необходимое для получения винто-
вой канавки.
На фиг. 351 приведена кинематическая схема станка. От ступенчатого шкива
вращение передается через две пары конических шестерен А и В шестерне С,
а от нее на однооборотный червяк I или через шестерни D и Е или через шестерни
D, G, Н. Червяк 1 вращает червячную шестерню /<; внутри последней имеется
резьба, в которой, как в гайке, вращается ходовой винт с шагом t = . На конце
винта имеется патрон для зажима заготовки. Червяк 1 находится в качающихся
I chipmaker.ru
|
I
I
|
I
I
I
|
I
|
|
|
I
|
|
I
I
|
|
I
|
|
|
|
I
|
I
318
Сверла
подшипниках и поэтому, в зависимости от надобности, может быть или сцеплен
с червячным колесом К или же разъединен. Ходовой винт снабжеп по всей длине
канавкой для шпонки, находящейся во вторюй червячной шестерне N. В том слу-
чае, если червячная шестерня N не вращается, ходовой винт прп вращении ше-
стерни-гайки К будет вывертываться и перемещаться поступательно вместе с за-
жатой в патроне заготовкой. Как видно из фигуры, число подач равно числу сту-
пеней шкива, помноженному на число возможных передач, т. е. 4 х 2 = 8.
|
|
I
|
|
I
Фпг. 351. Кинематическая схема станка Рсйпекера.
Так как для нарезания винтовой канавки кроме поступательного перемещения
необходимо и вращательное, то ходовой винт получает дополнительное вращение
с помощью пары конических шестерен В, связанных непосредственно с червячной
шестерней К, гитары со сменными шестернями a, i, с, d и червяка М, вращаю-
щего червячную шестерню N. При расчете сменных шестерен a, fc, с, d необходимо
знать передаточное число, которое определяется следующим образом.
Для нарезания канавки с шагом h дюймов червячная шестерня N должна вра-
щаться с у числом оборотов, где t =у . При этом соотношении сверло переме-
стится на h". Для возможности фрезерования винтовой канавки необходимо одно-
временно с подачей на величину п" повернуть заготовку на один оборот. Нужно
иметь в виду, что червячные шестерни К и N вращаются в противоположных
направлениях. В результате этого прн оборотах шестерни Л сверло продвинется
Технологический процесс гыгоиювлення сверл
349
уже не на й", а больше — на J, г. e.(fc+ t)". Поэтому, чтобы получить на сверле
истинный шаг, необходимо в качестве расчетной величины брать не Л", a (h — I)”.
Тогда число оборотов червячной шестерни .№ будет равно:
НН='М-
Ведущий валик, на котором сидит первая сменная шестерня я, должен сделать
за это время следующее число оборотов:
Фиг. 352. Установка 2-х фрезеров по отношению к заготовке.
Так-как червячное колесо N снабжено 48 зубцами, то для одного оборота ее
червяк должен сделать 48 оборотов. Следовательно, передаточное число для смен-
ных шестерен будет:
Головка для канавочного фрезера выполнена поворотной для возможности
установки фрезера под любым углом, соответствующим углу подъема винтовой
канавки сверла. Фрезер с помощью винта допускает перестановку по высоте
относительно канавки сверла. Кроме того, вся головка также может перемещаться
по станине. Для получения утолщения по направлению к хвосту головка может
автоматически отходить от изделия. Это достигается с помощью специального
копира, приводимого в действие валиком Z и червяком Т, получающим вращение
от червячной шестерни К через шестерни О, Р, R и S.
Фасочный фрезер, так же как и канавочнын, получает самостоятельное вра-
щение от отдельного шкива и регулируется по высоте с помощью винта.
Расположение фрезеров показано на фиг. 352.
Французская фирма. Гелико и немецкая Шладиц изготовляют специальные
сверлонарезные станки, известные под названием Гелико. Они строятся двух
chipmaker.ru
360
Сверли
типов: полуавтоматические для цилиндрических и конических сверл от 5 до 40 мм
и автоматы для цилиндрических сверл от 3,5 до 10 мм. Эти станки одновременно
с фрезерованием двух канавок снимают затылок.
На фиг. 353 представлен общий вид полуавтомата, а на фиг. 354 расположе-
ние фрезеров. Фрезеры а—я, расположенные под определенным (24°) углом, слу-
жат для фрезерования канавок фрезера б — б — для снятия затылка Фрезеры
приводятся во вращение с помощью 4 шкивов: больших 1 — 2 для прорезных
фрез, малых 3 — 3—для фасочных. В вертикальной плоскости прорезные фрезеры
регулируются с помощью двух микрометрических дисков, расположенных по
Фиг. 353. Полуавтомат Гелико.
обеим сторонам станка. Если фрезеры были поставлены на малый диаметр, ти
для перехода на большой диаметр нужно, действуя одновременно на оба диска,
сблизить их до требуемого положения. Горизонтальной регулировки эти фрезеры
не требуют, так как для каждого номера модели они расположены на одном и том
же расстоянии от центра заготовки.
После того как прорезные фрезеры отрегулированы, приступают к установке
фрезеров для снятия затылков. Регулирование производится помощью двух гра-
дуированных дисков В — В, сидящих на тех же шпинделях, и барабана D. При
установке предварительно нужно отвернуть винт С. освобождающий диски В — В
и болт Е для барабана D. При вращении дисков В — В в отдельности подается
взад и вперед каждый из конических фрезеров. При вращении барабана D можно
одновременно передвигать оба фрезера вправо и влево, при перемещении же бара-
бана взад и вперед оба фрезера также подаются в том или ином направлении.
Такая регулировка необходима для того, чтобы сверло было вполне симметрично,
Технологически/) процесс изготовления сверл 351
т. е. чтобы режущая кромка имела одинаковую ширину с обеих сторон и чтобы
слой снимаемого материала был одинаковым у обеих сторон. Как видно из
фиг. 353—354, при вращении барабана справа налево ширина режущей кромки
уменьшается и, наоборот, при вращении его слева направо режущая кромка
делается шире. При продвигании фрезеров вперед с помощью дисков В — В слой
снимаемого материала будет толще и, следовательно, толщина кромки увеличи-
вается, но зато уменьшается ширина. Из этого следует, что для получения
правильной установки нужно одновременно действовать как на барабан Д, так
и на диски В —В.
Фиг. 354. Расположение фрезеров па стапке Гелико.
Питание производится с помощью большой шестерни Г, получающей вращение
от шкива через малую шестерню Т. Шестерня вращает копир, имеющий винто-
вую канавку с углом наклона, необходимым для данного сверла.
Обрабатываемый предмет вставляется в разжимную гильзу. К станку прила-
гается целая серия этих гильз с разницей в 1/10 мм по диаметру,так что для каждого
размера сверла нужно выбирать соответствующую гильзу. Заготовка должна
входить в нее свободно, но без заметной качки. Гильза насаживается на конец
стержня /, проходящего через весь станок до прорезных фрезеров. Затем ше-
стерня Г отводится назад до тех пор, пока она слегка не упрется в тормоз Н.
Стержень вместе с гильзой и заготовкой снова вставляется в станок и довольно
сильно завертывается с помощью рукоятки. Теперь шестерня Г осторожно вра-
щается слева направо до тех пор, пока изделие не коснется прорезных фрезеров.
После этого шестерня Г посредством рукоятки К соединяется с шестерней Т и за-
тем подача происходит уже автоматически. После окончания фрезерования вы-
chipmaker.ru
352 Сверла
ступ Л па шестерне Г толкнет рукоятку К и тем самым выключит шестерню Т
из зацепления с шестерней Г, которая затем отводится назад до упора. Готовое
сверло вынимается и закладывается новая заготовка.
Перед пуском в ход надо повернуть от руки шкивы 7, 2,3, 4, чтобы проверять,
не задевают ли конические фрезеры прорезных. Если это так, то конические фре-
зеры нужно отодвинуть немного назад. Нужно особенно следить за тем, чтобы кони-
ческие фрезеры вращались легко и без трения Станок обладает тремя различными
и не зависящими друг от друга перемещениями каретки с заготовкой; одно из них
служит для подвода заготовки к фрезерам; другое — для подачи во время рабо-
чего хода; третье — для обратного отвода заготовки после фрезерования. Первое
и третье перемещения осуществляются со скоростью, примерно, в 10 раз большей,
чем второе.
Станок Гелико даст возможность изготовлять сверла с сердцевиной, увели-
чивающейся по направлению к хвосту. С этой целью на шпиндельной головке
для заготовки устроена подвижная планка П с наклонной плоскостью. По ней
скользят вниз и вверх два рычага О — О, закрепленные на обоих эксцентрично
посаженных подшипниках, в которых вращаются шпиндели для прорезных фре-
зеров. Во время рабочего хода наклонная плоскость находит на рычаги и при-
поднимает их, вследствие этого подшипники несколько поворачиваются. В резуль-
тате этого фрезеры постепенно выходят из канавки и глубина фрезерования умень-
шается. После того как рычаги достигнут высшей точки на наклонной плоскости,
планки фрезера совершенно выходят из соприкосновения с заготовкой. Копир
начинает вращаться в обратную сторону и незадолго до того, как он остановится,
фрезеры возвращаются в первоначальное положение.
Автомат имеет те же прорезные и конические фрезеры, регулировка которых
производится так же, как и у полуавтомата. Отличается оп лишь устройством
для автоматической подачи заготовок из магазина. Этот механизм приспособлен
только для цилиндрических сверл. Заготовки должны быть строго выдержаны по
диаметру и по длине, иметь один конец плоский, другой — конический. Заго-
товки, предварительно очищенные от грязи и масла и проверенные по диаметру,
закладываются в магазин, представляющий собой наклонную доску, причем острый
конец заготовки должен быть обращен к фрезерам. Нужно следить, чтобы доска
имела достаточный наклон, благодаря чему заготовки будут свободно спускаться
вниз в муфту под влиянием собственного веса. Доска должна находиться обяза-
тельно против отверстия муфты.
Как у полуавтоматов, так и у автомата прорезные фрезеры расположены всегда
под одним и тем же углом, равным 24°. Это является значительным недостатком
станков, что обусловливает изготовление сверл только с одним шагом винтовой
канавки, приблизительно равным 7 диаметрам сверла; это соответствует углу
наклона капавки в 24°. Еще не так давно все сверла изготовлялись с таким углом
наклона канавки. В настоящее же время все первоклассные фирмы, в том числе
и наш завод «Фрезер», делают этот угол переменным не только для сверл различ-
ных размеров, по также и для одппх и тех же сверл, изготовленных из стали раз-
ного рода. Таким образом станки Гелико не могут удовлетворить требованиям,
которые предъявляются к сверлу современной конструкции.
Для получения более чистой канавки, как мы уже знаем, угол установки фре-
зера должен несколько отличаться по величине от угла наклона канавки. В стан-
ках Гелико, подобно тому как и в других универсальных станках (Бирнацкий,
Технологический процесс изготовления сверл
353
Рейнекер и др.), это достигается за счет разницы, которая получается между
углом установки фрезера и фактическим углом наклона канавки. Последний,
обычно, не равен теоретическому углу наклона вследствие округления в шаге
сменного копира, например у станков Гелико, или же вследствие подбора шесте-
рен (Рейнекер, Бирнацкий). Эта разность по своей величине может быть как поло-
жительной (чаще), так и отрицательной (более редко) и колеблется в пределах от
+ 2,5 до -2°.
Таблица 81
N м< дели станка Автомат Полуавтоматы
1 3 4 5
Диаметр сверла Наибольшая длина фрс-зерона- 3,5—10 5—15 10-26 20-40
НИЯ 125 200 250 300
Норма в час (данные фирмы). . 60—20 30—15 18- 6 7—2
В табл. 81 приведены данные, характеризующие эти стапки Гелико.
Практика наших заводов показала, что ври выборе нужно отдавать предпочте-
ние полуавтомату. Автомат, как и всякий станок с магазинной автоматической
подачей, требует внимательного ухода и точной регулировки и. как правило,
такие стапки редко получают распространение вследствие сложности обслу-
живания и дорогой эксплоатации. Полуавтомат значительно проще и требует
меньше ухода, чем автомат.
Специальные сверлопарезные станки всегда предназначаются для изготовле-
ния определенной, довольно узкой, группы размеров. Так например, завод «Фре-
зер» имеет в своем распоряжении сверлонарезные станки, отличающиеся друг от
друга по конструкции, для следующих групп сверл (табл. 82).
Как было сказано выше, современные станки для изготовления сверл одно-
временно производят фрезерование одной капавки и одного затылка.
Характерные особенности специальных сверлонарезных станков:
1) механизм для вращения прорезного фрезера;
2) » » » фасочного »
3) » » деления на 180°;
4) механизм для вращения и одновременной продольной подачи заготовки;
5) возможность установки прорезного фрезера под определенным углом к оси
заготовки;
6) механизм для получения утолщения сердцевины к хвосту сверл; '
7) » » разворота прорезных фрезеров;
8) устройство магазина для отдельных заготовок или подающего механизма
при обработке прутка;
9) механизм переключения ходов.
Специальные сверлонарезные станки, предназначенные для мелких сверл,
изготовляются в виде автоматов с загрузкой отдельно нарезанных заготовок из
магазина или же для работы от пружа.
В последнем случае вместо магазина устраивается подающий механизм обыч-
ного типа, который получил большое распространение во всех токарных автома-
23 Семенченко
chipmaker.ru
Сверле
i>o4
тах, работающих от прутка. Для бтрезки заготовки после фрезерования канавок
в таком станке предусматривается специальный отрезной супорт.
Таолица 82
Диаметр сверл Характеристика стапка
Тип стайка Метод по- лучения шага Отдельп. мо- тор для про- рез. Фрезер. Разворот Фрезер, на выходе Количество фрезеров Перемен- ны п шаг Тип сверла
0,35 -0,5 Полу- автомат Резьбо- вой ко- пир Нет Нет 1 Для канавки Нет Цилин- дриче- ское
0,5—1.5 Автомат прутков. Копир- барабан » 1 для канавки 1 для фаски > »
1,5—3,0 Автомат с магаз. » Есть Есть » Есть для углеро-
3— 6 6—10 > » > » > » дистых сверл »
5—10 Полу- автомат 2 ходов впита и сменные шестерни > Нет » Нет Кониче- ское п цилин- дриче- ское
10—15 15—24 15—24 24—39 » > » > » » » » » » » »
39—52 » » » »
Магазинная подача устроена следующим образом: шлифованные точно по диа
метру заготовки закладываются в магазин (фиг. 355) и во время продвижения их
вниз регулируются направтяющиии угольниками и планками Все перемсще-
ния магазинной коробки осуществляются системой рычагов, связанных через
барабан с распределительным валиком. Палец А отводит шатун и возвращает
коробку магазина С в первоначальное положение. Когда кулачок повернется,
то палец А передвинет шатун D который сожмет пружинку <Е и подаст всю мага-
зинную коробку вперед, так что самая нижняя заготовка F будет находиться
точно против патрона шпинделя. Цанга шпинделя захватывает эту заготовку
и зажимает ее. В это время барабан распределительного валика закаш'пвает свое
вращение, пружина Е отжимает шатун и коробка снова возвращается в перво-
начальное положение. Рычажок G во время подачи заготовки F в патрон шпинделя
поворачивается, а затем опускается под действием пружины Н. При движении мага-
зинной коробки назад следующая опустившаяся вниз заготовка попадает в вилку,
которая выталкивает ее под рычаг G. Винт К служит для регулирования поло-
жения заготовки против центра шпинделя. Винты L и М предназначаются для
установки выталкивающей вилки. Длина части сверла, зажимаемой в рабочем
шпинделе, ограничивается упором, поставленным на "агазине; упор меняется
в зависимо! ги от обрабатываемого изделия.
Технологический процесс изготовления сверл 355
Зажим и разжатие заготовки в патроне (цанга) (фиг. 356), а также выталки-
вание се после окончания фрезерования производится также автоматически. Ры-
чаг А отводит муфту В, а
вместе с пей и кулачки С —
С, назад. Цанга движется
вправо и разжимается, а
стержень D освобождается
и под действием пружины Е
выталкивает отфрезерован-
ное сверло. В это время на-
чинается прямая ускоренная
подача. Шпиндель вместе с-
открытой цангой движется
вперед и находит на новую
заготовку, которая, входя
в цангу, отжимает стержень
D. Затем следует поворот
рычага Л, передвижение
муфты В вправо и зажим
заготовки в цанге.
Автоматы с магазином
обычно изготовляются толь-
ко для цилиндрических мел-
ких сверл в пределах от 1,5
до 10 лыи. Для конических
сверл устройство магазина
довольно затруднительно и
поэтому они изготовляются
на полуавтоматах с загруз-
кой вручную. Изготовлять
для крупных цилиндрических сверл автоматы нет никакого смысла, так как и про-
грамма этих сверл, обычно, невелика и время на обработку их довольно значительно.
в
Фиг. 356. Подающий механизм для пруткового материала
chipmaker.ru
Поэтому экономия, получае-
мая при устройстве магазина,
весьма незначительна. Точно
так ясе для самых мелких раз-
меров (0,25—1,5 .о) вс изго-
товляют автоматов с магази-
ном, так как автоматическая
подача их затруднительна.
Поэтому такие размеры обра-
батываются или с зажимом
вручную или же от прутка
с отрезкой заготовки после
окончания фрезерования.
У станков, предназначен-
ных для мелких размеров,
вращение всех механизмов
производится от одного мотора
или трансмиссионного шкива.
У станков же для крупных
сверл целесообразнее устраи-
вать отдельный мотор для
прорезного фрезера. Число
оборотов для фрезеров обыч-
но принимается постоянным,
установленным для опреде-
ленного диаметра и только в
редких случаях предусматри-
вается возможность изменения
скорости резания с помощью
сменных шестерен.
Для получения на сверле
винтовой канавки с опреде-
ленным шагом необходимо
сообщить заготовке вращение
и одновременно продольную
подачу. Для повышения про-
изводительности станка шшш-
дель заготовки имеет возмож-
ность перемещаться с тремя
различными подачами:
1) для ускоренного под-
вода заготовки к фрезерам
в начале работы;
2) для за медленного рабочего
хода во время фрезерования;
3) для ускоренного обрат
него хода после окончания
фрезерования.
Технологический процесс изготовления сверл
357
Заготовки получают вращение от общего распределительного вала с помощью
зубчатых и червячных передач; продольное перемещение ее может быть осуще-
ствлено различными способами.
Для самых мелких сверл опо может быть получено при помощи резьбового
копира (или многозаходпого червяка), шаг которого равен шагу фрезеруемого
сверла. При вращении копир вместе со шпинделем перемещается вперед, так как
он является как бы винтом, в то время как упор, укрепленный неподвижно на ста-
нине и соприкасающийся с резьбой, служит в качестве гайки при вращении.
У мелких и средних сверл поступательное перемещение часто осуществляется
с помощью копира-барабана с профрезерованной винтовой канавкой, шаг кото-
рой соответствует шагу фрезеруемого сверла. Копир при своем вращении ведет
палец, закрепленный неподвижно в бабке шпинделя, и тем самым сообщает заго-
товке поступательное движение. На фиг. 357 показан такой копир-барабан. Отре-
Фиг. 358. Механизм подачи с помощью 2-ходовых впптов.
зок Z2 по кривой соответствует моменту выталкивания обработанной заготовки
и подвода магазина к зажимному патрону. Отрезок 13 (наклонная линия) соот-
ветствует моменту подвода шпинделя к магазину и захвата зажимаемой части
заготовки на прямом участке, а также зажиму последней и отводу магазина. Отре-
зок Z4 соответствует ускоренной подаче по направляющей втулки. Отрезок
и соответствует нулевой подаче, причем конец заготовки не доходит до режу-
щей'кромки фрезера приблизительно на 10 мм. Отрезок /6 соответствует нормаль-
ной подаче при фрезеровании. Далее следует ускоренный ход.
Копир-барабан легко позволяет получить у сверла винтовую канавку с пере-
менным шагом, т. е. по направлению к хвосту угол наклона канавки увеличи-
вается. К этому прибегают в том случае, если хотят несколько компенсировать
площадь сечения канавки, которая уменьшается по направлению к хвосту вслед-
ствие утолщения сердцевины. Для получения переменного шага изменяют соот-
ветствующим образом форму кривой на барабане.
У станков, предназначенных для средних и крупных размеров сверл, посту-
пательное перемещение заготовки осуществляется обычно при помощи ходового
винта со сменными шестернями.
chipmaker.ru
358 Сверла
Нужно отметить, что в настоящее время в производстве сверл применяется
новый метод фрезерования: подача направлена не навстречу вращению фрезера,
а по его направлению. Этот метод возможен только при полном устранении какого
бы то ни было люфта. Для осуществления этого механизм подачи устраивается
с двумя ходовыми винтами одинакового шага (t = 12 мм), один из которых имеет
правую, другой —левую резьбу. Оба ходовых винта обнимает общая гайка с
двумя нарезанными отверстиями: одно с правой, другое с левой резьбой. Гайка
выполнена таким образом, что при перемене хода она тотчас же прижимается
к ходовому винту посредством пружины, благодаря чему люфт устраняется.
Ганка плотно соединена с корпусом бабки шпинделя. Схема такого механизма
показана на фиг. 358.
Довольно важное значение для правильного фрезерования сверла имеет устрой-
ство для получения утолщения сердцевины по направлению к хвосту. Приспосо-
Фиг. 359. Схема установки прп снятии затылка коническим фрезером.
бдение обычно состоит из клина, который с помощью системы рычагов постепенно
выводит фрезер из заготовки.
При фрезеровании канавки сверло для предотвращения прогиба от давления
резания перемещается в соответствующий втулке. При наладке станка особое
внимание нужно обращать на то, чтобы заготовка легко и без трения скользила
во втулке; с другой стороны, ни в коем случае не допустим большой зазор между
втулкой и заготовкой. Величина его может колебаться в пределах нескольких
сотых миллиметра.
Необходимо также, чтобы при работе фрезеры не касались втулки, потому что,
в противном случае, зубцы фрезеров сразу же износятся вследствие соприкосно-
вения с пей. Так как па специальных станках наиболее распространенными фре-
зерами для снятия затылка являются конический и фасонный вогнутый, то в зави-
симости от их применения пользуются двумя типами втулок, отличающихся фор-
мой вырезов для прохождения фрезеров. На фиг. 359 показана направляющая
втулка п взаимное расположение двух фрезеров для мелких и средних размеров
сверл, а па фиг. 360 —для крупных.
У самых мелких сверл (до 0,7 мм) затылок не делается, такие сверла работают
без него. В этом случае на станке устанавливается только один прорезной фрезер.
Крупные сверла, начиная с 36—39 .о, фрезеруются в два прохода, так как
глубина фрезерования очень велика.
Технологический процесс изготовления сверл
Сверла, полученные с помощью завивки, имеют довольно чистую поверхность
и поэтому некоторые американские фирмы вместо фрезерования применяют шли-
Фиг. 360. Схема установки при снятии затылка фасонным фрезером.
фовку или полировку канавок. В этом случае круг заправляется в форме профиля
фрезера. Шлифовка возможна только при наличии хороших шлифовальных кругов.
При отсутствии последних приходится производить фрезерование канавки для
получения правильного профиля и удаления обезуглероженного слоя.
360 Сеер, ia
Новый метод фрезерования
За последнее время большое распространение, в производстве инструмента
получил новый метод фрезерования. Он заключается в том, что подача происхо-
Фиг. 361. Фрезерование вверх и фрезерование вниз.
дит не навстречу вращению фрезера, как при обычном методе фрезерования
(фиг. 361, слева), а по направлению вращения фрезера (фиг. 361, справа).
Для уяснения особенностей нового способа фрезерования, нужно ознакомиться
с условиями применения его вообще при обработке металлов и в частности при
изготовлении сверл.
Фиг. 3G2. Формы стружек при фрезеровании вверх и вниз.
Рассмотрим прежде всего образование стружки (фиг. 362) при одном и прп
другом методе.
При обычном методе фрезерования стружка (фиг. 362, 1) получается в виде запя-
той, причем в начале забора материала зубом фрезера она очень топка, а затем
TixHOA^zunechiiti процесс изготовления сверл 361
постепенно увеличивается и достигает максимума к концу работы зуба. Таким
образом фрезер испытывает наименьшее усилие резания в начале и наибольшее
в конце работы. При этом режущая кромка волочится и трется об обрабатываемую
поверхность до т» к пор, пока возросшее давление пе окажется достаточным для
начала резания. От трения получается большой износ режущей кромки фрезера,
невидимому, он больше износа от самого резания. Вследствие того что фрезер
наибольшую работу производит в конце резания, тепла развивается больше
именно к концу работы, а это влечет за собой приставание стружки к зубу. Стружка
скопляется впереди фрезера или же переносится к следующему забору материала.
Эта стружка требует затраты энергии для размельчения ее и усиливает износ режу-
щей кромки.
Совершенно иная картина — прп фрезеровании вниз (фиг. 362, II). Стружка
получается более равномерной толщины, более плоская Зуб фрезера сразу енн-
Фпг. 363. Образование паро'та прп фрез°роваппп.
мает толстую стружку, поэтому усилие резания в начале работы выше, чем к концу;
износ зуба вследствие тр₽ния, вызванного недостаточным забором материала,
меньший. При фрезеровании вниз стружка выбрасывается позади фрезера, а так
как к концу работы зуба тепла развивается меньше, то следовательно к режущей
кромке пристает меньше стружки,
Износ фрезера зависит не только от формы стружки, но и от наличия «фальши-
вого носа», получаемого в процессе фрезерования
Почти при всех нормальных условиях фрезерования «фальшивый нос» начи-
нает образовываться вскоре после образования стружки и затем оказывает сильное
влияние на образование о стальной стружки и на взаимоотношение и величину
компонентов усилия резания.
Образование «фальшивого носа» при фрезеровании обычным способом показано
на фиг. 363, I, а при фрезеровании вниз — на Фиг 363, II.
На фиг. 362, I показана стружка, снятая с изделия при.фрезеровании вверх,
а на фиг. 362, II — при фрезеровании вниз. В обоих случаях фрезер был внезапно
остановлен во время образования стружки. Из фш. 363 видно, что небольшая
chipmaker.ru
Сверла
363
Фиг. 364. Вид обработанной поверхности при фрезе-
рованип вниз и вверх.
клинообразная частица,, или «фальшивый нос», располагается впереди режущей
кромки, вследствие чего предохраняет ее от истирания, вызываемого стеканием
стружки. Это действие продолжается до тех пор, пока стружка окончательно не
отделится от изделия, причем «фальшивый нос» остается прочно прикрепленным
(приваренным) к концу стружки.
В обоих случаях глубина прохода и подача идентичны. Как видно, разпица
в форме и структуре стружки поразительна. Стружка, полученная при фрезеро-
вании вниз более плоская и имеет более равномерную толщину по направлению
к своему концу, чем стружка, полученная при фрезеровании вверх. В последнем
случае первоначальная толщина почти равна нулю и возрастает она очень медленно.
Таким образом в начале образования этой стружки еще не имеется «фальшивого
носа» и режущая кромка зуба фрезера находится в соприкосновении с изделием.
Поэтому сопротивление сходу стружки по гладкой поверхности зуба незначи-
тельно, стружка чисто и легко
снимается с изделия и сво-
бодно завивается. По мере
того как толщина стружки воз-
растает, — развивается < фаль-
шивый нос», сопротивление
сходу стружки возрастает и
сечение стружки становится
более толстым и более пло-
ским. При фрезеровании вниз
толщина стружки достигает
максимума почти сразу в са-
мом начале резания. Следо-
вательно «фальшивый нос»"
образуется здесь гораздо ско-
рее. На фиг. 363, II показан
остаток «фальшивого носа»,
прилипший к концу стружки.
Таким образом при фрезеровании вниз режущая кромка фрезера защищена в
течение более значительного промежутка времени своего соприкосновения с
изделием.
Отсюда вытекает важный вывод, что износ режущей кромки зуба фрезера будет
значительно меньше при фрезеровании вниз, чем при фрезеровании вверх. Прак-
тика это вполне подтверждает. Тай, по данным заграничных фирм, стойкость фре-
зеров для фрезерования сверл при новом методе возрастает на 25-30%.
Новый метод фрезерования имеет еще одно важное преимущество. При фрезе-
ровании вниз обрабатываемая поверхность получается чистой и гладкой, без вся-
ких следов (рисок) подачи, как это бывает при фрезеровании вверх. При обычном
фрезеровании обрабатываемое изделие имеет блестящую, как бы грубо отполиро-
ванную (с рванинами) поверхность (фиг. 364), а при фрезеровании вниз поверх-
ность получает более однородный, матовый оттенок (фиг. 3(54).
Перейдем к рассмотрению влияния числа зубцов на фрезерование при новом
и обычном методе. Произведенные различными исследователями опыты показы-
вают, что фрезеры с более крупным зубом обладают значительными преимущест-
вами по сравнению с фрезерами с мелким зубом, даже в том случае, когда
Технологический процесс изготовления сверл________ 163
подача на зуб остается постоянной. Это условие справедливо только для обыч-
ного метода фрезерования.
Рассмотрим форму стружек, снимаемых двумя фрезерами, из которых один
снабжен четырьмя зубцами, другой двадцатью. На фиг. 365 приведены эскизы
работы фрезеров для фрезерования вверх (А и С) а вниз (В и D). Во всех случаях
длина стружки отмечается буквой I с соответствующим индексом Л, В, С, Du рас-
сматривается, как горизонтальная проекция действительной длины стружки, что
вполне приемлемо для сравнения. Так как металл снимается более экономично
при большой толщине стружки, то наиболее толстая и короткая стружка полу-
чается в положении Z), когда фрезер с двадцатью зубцами фрезерует вниз. Также
очевидно, что при работе фрезера четырьмя зубцами при фрезеровании вниз полу-
чается более толстая
стружка, чем при фрезе-
ровании вверх тем же
фрезером. Увеличениеко-
личества зубцов при фре-
зеровании вниз увеличи-
вает толщину стружки и
повышает экономичность
работы фрезера. При рас-
смотрении фиг. 365 также
видно, что при фрезеро-
вании вверх стружка по-
лучается тем тоньше и
длиннее, чем больше зуб-
цов имеет фрезер. Срав-
нивая фрезеры А и С при
обычных условиях фрезе-
рования, мы видим, что
более ТОЛСТая стружка Фиг. 365. Влияние числа зубцов на работу при фрезеро-
получается с равной по- ванпп вверх и вниз.
дачей на зуб для фрезера
с крупным зубом, который, следовательно, будет работать более экономично.
Таким образом получается что фрезер А более экономичен, чем фрезер С,
фрезер В более экономичен, чем фрезер А и фрезер D более экономичен, чем
фрезер В. Другими словами, мелкозубый фрезер при фрезеровании вверх ра-
ботает в паихудшнх условиях, а при фрезеровании вниз в наилучших, при
сохранении, конечно, постоянными как величины подачи, так и глубины
резания. Д1Я фрезера с крупным шагом мы имеем обратные соотношения.
Рассмотрим теперь силы, действующие па зуб фрезера. Таких сил две (фиг. 366);
сила Q появляется вследствие сопротивления материала отделению от него частиц,
а сила Р — вследствие давления, оказываемого обрабатываемой поверхностью на
зуб. Силу Р можно рассматривать, как направленную по радггусу, а силу Q —
по перпендикулярному к нему направлению. Если провести равнодействующую
R обеих сил, то при фрезеровании вниз она будет находиться в пределах заштри-
хованного треугольника ЛОС, а при фрезеровании вверх — в пределах треуголь-
ника 0ED. В первом случае сила R отжимает фрезер от изделия, а во втором —
прижимает и заставляет его как бы войти глубже в обрабатываемый материал.
за
Сверла
Вследствие этого не исключена возможность, что в известный момент на зуб
будет приходиться стружка настолько большого размера, что в силу возросшего
давления или может сломаться фрезер, или будет повреждено зажимное приспо-
собление.
Отсюда вытекает, что при фрезеровании вниз требуются более массивные
оправки и хорошая опора для фрезера. Кроме того, должна быть определенная
жесткость шпинделя и рукава станка, механизма привода, который может обеспе-
чить достаточное по мощности вращение фрезера.
Изделие должпо быть надежно прикреплено к столу во избежание пружинения
при обработке. С другой стороны, вследствие того, что при фрезеровании вниз сила
прижимает изделие, конструкция приспособления несколько упрощается благо-
даря возможности облегчения закрепления в вертикальной плоскости.
Фпг. 366. Силы, действующие иа оправку прп фрезеровании вверх и вниз.
Стол станка должен плотно ходить в своих направляющих и иметь жесткую
конструкцию, которая не позволила бы столу «подскакивать» в процессе фрезеро-
вания. Во время перемещения стола плоскость его всегда должна оставаться пра-
вильной и неизменной. Это необходимо потому, что давление на станину здесь
больше, чем прп обычном фрезеровании. Расчет и опыт показывают, что напра-
вляющие, выполненные в виде ласточкина хвоста, здесь мало пригодны. Эта кон-
струкция мало удовлетворительна по причине значительного износа, в результате
которого направляющие довольно быстро принимают изогнутую форму, это в оди-
наковой мере относится как к столу, так и к станине. Лучшей конструкцией явля-
ются V-образные направляющие, подобно тем, которые делаются у токарных или
строгальных станков; желательно, чтобы направляющие были изготовлены из
стали и закалены.
Для метода фрезерования вниз обычный горизонтально-фрезерный станок
мало пригоден вследствие недостаточной жесткости. Волсе подходящим является
станок с неподвижным столом, например типа Линкольн.
Метод фрезерования вниз допускает более тяжелое резание, чем метод фрезеро-
вания вверх прп условии, если для этого имеются подходящие станки. При обыч-
ном же оборудовании новый метод фрезерования в большинстве случаев не может
Технологический процесс изготовления сверл 365
быть вполне осуществлен вследствие недостаточной жесткости и прочности. Отсут-
ствие какого бы то ни было мертвого хода в механизме подачи является непре-
менным условием правильного фрезерования вниз. Поэтому в таких станках необ-
ходимо устраивать автоматическое приспособление для устранения мертвого хода,
чтобы обеспечить своевременное вступление в работу механизма подачи. Это,
однако, часто влечет за собой большой износ ходового винта и гайки. Для ком-
пенсирования износа в этом случае винт должен быть сконструирован с запасом
для опорной поверхности с обеих сторон резьбы. При рассмотрении специальных
станков для фрезерования сверл по новому методу были указаны меры, прини-
маемые для устранения мертвого хода в механизме подачи.
Нужно отметить, что механизм подачи при фрезеровании вниз практически
работает на более легком ходу, чем при обычном фрезеровании. В самом деле, при
фрезеровании вверх станок должен перемещать изделие против направления
вращения фрезера, что, безусловно, требует большего усилия подачи, чем при
перемещении изделия по направлению вращения фрезера. Здесь действие меха-
низма подачи заключается скорее в регулировании скорости, с которой изделие
отталкивается фрезером назад.
Из всего сказанного вытекает, что новый метод требует меньшей затраты энер-
гии на фрезерование. Это обусловливается, во-первых, тем, что при фрезеровании
вниз снимается более толстая стружка, а по закону резания удельное давление
меньше при удалении толстой стружки, чем при удалении тонкой. Во-вторых,
здесь отсутствует часть работы, которая связана с размельчением стружки, как
мри обычном методе фрезерования. II наконец, механизм подачи также требует
меньшей затраты энергии.
Понятно, что новый метод не может применяться в том случае, если обраба-
тываемая поверхность имеет слишком твердую корку или же, если фрезер изго-
товлен со вставными ножами из твердовольфрамовых сплавов. Применение нового
метода поведет к поломке зубцов фрезера; в первом случае вследствие твердости
корки, во втором — вследствие хрупкости сплава.
Таким образом метод фрезерования вниз представляет много преимуществ по
сравнению с обычным методом, но прп условии соблюдения всех необходимых тре-
бований в отношении жесткости станка, фрезера и изделия.
Метод фрезерования вниз особенно хорошо зарекомендовал себя в производ-
стве режущего инструмента: при фрезеровании канавок сверл, метчиков, развер-
ток и пр.
Все сверлонарезные станки, установленные на заводе «Фрезер», работают по
новому методу. В связи с тем, что при фрезеровании вниз желательно иметь боль-
шее количество зубьев у фрезера, все фрезеры для этих станков изготовлены не
со снятым затылком, а острозаточенным, и это дает возможность значительно уве-
личить число зубцов.
Метод фрезерования вниз допускает применение высоких скоростей резания
(35—40 м/мин).
При обработке быстрорежущей стали эту скорость иногда снижают на 10—
15%. Подача па один зуб берется в пределах 0,002—0,018 мм. Для быстрорежу-
щей стали подача в минуту будет всегда несколько ниже, чем для углеро-
дистой. *
В табл. 83 приведены данные о величинах скорости резания и подачи, приме-
няемых на заводе «Фрезер» при изготовлении сверл.
chipmaker.ru
Сверла
366
Таблица 83
Примечания. 1. В графах «Числа оборотов» и «Скорость резания» первые числа лавы для углеродистых сверл вторые—для быстрорежущих.
S. Глубина Фрезерования указана для углеродистых сверл, для быстрорежущих она будет несколько меньше.
3. Подача на 1 зуб дана в микронах; на 1 оборот и в 1 мин,—в миллиметрах.
Технологический процесс изготовления сверл
367
Фрезеры для канавок сверл
При изготовлении сверл применяются фасонные фрезеры, у которых зубцы
выполнены со снятым затылком (фиг. 367) или же остро заточены (фиг. 368). Остро-
заточенные фрезеры имеют большие преимущества по сравнению с затылованными,
и поэтому в последнее время они получили довольно широкое распространение.
Как известно, фрезеры со снятым затылком после закалки и отпуска не под-
вергаются дальнейшей обработке по профилю. Это влечет за собой целый ряд не-
достатков. Прежде всего на наружной поверхности профиля остается обезугле-
роженный слой, который не допускает повышенного режима обработки и спо-
Фнг. 367. Капавочный фрезер со снятым затылком.
собствует быстрому износу режущей кромки. Затем при термической обработке
нередко происходит коробление, которое вносит определенную неточность в про-
филь и, кроме того, не дает возможности получить концентричность зубьев фрезера
но отношению к оси отверстия. В результате этого не все зубья ф]эезера будут
участвовать в работе, получается «битье», которое вредно отражается как па стой-
кости инструмента, так и на качестве обрабатываемой поверхности.
Совершенно иное явление мы имеем при использовании фрезеров с острозато-
ченными зубьями. Профиль у них всегда проверен посредством специальной за-
точки, все зубья расположены на одинаковом расстоянии от осн отверстия, обез-
углероженный слой снят, режущие кромки всегда находятся в остром состоя-
нии, — все. это дает возможность получить правильную и гладкую канавку. Чи-
стоте обрабатываемой поверхности способствует также и то, что количество
зубьев у острозаточенпого фрезера всегда значительно больше, чем у фрезера со
снятым затылком. Так, при диаметре 120 мм фрезер со снятым затылком имеет
8 зубьев, а острозаточенный — 28.
chipmaker.ru
3HS
Таблица 84
Размеры острозаточеппых канавочных фрезеров к специальным станкам для сверл из быстрорежущей стали
(фиг. 367)
Сеер, га
Технологический процесс изготовления сверл
Таблица 85
Газмеры канавочных фрезеров к станку фирмы Бирнацкии
(фиг. 368)
Диаметр сверл D В d 1 с К
12-13,9 60 9,36 22 3,9 8 12 3,5 3,0
14—14,7 60 10,14 22 3,9 8 12 3,6 3,0
15—16,7 60 10,98 22 3,9 8 12 4,0 3,0
17—18,8 60 12,48 22 3,9 8 12 4,5 3,0
19—19,6 65 13,65 22 3,9 10 14,5 4,5 3,5
20—21,8 65 14,78 22 3,9 10 14,5 5,0 3,5
22—23,8 65 15,99 22 3,9 10 14,5 5,5 3,5
24—24,6 70 17,16 22 3,9 12 18 6,0 3,5
25—26,6 70 18,33 22 3,9 12 18 6,0 3,5
27-28 70 19,50 22 3,9 12 18 6,0 3,5
29—31,7 75 20,67 22 4,9 12 20 7,0 4,0
32—33,8 75 21,84 22 4,9 12 20 7,0 4,0
34—34,5 80 23,01 22 4,9 12 22 7,0 4,0
35—36,5 80 24,18 22 4,9 13 22 8,0 4,0
37—39,5 85 25,74 27 4,9 13,5 22 9,0 4,5
40—41,5 85 27,30 27 4,9 14 22 9,0 4,5
42—43,5 90 28,86 27 5,9 15 26 9,0 5,5
44—44,5 90 30,42 27 5,9 16 26 10,0 5,5
45-46 95 31,98 27 5,9 17 28 10,0 5,5
47—50 95 33,54 27 5,9 18 28 11,0 5,5
51—53 100 35,10 27 5,9 18 30 11,0 5,5
Нужно отметить еще одно важное преимущество острозаточенных фрезеров.
При проектировании профиля фрезера для спирального сверла очень часто режу-
Фнг. 3G8. Канавочпый фрезер с
острозаточеппыми зубцами.
щие кромки получаются слишком отвесными. Вследствие этого при затылованных
зубьях из-за отсутствия достаточного бокового угла зазора получается чрезмерный
износ вертикальных режущих кромок, и фрезер быстро тупится. Во избежание
24 Семенченко.
chipmaker.ru
Сверла
370
этого приходится иногда расширять канавку сверла, что, однако, нельзя признать
удовлетворительным решением. Фрезеры с острозаточенными зубьями лишены
втого недостатка и допускают построение профиля любой формы.
Заточка острозаточенных фрезеров производится на специальном станке, кото-
рый с помощью копира допускает снятие металла соответственно форме требуе-
мого профиля.
В табл. 84 и 85 приведены размеры острозаточенных и затылованных фрезеров
для фрезерования канавок в спиральных сверлах.
Спятпе затылка
Снятие затылка у сверл производится различными способами. Как было ска-
зано выше, эта операция может быть произведена отдельно от фрезерования кана-
вок на универсально-фрезерном или сверлонарезном станке с помощью одного
Фиг. 369. Шлифовальный станок для снятия иатылка.
или двух фрезеров (при случае одновременной обработки двух затылков). Этот
способ имеет значительные преимущества в отношении правильного выбора режима
обработки; он широко распространен в США. В Европе преимущественно обра-
ботку каждого затылка производят одновременно с фрезерованием канавок.
Нужно отметить, что снятие затылка очень выгодно производить не с помощью
фрезерования, а посредством шлифовки до и после термообработки, в особенности
для мелких сверл до 10—12 мм. Для этой цели можно использовать самый простой
шлифовальный станок, вернее вращающуюся головку (фиг. 369). Установка камня
по отношению к изделию должна быть такова, чтобы при прохождении сверла
вдоль камня, последний, снимая материал по винтовой поверхности, оставлял
фаску требуемой величины. Для равномерной подачи сверла по винтовой линии
снизу под режущее перо устанавливается специальный упор — яоычок.
Передвижение сверла производится вручную.
Фаска получается достаточно четкой и вполне удовлетворяет техническим усло-
виям на приемку сверл. Заточка затылка не требует большой затраты времени,
единственным недостатком ее является то, что на каждый станок приходится ста-
вить рабочего.
Из фрезеров, применяемых для снятия затылка, прежде всего нужно отметь
конические, которые широко применяются при одновременном фрезеровании одной
Технологический процесс изготовления сверл
-?77
канавки и затылка на специальных свсрлонарезпых станках. Ось фрезера уста-
навливается таким образом, чтобы образующая конуса была параллельна оси
Фиг. 370. Конический фрезер для снятия затылка.
г—С---
Фиг. 371. Фасонный фрезер для снятия затылка с острозаточеипыми зубцам.
сверла. С осью фрезера образующая конуса образует угол в 12°. Фрезеры малых
размеров представляют одно целое с коническим хвостом, большие же фрезеры
chipmaker.ru
372
Сверла
Технологический процесс изготовления сверл 373
изготовляются насадными. Размеры конических фрезеров приведены в табл. 86.
(фиг. 370).
Таблица 86
Ионические фрезеры для снятия затылка (фпг. 370)
Диаметр сверла Наибольший диаметр Фрезера 1 Наименьший 1 1 диаметр Фрезера 1 Длина Фрезера Диаметр отверстия! Длина Фаски | Длина выточки । Расстояние от конца до выточки Ширина прореза Глубина прореза Число зубьев 1 Ширина пера 5 гол рабочего фрезера Угол установки рабочего Фрезера Радиус закругле- ния Угол конуса фрезера
D 01 L do f С а b t Z Р 0 ф г 6
4,5—5 17,51 13 11 6 0,4 2,5 3 — — 12 0,4 65° 7°40' 0,2 24°
свыше 5— 6 19,42 15 17 8 0,6 4 5 5,4 2,8 14 0,6 65° 8°25' 0,4 24°
» 6— 8 20,70 15 17 8 0,6 4 5 5,4 2,8 14 0,6 65° 8°25' 0,4 24°
» 8—11 21,97 15 17 8 0,6 4 5 5,4 2,8 14 0,6 65° 8°25' 04 24°
» 10—12,5 29,59 21 21 13 0,8 5 7 8,4 3,6 16 0,6 60° 8°28' 1,0 24°
» 12,5—15 31,71 21 26 13 0,8 6 9 8,4 3,6 16 0,6 60° 8°28' 1,0 24°
Фиг. 372. Формы затылка
у конца канавки.
Другим, также довольно распространенным фрезером для снятия затылка явля-
ется и фасонный фрезер ( фиг. 371), профиль которого соответствует форме сня-
того затылка сверла. Этот фрезер применяют, главным образом, для сверл сред-
них и крупных диаметров, начиная с 15 мм. Он
дает более красивую форму затылка у конца винто-
вой канавки (на хвосте).
На фиг. 372 показаны два сверла, у сверла В за-
тылок снят коническим фрезером, а у сверла А фа-
сонным. У сверла В вследствие применения кониче-
ского фрезера на противоположной стороне от фаски
остается неснятой часть затылка в виде треугольника,
что придает сверлу некрасивый вид. Такое сверло
допускает меньшее использование, так как после
стачивания до начала треугольника его приходится
или бросать или удалять треугольник с помощью
дополнительной шлифовки. У сверла А благодаря
фасонному фрезеру конец снятого затылка полу-
чается в виде прямой; это не влечет за собой ника-
ких дополнительных подточек. Эти фрезеры изго-
товляются как острозаточенными, так и со снятым
затылком. Они применяются пе только на специ-
альных сверлонарезных станках, но и на универ-
сально-фрезерных. Установка их довольно проста
и не вызывает никаких затруднений. Однако, эти
фрезеры обладают и весьма существенными недостатками. Стоимость их до-
вольно высока; кроме того приходится иметь большой ассортимент их, так
как при фрезеровании одним фрезером нескольких соседних размеров диаметр
затылка по мере удаления от фаски может увеличиваться, а это влечет опас-
ность задевания затылка шлифовальным кругом при круглой шлифовке рабо-
чей части сверла. Желательно, чтобы диаметр затылка по мере удаления от
фаски несколько уменьшался, для того чтобы шлифовальный круг пе задевал
затыловочной поверхности. При использовании этого фрезера переход от фаски
Фиг. 373. Фасонный фрезер для снятия затылка с затылованными зубцами.
к поверхности снятия затылка выбирать произвольно нельзя, так как он полу-
чается определенного и довольно значительного радиуса, зависящего от диаметра
фрезера. Вследствие этого после шлифовки фаска делается шире и переход от нее
к затыловочной поверхности становится нечетким. Поэтому приходится почти для
каждого размера сверла (в пределах 1 мм) изготовлять отдельный фрезер. В табл. 87
приведены размеры острозаточенных фрезеров (фиг. 371), которыми пользуется
завод «Фрезер», а в табл. 88 (фиг. 373) размеры фрезеров с затылованным зубом
для станков Рейпекер (тип SFH 3).
При фрезеровании затылка на универсально-фрезерном станке широко приме-
няются дисковые, торцевые пли трехсторонние фрезеры (фпг. 374). Этот метод
обработки также имеет свои недостатки. Содержание фрезеров обходится довольно
Дорого, так как торцевые зубья вследствие невыгодных углов резания быстро
chipmaker.ru
Сверла
?.7i
изнашиваются и заточка их за-
труднительна. Диаметр фрезера
должен быть таких размеров,
чтобы оправка с надетыми на
нес кольцами не касалась заго-
товки, причем режущий сег-
мент должен полностью пере-
крывать образующую DP за-
«• тыловочной поверхности. Нель-
| зя, однако, также слишком
S увеличивать диаметр, так как
и фрезер может задеть режущую
ь кромку у другой канавки. Это
5 заставляет очень осторожно
§ подходить к выбору диаметра,
д Выведем формулу для опре-
& деления максимально допусти-
ё. мого диаметра торцевого фре-
зера. На фиг. 375 показано
положение фрезера по отпоше-
| нию к сверлу. Введем следую-
к щие обозначения:
О
| В— максимальный радиус
фрезера;
j? г — радиус сверла по фаске;
й т0 —радиус сверла по за-
S тылку;
g I U
п — ~2— половина шага
и винтовой канавки;
Е ш — угол наклона винто-
| вой канавки;
f—ширина фаски.
g- Из д MLN находим:
о
«о cosa = —;
СО
с b = т • sin а
откуда, зная т0 и г, можно опре-
делить угол а и величину Ь.
Из Д ЛВС находим:
c = 6ctgw,
из Д EKD находим:
L..
SlIlco
а
Технологический процесс изготовления сверл
37S
Далее
BD — h — а — с;
из Д ABD находим:
, Л В b b - sin ш
°* 1JB Л—а — с /isinu— f—осозш
откуда и находим угол у.
Siny Бшу
Ш дШ
р_ АО _ b
2 cos р 2 sin у sin (ш + у) ’
где р = 90 — (<о Д- у).
Величина I = R [1 — sin (р -ф- у)].
Максимальная величина т = 2й cos (Р Д- у).
Пример. Определить диаметр торцевого фрезера для фрезерования сверла
24 ли, если ш - 26°, h=у = 71; т0 — 10,45; f —1,95.
т*л 10,45___л or?.
cos а = ~ =0,87;
а=29°20';
b = г sin а = 12 • 0,490 = 5,9 мм\
, 6 sin со 5,9-0,438 ___ОЮО-
tg Y — ft.sinw —f—6cos«o — 71 - 0,438 —1,95 — 5,9 0,899 “ U,1U3’
y = 6°15';
_ b =_________________________5,9________= ,r.
2 sin у sin (<o + y) 2 • 0,109 - 0,533 1
D = 102 MM.
Следовательно, макси-
мально допустимый диа-
метр должен быть не-
много меньше 102 мм,
чтобы зубцы фрезера не
задевали кромки другого
пера у точки А.
Фрезеровать затылок
сверла можно также и
с помощью концевого
Фиг. 376. Фрезерование затылка с помощью концевого
фрезера.
фрезера (фиг. 376). Для
увеличения затылования у точки К ось фрезера составляет не 90° по отношению
к оси сверла, а наклонена к ней па несколько градусов (1—2°). В настоящее
время этот способ мало применяется вследствие малой стойкости и произво-
дительности концевого фрезера. Торцевые зубцы получаются довольно незначи-
тельными, кроме этого весьма трудно создать для них выгодные углы резания.
¥ V V < » ф сп сп 4ь 4ь 4ь 4ь rrrrrr СП СП СП 4ь 4ь 4- м н о © х *••••• » 43—44 . . . » 44—45 . . . » 45—46 . . . > 40-41. . . » 41—42. . . > 42—43 . . . » за 37.. » 37—38. . . » 39—40. . . > 33—34. . . » 34—35. . . > 35—36. . . » 30-31. . . > 31—32 . . . > 32- 33. . . » 27—28. . . » 28—29. . . > 29—30. . . » 24—25. . . » 25—26 . . . » 26—27 . . . > 21—22 . . . » 22—23 . . . > 23—2 1. . . > 18—19. . . » 19—20. . . > 20—21. . . Свыше 15—16. . . » 16—17. . . > 17—18. . Диаметр сверла
® Ci® JO 03 4* СП 05 ~q 7ф 03 СС 4- Ci 4ь Ю 05 4- СП С1 01 05 OOJ0CO 4ь СЛ СП рйй СП сп СП 72,5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 te Меньший диаметр фрезера
О Й СО Й СП 77 77 76 00 CD Й СО СП СП ООО CD 0J 05 05 ОНИ 05 слез ГФ ГО ОЗ 05 05 05 4ь СП СП 05 05 05 05 —Д Q0 4ь 4b Js, СП СП 05 4ь 4j. -1 GO CD 4b СП СП CD О^ to м Большой диаметр фрезера
to to гфгфю го jn Р1 я- >° СП О СП О СП О го го го JOJO 4^ спо сп to ГФ го н^р О О СП о р оооо сп сп о <i5S сп о СП ннн 05 СП СП ОСЛО сл'о СП 03 ГО ГФ О сп о гРр СП О СП Я-1 рр ^0 О СЛО poo-i сп о сп to Радиус профиля
СО СО W со со со 4ь 05 —Д О О 03 соси со 4b OOJO 05 О *03 оз оз оз J0 4^ СП 00 7-ь се to го о со со 4b -1 О го to го ^чрр 05 05 СО го to ГО р 4-СО ГО 05 00 ГФ to ГФ WMH 1-ь 4--Д ГФ F0 нь р О CD colo сп "too о 05 их их 4ь CD "tO 4^^ 03 01 О 4ь Общая ширина ПРОФИЛЯ
СА5 со со со со со Jji^ C0JO ГО 4^ Сп 017-1 о О СО СО ГО го ppp ci'co'to to to го CD —J -д сп со 7-ь ю го го 01 сп 4- “яь'гО СП 22,4 23.1 23,8 to ГФ ГФ Ь-* >-* О -д о 03 рйй 05 «О ГФ 16,0 16,7 17,4 Р 5b со О 4b 01 03 JO JO "to 05 о Ррр 4ь СО1о о- Внутренняя ширина ПрОФПЛЯ Остролач
4ь £ •£« 4ь 4ь оооооо 40 40 40 4b 4ь ООО 8 1 1 1 1 1 gto to Рсооо гр го ГО со оооо ГФ Гр ГО 00 ей со гр ГФ ГФ to to to ГФ to ГФ to to ГФ to Гр to to LO to bo Ширина фрезера
to СИ 03 СО 4ь 4ь 05 HJ СпЪТ^ си осп ох осп СП сп сп 7± 4^ СО о сп о Р 05 05 7-* сп оо СП О сп 3,65 3,30 7,20 4,70 4,35 4,00 ррр О 4b С5 СП о О ррр «0 03 05 СИ СП S' О СП РР С5 -ДО 03 4- 4ь 4ь pp —д 01 со го 4b -q О 14 Ширина большой ступицы © <5 И и 5
НН4-^НН СО ОО CD CD СО СО 4ь 4ь 4Ь 4*7^7^ " ‘V со Зор иь’йь 4b ророоо 4b rfbTfcb ННН СО СП СП Tfb g g СП С’ СП 'cd'о "со ООО Нь 4-i 4-4 ррр 0*50 -д О О сп РР сп —д -1 -Д‘ сп сп сп р р S -1 -д-д СП СП си ррзоо tolo to 4ь 4ь Ь-ь рр 03 to to "го 4- 4- 4Ь ppp а Расстояние ПРОФИЛЯ от ступицы Г5 © д
4^ 4ь 4ь rfb 4ь го to to to to to 4ь 4ь 4ь toto го 42 42 42 4s 03 03 to 05 05 ОЗ ОЗ ОЗ 05 01 05 03 03 03 05 05 05 03 03 03 05 01 05 03 03 03 05 05 05 Гр to to coco со sw а. Диаметр ступицы тые фре ,
- — - ‘
to to to to to to 01 05 Cl Cl 01 05 го to го 05 05 Ci го го to 05 05 01 го to to 05 4ь 4b го го го 4b 4ь 4ь to гр ГФ ГФ ГФ ГФ 4- 4ь 4ь to го to 4— 4* 4ь 4-*HH CD CD CD CD CdS 588 а. Диаметр отверстия веры Д.ш снятия
to to to ro to to 0СО0ОЮО го го to со со со го ю to CD CD CD to to EO CD CH СП to to го си си СП ГФ ГФ to сп С’ СП Ю ГО ГФ осел сп to to го СП СП СП to ГФ to ООО to ГО Гр ООО to to to ООО а. ►- Диаметр выточки
CO CO CD co co co СО СОСО со СО СО CD-Д -Д -д-д -Д -Д -Д-1 -д-д -д -д-1 -д 05 05 05 05 05 05 05 05 05 « Ширина выточки р й Й
to to to to to to го го го ННН to to to to coco ос со со со СО 00 00 СОСО со оооо 05 05 05 05 05 05 05 05 05 а Расстояние выточки от ступицы а (фиг.
05 Cl 01 01 05 01 мнн 05 05 05 1—* 1—к 4Ь 05 01 Cl ’r-HH 05 СП cn Н4^Н СП СП сп СИ ct СП СИ сп СП 4Ь 4-* 4Ь СП СП СП ООО 10 10 10 4ь 4b 4Ь ООО "Ь| Ширина прореза 371)
кр. 4b tfb 4ь 4b 4b to to to to to to 4ь 4ь 4ь to го to 4s. i-f^- 14s- ГО to to 4ь ОЗ ОЗ ГО 01 05 ОЗ 03 03 05 01 05 03 03 03 01 01 05 03 03 03 05 05 05 03 03 03 01 05 05 ГФ Гр to со со со 28 28 28 to ГФ to CO CD CO •* Длина прореза
4x 4ь 4ь 4ь О OOOOO 4ь 4ь 4ь ООО £88 4b IO ГО о особ to to Гр СО СОСО гр го ГФ об 00 со to ГФ ГФ со со со to to ГФ со со со ГФ to ГФ ООО to to to ООО ГФ ГФГФ ООО •s Радиус прореза
to to to to to to oooooo to to to о to to to to ГО tote to ГО гр to to о о го го to ООО ГФ ГФ ю о to го ГФ гр ГФ to ГО ГФ ГФ ГФ Гр ГФ ГО ГФ 4-* 4Ь 4Ь оососо оооооо So oo oo Число зубьев
888888 05 01 05 ООО Cl 05 05 ООО 05 СП СП ООО сп сп сп ООО СП 4ь 4ь О сп СП 4b 4ь 4ь сп сп сп ел ел ел 4b 4ь ел сп сп ООО 03 03 w ex сп CH to te Диаметр рабочего фрезера
888888 09 09 09 09 09 09 888 0- 05 05 ООО 09 09 09 09 09 09 05 01 05 ООО 05 05 05 ООО 01 05 05 ООО 05 05 05 ООО 4= Угол ра- бочего фрезера Таблица 87
oppppp СП СП СП СП СП сл ООО СП СП СП o op "сп СП СП ррр "сп 01 СП ООО "сп СП 01 ООО СИ СП СП РРР "сп сп сп ООО сп сп ел орр сп сп сп ррр ел сп си ppp сп сп сп т> Радике закругле- ния
Сверла_______________________ Технологический процесс изготовления сверл__________________377
Сверла
Таблица 8S
Фрезеры для снятия затылка (к стайку Рейиекер SFH № 3)
ГС е" Размер сверла „ * Наружи, диаметр фрезера Диаметр отверстия Ширина Фрезера Длина выточки Число зубьев со ГС К О Диаметр рабочего Фрезера 1 Размер для уста- новки Фрезера
/> <1 п 1 Z 11 0. .4
1 15—16 18 6
2 16,25—17,25 19 8 6.5
3 17,5 —18,75 45 20 9 7
4 19,0 —20,5 21 9 7,5
5 20,75—22 22 12 8
6 7 22,5 —24 24,25—26 50 16 23 21 11 11,5 5,5 6
8 26,25—28 26 12 100 6,5
9 28,25—30 27
10 30,5 —32,5 29 13,5 5
11 33—35 55 30 14 6
12 34,5 —37,5 31 10
13 3S—40 33 ' 15 14 11,5 10,5
14 15 40,5 —43 43,5 —46,5 60 19 35 36 16 13,5 11 11,5
16 47—50 37 12
Фрезерование поводка и лапки
У цилиндрических сверл для лучшего закрепления в патроне при сверлении
делается поводок (фиг. 377). Фрезерование поводка у цилиндрических сверл и
лапки у конических можно производить па горизонтально-фрезерном станке с по-
мощью ручной (при ма-
лых размерах) или ме-
ханической подачи. Для
зажима сверл применя-
ется специальное при-
способление, рассчитан-
ное на одну или две заго-
товки. Фрезерование осу-
Фпг. 377. Поводок у сверл с цилиндрическим хвостом. ЩесТВЛЯбТСЯ С ПОМОЩЬЮ
двух фрезеров, посажен-
ных на общую оправку. Эту операцию можно производить также и на вертикаль-
но-фрезерном станке с круглым столом, который дает возможность беспрерывно
подводить заготовки к обрабатывающим фрезерам. На фиг. 378 показана схема
приспособления. Рабочий, стоя впереди станка, постепенно вынимает уже отфрезе-
рованные заготовки и закладывает новые. Для контроля установки сверл на опре-
деленную длину имеется сектор, который закреплен неподвижно. Фрезеры распо-
ложены на противоположной стороне от сектора. Сверла помещаются в специаль-
Технологический процесс изготовления сверл
379
ные гнезда и закрепляются зажимами. Гнезда и зажимы рассчитаны па определен-
ный размер сверла и поэтому меняются в зависимости от диаметра заготовки.
При фрезеровании нужно следить, чтобы грани поводка и лапки были симметрично
расположены по отношению к оси сверла. Режим работы при фрезеровании с по-
фиг. 378. Схема приспособления для фрезерования лапки и поводка у спи-
ральных сверл.
мощью непрерывной подачи: скорость резания 30—35 м/мин, подача 100—
200 мм/мин. При фрезеровании крупных сверл (по две заготовки одновременно)
режим несколько понижается.
Фрезерование острия
У мелких сверл (до 15 мм) острие затачивается после термической обработки
на заточном станке. У средних и крупных сверл острие необходимо подрезать до
термической обработки, так как при заточке придется затрачивать много времени
на удаление большого слоя металла, обладающего значительной твердостью.
По [резка делается таким образом, как показано на фиг. 379, т. е. сверло уже до
закалки получает необходимый угол в 118° на наружных кромках, причем для
r.ru
380
Сверла
возможности дальнейшей обработки в центрах оставляется небольшой центро-
вальный конус 90°. Фрезерование производится односторонним фрезером на
фрезерном станке с помощью специального приспособления, расположенного под
определенным углом к оси инструмента. Для подрезки острия это приспособление
во время фрезерования поворачивается в плоскости, перпендикулярной к оси
фрезера. Операция производится в два приема: сначала фрезеруется одна сто-
рона острия, затем — другая.
Фиг. 379. Схема фрезерования
острия сверла.
После окончания всех фрезерных операций
сверло подвергается тщательной очистке от за-
усенцев (вручную).
Термическая обработка
Все сверла перед термической обработкой
обязательно должны подвергаться промывке.
После механической обработки на изделиях
всегда остаются стружки и масло, которые ока-
зывают вредное влияние на закалку и ослабляют
до известной степени активность воздействия
охлаждающей жидкости па поверхность инстру-
мента при охлаждении. При массовом произ-
водстве для этой операции особенно хорошо
зарекомендовали себя специальные промывные
машины, например фирмы Хан Кольб. У них
имеются две камеры: одна для промывки, а дру-
гая для прополаскивания. Сверла укладываются
на ленту-транспортер, который автоматически
проходит через обе камеры. Промывка прохо-
дит под сильными струями горячей жидкости,
состоящей из смеси воды, соды и жидкого мыла.
При отсутствии промывной машины изделия мо-
гут быть очищены также и в выварном котелке.
Нагревание сверл из углеродистой или легированной стали можно производить
в свинцовых или соляных ваннах. Вследствие большой теплопроводности свинца
нагревание в свинцовых ваннах происходит, примерно, в 2—2,5 раза быстрее,
чем в соляных. При нагревании в соляных ваннах, вследствие наличия небольшого
количества соли, происходит настолько быстрое остывание смеси, что приходится
иногда даже прекращать работу для нового разогрева. При работе со свинцовыми
ваннами этого пе бывает, так как свинец является хорошим аккумулятором тепла.
Свинцовая ванна также хорошо регулируется. Но наряду с достоинствами свин-
цовая ванна обладает и недостатками, ограничивающими до известной степени
область ее применения. Свинец в нагретом состоянии выделяет вредные для здо-
ровья пары. Кроме того, происходит быстрое выгорание его, что, следовательно,
вызывает значительный расход свинца. Это можно до некоторой степени пред-
отвратить, покрывая поверхность расплавленного свинца слоем толченого древес-
ного или ретортного угля. Следующим недостатком является способность свинца
приставать к изделию. Приставшие частицы в дальнейшем трудно отделить от
инструмента, кроме этого они способствуют и получению мягких, плохо закален-
Технологический процесс изготовления сверл
381
ных мест. Это объясняется тем, что прилипшие частицы свинца не допускают при
охлаждении соприкосновения охлаждающей жидкости с предметом. Соляная
ванна обладает тем преимуществом, что изделие при опускании в нее покрывается
тонкой коркой расплавленной соли, предохраняющей инструмент от окисления.
Эта корка моментально отделяется при погружении в воду, таким образом обеспе-
чивается чистота закаливаемых предметов. Однако и в свинцовой ванне можно
достигнуть этой чистоты, покрывая расплавленную поверхность свинца вместо
древесного угля слоем смеси солей. Для этого тщательно смешиваются равные весо-
вые части хлористого натрия, хлористого калия и хлористого бария. После сме-
шивания вся масса расплавляется в тигле, затем выливается и после затвердева-
ния размельчается. Поверхность расплавленного свинца должна быть очищена
от пленки окислами; для этого ее сначала покрывают пылыо древесного угля,
а затем накладывают количество соли, требуемое для покрытия всей поверхности
ванны. При извлечении из свипцовой ванны требуемые инструменты покрыва-
ются топким слоем соли, который прп опускании в воду отскакивает вместе
с приставшими к инструменту свин-
цовыми шариками. Для закалки
сверл из углеродистой и легирован-
ной стали преимущественно приме-
няют свинцовые ванны.
Для предотвращения больших
внутренних напряжений в изделиях
нагревание для закалки производится
не сразу в ванне, а с предваритель-
ным подогревом. Ванна должна иметь
два тигля один из которых подогре-
Фиг. 380. Прокатывание заготовки утюгом
во время закалки.
вается отходящими газами. Кроме того, в ваннах должна быть устроена неболь-
шая камера для первого подогрева. Нагревание ведется следующим образом:
сначала сверла подогреваются в камере до температуры 150—200 °C, затем пере-
носятся в первый тигель и нагреваются до температуры 500—550° С, после чего
производится уже нагрев в основном тигле до требуемой температуры закалки.
Двухступенчатый подогрев пужно применять для сверл диаметром от 12 мм
и выше. Для сверл от 6 до 12 мм применяется только один подогрев (до 300—350°);
он производится иногда пе в камере, а на специальной горелке, пристроенной
сбоку у печи. Сверла до 6 мм обычно нагреваются сразу в свипцовой ванне до
температуры закалки без всякого предварительного подогрева. Температура на-
грева для закалки: для сверл из углеродистой стали — 760—780°, из легирован-
ной — 800—820°, причем для холоднотянутой стали берется высший предел,
а для горячекаташюй — низший.
Сверла опускаются в ванну вертикально, режущей частью вниз, таким обра-
зом, чтобы в расплавленном свинце находилась только рабочая часть.
Охлаждение производится для сверл до 10 мм в масле, свыше 10 мм — в воде
с последующим переносом в масло. При охлаждении сверло кладется на плиту,
находящуюся частью в охлаждающей жидкости, частью на воздухе, и прокаты-
вается по ней (фиг. 380) с помощью деревянного (для сверл до 1 мм) или железного
утюга (для сверл от 1 до 10 .о). Сверла свыше 10 мм вследствие большей
толщины такой прокатке не подвергаются, а замачиваются в воде в строго верти-
кальном положении. При охлаждении большое значение имеет скрытая теплота
r.ru
382 Сверла
парообразования охлаждающей жидкости, поэтому сверло необходимо немного
передвигать вниз и вверх. Вследствие этого образующиеся пузырьки пара не будут
оставаться на инструменте; они смываются водой и к изделию все время подво-
дится свежая вода.
Конические сверла до 10 мм при охлаждении также прокатываются под утю-
гом, причем под него кладется не все сверло, а только цилиндрическая часть.
Такое прокатывание под утюгом сильно уменьшает коробление сверла при закалке.
Сверла из быстрорежущей стали при закалке нагреваются в соляных ваннах
или же в вертикальных тигельных печах. Свинцовые ванны для высоких темпера-
тур, которые требуются для быстрорежущих сталей, совершенно пе пригодны.
Иногда нагревание сверл производят в печи муфельного или полумуфелыюго
типа. Во избежание обезуглероживания сверла закладываются в жсстяный ящик
и тщательно пересыпаются мелким, уже бывшим в употреблении, древесным углем.
Этот способ дает часто хорошие результаты, но в массовом производстве, применя-
ется редко, вследствие небольшой производительности.
Наибольшее распространение для закалки изделий из быстрорежущей стали
получили электродные соляные ванны. Они просты и надежны в эксплоатации,
допускают хорошую регулировку температуры, отличаются большой производи-
тельностью и обеспечивают получение высоких температур (до 1300° С), необхо-
димых при закалке быстрорежущей стали. В качестве соли, как известно, в соля-
ных ваннах применяется хлористый барий. Он обладает тем недостатком, чтр при
высоких температурах соединяется с кислородом воздуха, образуя окись бария,
содержание которого увеличивается с продолжительностью работы ванны. Окись
бария активно действует на поверхность нагреваемых в ванне предметов и произ-
водит некоторое поверхностное обезуглероживание. Чтобы предотвратить это,
в соляную ваипу прибавляют или циановые соли или борную кислоту, которые
препятствуют, до известной степени, обезуглероживанию изделий. Некоторые
германские фирмы компенсируют эту потерю углерода другим путем: после
нагрева в соляной ванне изделие погружается в ванну с циановыми солями при
температуре 750—800° С и держится там несколько секунд, вследствие чего по-
верхностный слой обогащается углеродом.
Изделия из быстрорежущей стали также необходимо нагревать постепенно,
во избежание излишних напряжений и даже трещин. Подогрев обычно произво-
дится в двухкамерной печи, расположенной рядом с соляной ванной. Сначала
изделие нагревается в одной камере до температуры 400—500° С, затем перено-
сится в другую и держится в ней до температуры 900—950° С. Подогрев желательно
вести в среде, препятствующей обезуглероживанию поверхностного слоя, напри-
мер в отработанном древесном угле. Подогрев до такой высокой температуры дает
изделию возможность постепенно прогреваться и принимать во всех частях равно-
мерную температуру, а также позволяет тратить меньше времени на выдержива-
ние предмета в соляной ванне при высокой температуре. Как только предмет до-
стигнет высокой температуры, его быстро переносят в соляную ванну и держат там
при температуре, зависящей от диаметра сверла и сорта стали.
До сих пор распространено мнение, что сверла из быстрорежущей стали надо
нагревать для закалки до температуры 1100—1200°. Это неверно, так как сверла,
закаленные при такой температуре, не будут обладать высокой производитель-
ностью. В настоящее время все первоклассные заводы производят закалку сверл
при температуре 1250—1280°, причем низший предел рекомендуется для боль-
Технологический процесс изготовления сверл 383
пшх сверл во избежание большего обезуглероживания, связанного с длительным
пребыванием их в печи.
Охлаждение сверл из быстрорежущей стали производится в масле, причем
сверла до 10 мм как с цилиндрическим, так и коническим хвостом прокатываются
под утюгом.
Вертикальные муфельные или тигельные печи, нагреваемые газом, начали
применяться для закалки сверл из быстрорежущей стали только в последнее время.
Муфели изготовлены из тонкого жароупорного сплава Ст. 8 (завода Круппа), допу-
скающего довольно продолжительную работу при высоких температурах. Вместо
этого сплава завод «Фрезер» успешно применяет тигли, изготовленные из шамота
с примесью карборунда.
Печи дают равномерную температуру, которую можно регулировать (в преде-
лах 5—10°); они отличаются высокой экономичностью в эксплоатации и гаранти-
руют высокое качество продукции. Как Известно, быстрорежущую сталь нужно
подвергать охлаждению только в масле, что связано с определенными неудобст-
вами в том случае, если нагрев производится в соляной ванне. Корка, получаемая
прп опускании в расплавленную соль, не отскакивает при погружении в масло,
а остается на изделии, что влечет за собой недостаточно активное охлаждение.
В муфельных печах этот недостаток можно устранить, так как нагрев ведется
в воздушной среде. Подогрев (до 900°) в муфельных печах производится во втором
муфеле, расположенном рядом с основным. Для предохранения сверл от обезугле-
роживания во время нагревания в тигли кладут немного древесного угля.
Температура в рабочем тигле контролируется с помощью платино — плати-
нородиевой термопары, которая обычно устанавливается на колонке у печи.
Время выдержки в рабочем тигле весьма незначительно и измеряется секундами
или несколькими минутами, как видно из табл. 89.
Время выдержки определяется с помощью электрических часов, установленных
на стойке у каждой печи. Часы работают следующим образом: рабочий переводит
стрелку циферблата на цифру, указывающую требуемое время выдержки. После
этого он вставляет сверло в рабочий тигель и одновременно нажимает кнопку,
которая включает ток. По истечении необходимого времени зажигается сигналь-
ная лампочка; это указывает, что сверло нужно вынуть из рабочего тигля. Часы
допускают определять время выдержки в пределах от 6 сек. до 8 мин.
В подогревательный муфель (один пли два) помещают по несколько сверл, при-
чем для возможности удержания их на определенной высоте (нагревается только
рабочая часть), заготовки упираются в специальный диск, поддерживаемый стерж-
нем. Сверху муфель закрывается кпышкой с отверстиями для термопары и заго-
товок.
384
Сверла
Фпг. 381. Печь Хомо для отпуска.
После закалки сверла должны быть подвергнуты промывке. Эта операция
производится для очистки изделия перед отпуском, который целесообразнее всего
производить в воздушных печах. Промывка производится сначала в горячем
растворе соды и жидкого мыла в течение 20 млн. Затем заготовки переносятся
в котелок с водным раствором соляной кислоты на 20—25 минут, после чего про-
мываются в баке с холодной водой и потом снова помещаются на 10 мин. в раствор
соды и жидкого мыла. Иногда промывка производится только в содовом растворе.
Нужно отметить, что сверла, нагреваемые для закалки в соляной ванне, ну-
ждаются в более тщательной очистке, чем сверла, нагреваемые в муфельных печах.
Хлористый барий обра-
зует при закалке в мас-
ле нерастворимый в
воде твердый нагар,
который может быть
удален только сложной
вываркой в едком натре
с последующим травле-
нием в кислоте и ней-
трализацией или про-
мывкой в промывной
машине. Если такой
сложной очистки не де-
лать, то это приведет
к постепенному засоре-
нию воздушных печей.
В последнее время
отпуск сверл в воздуш-
ных печах получил
большое распростране-
ние. На фиг. 381 пред-
ставлена оригинальная
конструкция печей —
Хомо американской
фирмы Лпдс-Нортруп.
Преимущества этих
печей:
1) в качестве эле-
мента, передающего тепло, применяется воздух, вследствие чего уменьшается
стоимость эксплоатации;
2) гарантируется полная безопасность от воспламенения теплопередающей
среды по сравнению с масляной ванной;
3) отсутствуют дым, угар и пары;
4) детали после отпуска получаются чистыми и сухими.
Принцип действия этих печей заключается в следующем: на внутренней поверх-
ности теплоизолированного цилиндра поставлены элементы, нагреваемые электри-
ческим током. Внутри цилиндрического пространства поставлен второй кожух
с небольшим зазором у стенок для нагревательных элементов. Внутри второго
кожуха помещаются в сетчатой корзине детали, подлежащие отпуску. На дне
Технологический процесс изготовления сверл 38В
кожуха поставлен вентилятор, приводимый в действие мотором, находящимся
снаружи. Ток воздуха, нагретого элементами, подается вентилятором попеременно
то в одну, то в другую сторону (сверху вниз и снизу вверх). Переключение вра-
щения производится автоматически с помощью особого контроллера через каждые
1,5 мин.
Отпуск производится следующим образом: детали загружают в зависимости
от количества в одну (большую) или в несколько плоских сетчатых корзин, вклю-
чают ток и наблюдают кривую температуры, которую чертит перо самопишущего
прибора. Вначале эта линия имеет пилообразную форму. Это является результа-
том переменного вращения вентилятора с постепенно уменьшающимися разма-
хами. Когда амплитуда этих размахов уменьшится и сама линия перейдет почти
в прямую, — это послужит признаком того, что вся масса отпускаемых изделий
достигла уже одинаковой температуры, которая устанавливается в зависимости
от загружаемых предметов. При этой температуре печь выдерживают определен-
ное количество времени, после чего производят выгрузку.
Печи строятся двух типов: 1) для отпуска углеродистой стали с максимальной
температурой 425°; 2) для отпуска быстрорежущей стали с максимальной темпе-
ратурой 650° С.
* Важной особенностью этих печей является то, что они допускают автоматиче-
ское регулирование температуры (в пределах ± 5°) в рабочем пространстве. По-
стоянство температуры поддерживается специальным аппаратом Кибак, основан-
ным на принципе линейного расширения материала при нагревании.
При превышении температуры на 5° тотчас же происходит выключение кон-
такта, ток перемещается и нагревание печи приостанавливается. Одновременно
с этим зажигается красная лампочка и амперметр устанавливается на 0. Как
только печь охладится до требуемой температуры, ток включается и печь снова
начинает нагреваться. В это время зажигается зеленая лампочка, а стрелка ампер-
метра показывает силу тока, идущего на нагревание печи. В том.случае, если тем-
пература повысится больше чем на 10°, — включается гудок, который дает знать
о неисправности регулятора.
В последнее время имеется тенденция производить отпуск сверл в течепие более
продолжительного времени при сравнительно невысокой температуре, например
для углеродистой стали при 150—180° С вместо 200—225° С. Такой отпуск дает
прекрасные результаты в отношении устранения внутренних напряжений и полу-
чения равномерной структуры.
Отпуск сверл из легированной стали производится при температуре 150°,
причем выдержка в печи колеблется в зависимости от размера сверла (табл. 90).
Таблица 90
Диаметр сверла 0,25—4 4—10 10—16 1IV—52
Время выдержки в часах 1 1,5 1,8 2,0
Сверла из быстрорежущей стали до 10 мм подвергаются еще более продолжи-
тельному отпуску в течение 6 часов при температуре 525°; для сверл свыше 10 мм
25 Семенченко
дается ступенчатый отпуск, сначала в течение 6 часов при температуре 525° и за-
тем в течение 2 часов при температуре 560е.
Охлаждение сверл после нагревания производится в спокойном воздухе.
Закалке подвергаются только рабочая часть и лапка сверла. Хвост должен
быть мягким для придания сверлу некоторой вязкости, что особенно важно при
правке в случае искривления во время закалки. Закалка лапок производится
в свинцовых или соляных ваннах перед отпуском при температуре 800—820е для
углеродистой стали и 820—840° для легированной. Если хвост из малоуглероди-
стой стали приварен к быстрорежущей, закалку лапки целесообразнее произво-
дить после отпуска. Это вызывается тем, что вследствие высокой температуры, при
которой производится отпуск быстрорежущей стали, эффект от закалки ничто-
жен. Закалка лапки у таких сверл производится следующим образом. Лапка нагре-
вается до температуры закалки, а затем посыпается одним из цементирующих
порошков, например, смесью из красной кровяной соли (4 части), каменной соли
(1 часть), нашатыря — части
После нагревания охлаждение производится сначала в воде, но не полностью,
с целью получения некоторого отпуска до требуемой твердое! и за счет внутрен-
ней теплоты изделия (отпуск изнутри). Окончательное охлаждение изделия произ-
водится в масле.
После термической обработки сверла должны быть проверены прежде всего
на твердость с помощью напильника. Этот метод является наиболее удобным и про-
стым, так как позволяет проверить твердость сразу в нескольких точках, в то
время как все существующие приборы определяют твердость только в одной точке.
Прибор Роквелла, несмотря на большие преимущества, применяется только при
выборочном контроле, а при массовом производстве мало применим, так как
требует довольно значительного времени на проверку. Твердость сверл из угле-
родистой и легированной стали по Роквеллу колеблется в пределах 60—62, а для
сверл из быстрорежущей стали — на 1—2 единицы выше.
Кроме этого сверла должны проверяться на кривизну. Цилиндрические сверла
от 2 мм диаметром проверяются с помощью специального аппарата, состоящего
из двух наклонных плит, установленных параллельно друг другу. Нижняя плита
неподвижная, а верхняя может перемещаться вниз и вверх с помощью вертикаль-
ного ходового винта. Благодаря этому расстояние между плитами может быть
установлено на требуемый размер, который отмечается на шкале. Этот размер
равен диаметру сверла плюс половина (пли немного больше) припуска под шли-
фовку после термической обработки. Сверла пропускаются между плитами; если
кривизна незначительна, то они свободно проходят между плитами и скатываются
в коробку позади прибора: кривые сверла застревают; выталкивание их произ-
водится помощью ножного приспособления. С помощью описанного прибора
можно весьма быстро производить разбраковку сверл.
У мелких сверл кривизна контролируется на-глаз при скатывании их по на-
клонно установленной гладкой плите.
, Конические сверла проверяются между центрами с помощью индикатора.
Кривые сверла до 10 мм диаметром подвергаются правке на чугунных плитах
легкими ударами медным молотком. Мелкие сверла правятся без подогрева, более
крупные — с подогревом.
Сверла свыше 10 мм обязательно должны правиться с предварительным подо-
Технологический процесс изготовления сверл 387
гревом па газовой горелке. Правка производится на ручных прессах, причем
«биение» сверл определяется с помощью мела.
После правки сверла поступают на очистку песком. В настоящее время имеется
тенденция воздерживаться от очистки сверл, как и всякого другого режущего
инструмента, песком. Вследствие большого количества ударов песчинок, на режу-
щей грани получаются выщерблины, ухудшающие условия резания и отвод струж-
ки из-за большого трения. Сверла, очищенные песком, быстрее подвергаются ржа-
влению, чем неочищенные. Последнее при массовом производстве вносит в цех
большую дезорганизацию и заставляет часто производить очистку сверл от ржав-
чины с помощью вращающихся щеток. Эти причины заставляют или совершенно
отказаться от очистки сверл песком, или же после нее производить оксидиро-
вание. В результате этого сверла покрываются тонким слоем окиси железа (чер-
ного или коричневого оттенка), предохраняющим изделия от ржавчины не только
во время дальнейших операций, но также и при эксплоатации. Сверла из угле-
родистой и легированной сталей подвергаются оксидированию с помощью хими-
ческих реактивов. Процесс оксидирования состоит из следующих операций:
1) промывка при температуре 70° в течение 5 мин. в ванне состава: двой-
ное жидкое стекло 440 г, едкий натрий (NaOH) —120 г; вода 440 г (водой раз-
бавляется до свободной щелочности);
2) обезжиривание в растворе па 1 л воды —едкого натра (NaOH) —890 г,
азотистокислого натра (NaNO-j)—800 г; температура раствора—до кипения;
выдержка 20 мин;
3) промывка в холодной проточной воде в течение 5 мин.;
4) травление в холодном растворе в течение 10 мин.; состав ванны: на 1 л
воды —серной кислоты 12) ся3, соляной кислоты 100 cjh3;
5) промывка в холодной проточной воде в течение 5 мин.;
6) оксидирование при температуре 137—142" при выдержке 3) мин. в растворе
на 1 л воды едкого натра (NaOH) 800 г и азотистокислого натра (NaNO2) — 400 г.;
7) промывка в баке с холодной проточной водой в течение 10 мин.;
8) выварка при температуре кипения в 2% растворе жидкого мыла в воде,
выдержка Змин.;
9) смазка минеральным маслом (в баке в течение 1 мин.).
Сверла из быстрорежущ й стали лучш* ве то подвергать не химическому,
а термическому оксидированию при отпуске в печах Хомо. Для этой цели
следует применять: очистку песком не после отпуска, а перед ним, если таковая
производится.
Полировка канавок
Этой операции подвергаются только сверла из быстрорежущей стали. Поли-
ровка канавок производится для снятия обезуглероженного слоя, который у бы-
строрежущей стали вследствие высокой температуры закалки всегда будет выше,
чем у углеродистой. Кроме того, полированные канавки лучше отводят стружку,
что для сверл из быстрорежущей стали имеет большее значение, чем для сверл
из углеродистой. Полировка канавок производится вручную на вращающихся
головках с помощью кожаных или деревянных кружков, обклеенных зернами
наждака. Полировка канавок производится до тех пор, пока не будет удалена
вся чернота.
chipmaker.ru
388
Сверла
Шлифовка цилиндрической части и хвоста
У цилиндрических сверл до 20 мм диаметром рабочая часть шлифуется одно-
временно с хвостом. Эту шлифовку рекомендуется производить в два приема.
Сначала все сверла пропускаются через бесцентровый станок типа американской
фирмыЦинцщшати. Шлифовка производится на проход, причем сверла получаются
цилиндрическими без заднего конуса. Окончательная шлифовка служит для полу-
чения точного размера по диаметру и заднего конуса. Для этого рекомендуется
пользоваться бесцентровым станком специальной конструкции (фиг. 382). Подаю-
щий круг станка изготовлен из стали, а нс из абразивов, как на станйе Цинци-
ннати, и установлен на столе, который перемещается вдоль шлифовального круга.
Заготовки закладываются в магазин Л, из которого
они выталкиваются в начале движения стола высту-
пом D направляющей линейки В. Заготовки посте-
пенно проходят вдоль шлифовального круга и по-
лучают требуемый размер с соответствующим утопь-
шением по диаметру хвоста. Прошлифованные сверла
скатываются в специальный ящик.
Подающий круг получает вращение от отдель-
ного мотора. Для получения конусности он повернут
в горизонтальной плоскости па соответствующий
угол, вследствие чего при продвижении стола влево
(рабочий ход) уменьшается расстояние между шли-
фовальным кругом и образующей подающего круга.
Шлифовка на бесцентровом станке производится при
скорости вращения шлифовального круга в 25 —
30 м/сек, продольной подаче 3—5 м/мин и глубине
резания 0.03—0,08 мм.
Рабочая часть цилиндрических сверл свыше 20 мм
и конических сверл шлифуется отдельно от хвоста.
Обе операции выполняются на круглошлифовальных
станках, снабженных автоматическими выключате-
Фиг. 382. Схема бесцентро-
вого станка для сверл.
лями па глубину резания для возможности обслуживания одним рабочим несколь-
ких станков. Несмотря на то, что/эти операции отличаются простотой, они
часто служат причиной брака. Требования, предъявляемые при шлифовке сверл:
1) оси цилиндрической части и хвоста должны совпадать друг с другом, так как
иначе сверло будет вращаться неточно; рабочая часть и хвост обрабатываются па
отдельных станках, поэтому центры каждого станка должны быть выполнены
таким образом, чтобы при закреплении ни в коем случае не имело места смеще-
ние оси заготовки;
2) при шлифовке рабочей части шлифовальный круг касается только одной
фаски, т. е. шлифуется не гладкое цилиндрическое тело, а как бы валик с очень
широкими шпоночными канавками. Вследствие этого каждый раз, когда шлифо-
вальный камень находит на фаску или сходит с нее, в направляющих станины
появляются ритмические напряжения. Для избежания пружинения станок дол-
жен обладать достаточной жесткостью, так как сечение сверла будет не цилиндри-
ческой, а овальной формы. В результате этого при сверлении сверло будет защем-
ляться в отверстии и фаска будет выкрашиваться.
Технологический процесс изготовления сверл 389
При шлифовке рабочей части для получения заднего конуса верхняя часть
стола смещается на нижний угол; точно так же получается конус и у хвоста сверла.
Заточка
Фиг. 383. Схема станка Вейснера для заточки сверл.
Заточка сверл мелких размеров (от 0,25 до 1,5 мм) производится на неболь-
ших наждачных точилах вручную.
Сверла от 1,5 до 6 мм затачиваются на наждачных точилах с помощью спе-
циальной оправки, поворачивающейся на эксцентрике к шлифовальному камню.
В этой оправке закреплена под определенным углом втулка, в которой и зажи-
мается сверло. При заточке шлифуется сначала один, а затем другой затылок.
Сверла от 6 до 50 мм
шлифуются на специальных
станках, позволяющих сни-
мать затылок под требуемым
углом.
На фиг. 383 показан
станок для заточки по ме-
тоду Вейскера. Сверло зажи-
мается в специальной под-
держке А, которая может
поворачиваться вокруг оси
Н. Для этой цели поддержка
снабжена цапфой F, повора-
чивающейся в подшипнике G.
Ось Н совпадает с осью
образующего заднюю по-
верхность конуса. В про-
цессе заточки поддержка
вращается вокруг оси И,
а сверло одновременно по-
дается вдоль своей оси к
шлифовальному кругу с помощью винта, опирающегося на задний торец
сверла.
На фиг. 384 показана схема заточки сверла на станке по принципу Уошборна.
Сверло D устанавливается на поддержку (?, снабженную цапфой а, которая может
поворачиваться вокруг оси, совпадающей с осью образующего конуса в 26°. Дер-
жавка Е вместе с подшипником для цапфы выдвигается вправо до тех пор, пока
вершина конуса d не будет отстоять от оси сверла на величину 1,9 D. Практи-
чески это осуществляется при помощи губок F — F, между которыми зажимается
сверло равного диаметра; при этом державка Е занимает требуемое положение.
Глубина резания при заточке регулируется с помощью упорного винта М.
Упорная планка К делается выдвижной для возможности закрепления сверл раз-
личных диаметров. Призма I служит для установки сверла (в качестве опоры).
Каждая грань сверла затачивается отдельно. Сбоку станка показано приспособле-
ние для подточки сердцевины сверла.
Существенным недостатком описанных выше станков является то, что для за-
точки каждой грани приходится производить новую установку сверла. Послед-
390
Сверла
нее может повести к несимметричной заточке граней; поэтому приходится прибе-
гать к дополнительному промеру. Кроме того, каждый из этих станков должен
обслуживать отдельный
рабочий.
Фирма Шмальц изго-
товляет специальный ав-
томат, который лишен
этих недостатков (фиг.
385—386). Особенностью
этого станка является
головка D, снабженная
отростком, в котором по-
мещается вращающаяся
гильза L. Ось вращения
гильзы х — х составляет
с осью вращения головки
у — у постоянный угол
13°, что соответствует
углу, под которым напра-
влена образующая конуса
для заточки. Головка D
вращается с помощью
шестерен т и п, а гильза
Фиг. 384. Схема станка Уошберна для заточки сверл.
I I
В
О'
О
- -1 -Ц
W И с
Р
О
I
Фиг. 385. Станок фирмы Шмальц для заточки сверл.
с помощью шестерен t и
s, причем за каждый оборот головки D гильза делает только полоборота, в тече-
ние которого осуществляется заточка одной только грани. За следующий оборот
головки производится заточка второй грани. Вращение от мотора к головке
передается через фрикцион К' шкива а, червячную передачу с—d, кони-
ческие шестерни h—г—I
и цилиндрические ше-
стерни т—п. Паразитная
шестерня i сидит на цап-
фе оси вращения стола,
вследствие чего сцепление
между шестернями h и I
не нарушается при пово-
ротах стола. Во время вра-
щения головки D шестер-
ня /, посаженная па валике
d' наглухо, остается непо-
движной, а шестерня $,
обкатываясь вокруг /, вра-
щается и тем самым приво-
дит во вращение гильзу L.
Сверло зажимается в гильзе своим хвостом. Спереди гильзы имеется при-
способление OQ с шарнирными рычагами рр'. Последние входят в винтовые
канавки сверла и удерживают его от поворачивания. Разжим рычагов рр'
осуществляется с помощью зубчатки О' (фиг. 385) и ключа М с зубчаткой.
Технологический процесс изготовления сверл
391
Перед началом заточки производится регулировка установки сверла. Для
этого стол В подводится к шлифовальному камню Z, причем режущая грань в месте
Фиг. 386. Схема станка фирмЬ1 Шмальц.
соприкосновения с камнем должна иметь горизонтальное направление. Для
этой цели поворачивают гильзу L при помощи шестерни и храповичка с собач-
кой И7.
Стол устанавливается
под таким углом, чтобы
ось вращения гильзы х—х
находилась под углом 59°
к плоскости заточки. Вели-
чина угла при вершппб
регулируется с помощью
установочного винта У,
находящегося в приливе
стола В.
Автоматическая подача
на глубину резания осу-
ществляется с помощью
винта и храповика В с со-
бачкой, которая приво-
дится в движение от по-
водка, находящегося В ка- Фиг. 387. Стапок фирмы Шток для заточки малых сперл.
вавке ведущей муфты G.
Шлифовальный круг установлен на подвижном шпинделе, который пере-
мещается по оси с помощью ведущей муфты G. Последняя имеет спиральную ка-
r.ru
392
Сверла
навку, в которую входит поводок, укрепленный на выступе подшипника Н.
Благодаря такому устройству шлифовальный камень передвигается взад и впе-
ред, что способствует правильной заточке и равномерному износу камня.
Станок снабжен насосом для охлаждения сверла во время заточки.
На фиг. 387 показан станок фирмы Шток для заточки сверл от 1 до 13 мм диа-
метром. Особенностью его является закрепление сверла в специальной буксе,
снабженной упором для предохранения сверла от проворачивания и продольного
перемещения. Букса вместе со сверлом помещается в специальной головке В.
Фиг. 388. Схема станка для заточки малых сверл.
На фиг. 388 показана схема установки сверла. При вращении установочного
винта А головка В вместе со сверлом перемещается вниз и вверх, что позволяет
менять величину угла задней заточки. Изменение угла заточки влечет за собой
изменение положения поперечной кромки. Выравнивание положения последней
(~ 55°) можно осуществить с помощью поворота буксы с отсчетом по шкале,
показанной на фигуре. При установке на 0° как винта Л,-так и буксы получается
нормальная величина заточки. При вывертывании винта А и повороте буксы влево
величина задней заточки увеличивается и, наоборот, при завертывании винта А
и повороте буксы вправо — уменьшается. Таким образом с помощью установоч-
ного винта и соответствующего поворота буксы можно достигнуть различной
величины заточки.
Схема заточки показана на фиг. 389. Стол D вместе с качающимся подшипником
и сверлом перемещается по направлению к камню с помощью ходового винта Е.
Технологический процесс изготовления сверл
393
chipmaker.ru
391 Сверла
I
I
I
I
I
Это перемещение необходимо только для подвода сверла к камню, а не для уста-
новки на глуоину резания, которая производится с помощью эксцентрикового
рычага G. В начальном поло-
жении этот рычаг стоит верти-
кально, как показано на фигуре
пунктиром. В это время сверло
соприкасается со шлифоваль-
ным камнем. Затем рычаг отво-
дится влево доотказа и этим са-
мым производит установку па
величину снимаемо! о слоя а, ко-
торый выбирается в зависимости
диаметра сверла. В этом поло-
жении сверло от руки вместе с
качающимся подшипником пе-
ремещается вверх и вниз до тех
пор, пока не будет снят слой а.
Затем производится заточка
второй грани (подача на вели-
чину 2а) и т. д. Процесс повто-
ряется до тех пор, пока сверло
не будет заточено. С помощью
Фпг. 390. Станок фирмы Шток для заточки крупных
сверл.
последовательных поворотов
рычага вправо по направлению
к первоначальному положению
I
I
I
I
I
I
величина снимаемого слоя все время уменьшается. Для выравнивания общего
слоя снятого металла на обеих гранях рычаг ставится в первоначальное по-
фиг. 391. Станок фирмы Шток для подточки сверла.
________________Материал и термическая обработка
395
ложение, и заточка производится без подачи па глубину резания (5-е поло-
жение).
На фиг. 390 показан заточный станок фирмы Шток для крупных сверл (от 10
до 50 мм).
На фиг. 391 показан станок фирмы Шток для подточки сердцевины сверла.
При заточке нужно обращать внимание, чтобы не происходило чрезмерного
нагревания инструмента, так как, в противном случае, может получиться отпуск
кромок и режущая способность
сверла будет потеряна. Сверла из
быстрорежущей стали нужно за-
тачивать или при обильном и бес-
прерывном охлаждении или же
всухую с предварительным подо-
гревом, хотя бы в руке. Нельзя
допускать охлаждения в воде на-
гретого при заточке сверла, как
Часто делают рабочие, незнакомые Фпг. 392. Трещины, полученные при пеправиль-
С правильными условиями заточки нйй заточке сверла.
быстрорежущей стали. В резуль-
тате такого охлаждения сверло покрывается паутиной тонких трещин, которые
часто не видны простым глазом, но ясно выступают после действия кислотой.
На фиг. 392 показано сверло, покрытое глубокими трещинами вследствие оку-
нания его в холодную воду после заточки.
V. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА СПИРАЛЬНЫЕ СВЕРЛА
1. ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ
1. Спиральные сверла изготовляются с цилиндрическим и коническим хво-
стом и предназначаются для сверления отверстий в сплошном металле (сталь,
чугун и т. п.).
2. Сверла, предъявляемые к приемке заводом-поставщиком, должны соответ-
ствовать рабочим чертежам, утвержденным заказчиком. Рабочие чертежи должны
быть составлены на основании разработанных и утвержденных общесоюзных стан-
дартов на габаритные размеры сверл.
3. Сверла должны удовлетворять всем допускам на готовые изделия, которые
указаны в рабочих чертежах или оговорены при сдаче заказа на поставку сверл.
2. МАТЕРИАЛ И ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
4. Спиральные сверла должны быть изготовлены из высококачественной (ти-
гельной или электростали) углеродистой стали с содержанием углерода 1.10—
1,25% (марка У 12А). или легированной (марка В1 и В2), или быстрорежущей
(марка Р 1). В последнем случае у сверл, начиная с 5 мм и выше, хвост делается
приварным из малоуглеродистой стали (0,3—0,6% С).
5. Химический состав стали, а также ее механические свойства должны удо-
влетворять техническим условиям на приемку стали (ОСТ 4956).
6. Сверла должны быть правильно закалены и отпущены. При проверке на
твердость они должны давать показания по Роквеллу 61—63 (шкала С) на режу-
щей кромке и на фаске; проверяется 2—3% от всей партии.
chipmaker.ru
396’Сверла
7. При металлографическом исследовании закаленной части сверла из углеро-
дистой и легированной стали микроструктура должна показывать мелкозерни-
стый или мелкоигольчатый мартенсит, распределенный равномерно по всей поверх-
ности без следов цементитовой сетки.
8. При металлографическом исследовании закаленной части сверла из быстро-
режущей стали микроструктура должна показывать равномерное по всей поверх-
ности шлифа распределение мелких карбидов и отсутствие ледебуритной сетки.
9. В изломе закаленная часть сверла должна показывать мелкозернистую и од-
нородную по всей поверхности структуру без трещин, пленок, шлаковых включе-
ний, волосности и других дефектов.
10. Сердцевина сверла должна оставаться по возможности мягкой, в особен-
ности для средних и крупных размеров.
11. Хвост сверла не должен быть закален.
12. Лапка хвоста должна быть немного закалена. Твердость ее по Роквеллу
35—50 (шкала С); проверяется 2—3% от партии.
13. Проба на твердость напильником производится только на рабочей части
сверла, причем она должна производиться в таких местах, чтобы не повредить
остроты режущих кромок; проверяется твердость на торце по прямолинейному
участку профиля сверла и по винтовой канавке вблизи фаски. При пробе личной
напильник не должен совершенно брать. Проверке напильником подвергается
вся предъявляемая к сдаче партия.
3. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
14. Наружная поверхность сверла должна быть тщательно обработана с точ-
ным соблюдением всех размеров согласно рабочим чертежам и установленным
допускам.
15. Диаметр цилиндрической части сверла должен удовлетворять установлен-
ному допуску. По направлению к хвосту,диаметр должен уменьшаться, т. е. сверло
должно иметь задний конус.
16. Хвост сверла должен быть концентричным по отношению к цилиндриче-
ской части.
Допускаемые величины эксцентричности приведены в табл. 91.
Таблица 91
Диаметр сверла 3—10 свыше 10—20 свыше 20—30 свыше 30—40 свыше 40—30 свыше 50—60 свыше 60—70 свыше 70—80
Величина эксцент- ричности .... 0,05— —0,08 IS 0,10- —0,15 0,15— -0,20 0,20 — —0,25 0,25— —0,30 0,30— —0,35 0,35— —0,40
Эксцентричность проверяется на фаске с помощью индикатора.
17. Режущие кромки сверла должны быть прямолинейны, симметричны и па-
раллельны друг другу.
18. Форма сечения канавки должна быть на всем протяжении одного и того же
профиля, причем глубина канавки по направлению к хвосту должна равномерно
уменьшаться (утолщение сердцевины); в связи с этим изменяется и ширина
канавки.
Испытание в работе
397
19. Фаски должны быть одинаковыми на всем протяжении каждой винтовой
канавки; на фасках не должно быть необработанных мест.
20. Заточка сверл должна быть произведена правильно, т. е. угол при вер-
шине должен быть в пределах 116—118°, режущие кромки должны быть симмет-
ричны как по длине, так и по половине угла при вершине, поперечное ребро должно
быть направлено под определенным углом согласно рабочему чертежу, угол зад-
ней заточки должен быть сделан по чертежу.
21. Конусы сверл принимаются по конической втулке, причем меньший диа-
метр конуса должен входить заподлицо с торцевой поверхностью втулки. Допу-
стимое отклонение для конуса:
1—2 3—4 5—6
± 0,8 .о ± 1,0 мм ± 1,5 лм1
22. Лапка копуса должна быть расположепа симметрично по отношению к оси
сверла. Допускается эксцентричность в пределах 0,1 мм для конуса № 1—2 и
0,15 мм для конусов № 3—6. Проверка эксцентричности производится по инди-
катору или на приборе для проверки конусов.
23. Режущие кромки по всей длине должны быть острыми, без завалов, заусен-
цев, задирин, черновин и ржавчины. Заточенные части должны иметь блестящий
вид хорошо шлифованной поверхности. Ни в коем случае пе допустима приемка
сверл, у которых имеются отожженные места от сильного нажима камня при шли-
фовке.
24. Канавки у сверл из быстрорежущей стали должны быть чисто отшлифованы
ил и отполированы без задирин, черновин и ржавчины. Канавки у сверл из угле-
родистой и легированной стали должны быть хорошо очищены с помощью
пескоструйного аппарата или же подвергнуты травлению, причем фрезерованные
поверхности не должны иметь рисок от подачи.
25. Заход канавочного фрезера в хвостовую часть должен быть нормальным
(по чертежу) и одинаковым у обеих канавок.
26. Выход фасочного фрезера должен быть нормальным (по чертежу) и одина-
ковым для обоих затылков.
27. Сверло должно иметь четкое и ясное клеймение (размер сверла, род мате-
риала и марка завода).
4. ИСПЫТАНИЕ В РАБОТЕ
28. Для проверки стойкости и качества сверл из каждой партии отбирается
2% для испытания их в работе.
29. В качестве обрабатываемого материала применяется малоуглеродистая
сталь (С — 0,4—0,5%) в отожженном состоянии (твердость по Бринелю —190—
210); брусок должен быть чисто обработан со стороны сверления.
30. Испытание производится на сверлильном станке, который должен быть
в хорошем состоянии. Шпиндель станка, а также патрон пе должны иметь про-
дольного или радиального «биения». Закрепление сверл должно быть жестким,
причем во время работы крутящий момент должен передаваться только благодаря
трению между коническими поверхностями хвоста и втулки, без какого-либо уча-
стия лапки.
39S Сверла
31. Испытание сверл должно производиться при обильпом охлаждении с по-
мощью сверлильной эмульсии.
32 Режим для испытания устанавливается по данным табл. 92.
Таблица 02
Диаметр сверла в мм Глубина сверления в мм цла одного отверстия Для сверл из быстрорежущ >ii стати Дли сверл из углеродистой стали
Скорость резаиия в м/мин Число оборотов в или. Подача ва 1 оборот в мм Подача в мм/мин Число просверлива- емых отверстий Общая глубина свер- ления в мм । Машинное время в мин. Скорость резания в м/мин Число оборотов в нив. Подача за 1 оборот В Л1М Подача в мх/мик Число просверлива- емых отверстий Общая глубина свер- ления в мм Г ним я виейя аоннитвк
3 10 25,5 2700 0,06 162 70 700 4,3 16 1700 0,03 51 30 300 5,9
5 16,5 28 1800 0,10 180 60 990 5,5 16 1000 0,06 60 25 410 6,8
8 26,5 30 1200 0,16 192 50 1325 6,9 17 680 0,10 68 20 530 7,8
10 23 32 1000 0,20 200 50 1150 5,8 18 575 0,12 68 20 460 6,8
12 27,5 35 930 0,25 232 45 1210 5,3 18 480 0,14 67 20 550 8,2
14 32 35 800 0,28 224 40 1280 5,7 18 410 0,16 65 17 545 8,4
16 37 35 700 0,32 224 40 1480 6,6 20' 400 0,18 72 15 555 7,7
18 41,5 35 620 0,36 224 35 1450 6,5 20 355 0,20 71 13 540 7,6
20 ~46* 35 560 0,40 224 35 1610 7,2 20 320 0,22 70 12 550 7,9
22 50,5 40 580 0,42 244 35 1800 7,4 20 290 0,24 70 И 555 7,9
24 55 40 530 0,45 238 30 1650 6,9 20 265 0,26 69 10 550 8,0
27 ,62 40 470 0,48 226 30 1860 8,2 20 235 0,30 70 9 560 8,0
30 54 40 425 0,50 214 30 1620 7,2 20 210 0,32 67 10 540 8,1
33 43 40 385 0,52 200 30 1290 6,5 20 195 0,36 70 13 560 8,0
36 47 40 355 0,55 195 25 1180 6,0 20 175 0,40 70 12 565 8,1
40 5^ 40 320 0,60 192 25 1300 6,8 20 160 0,45 72 11 570 7,9
45 58,5 40 280 0,62 174 20 1170 6,7 20 140 0,50 70 10 520 7,4
50 65 40 255 0,66 177 18 1170 6,6 20 130 0,55 71 8 520 7,3
33. В процессе сверленпя стружка должна свободно отделяться и получаться
одинаковой па обеих канавках; сверло не должно заедать, пружинить, вязнуть
или чрезмерно нагреваться.
Гежим обработки
399
34. Сверла считаются годными, если они после сверления требуемого количе-
ства отверстий окажутся еще годными для дальнейшей работы (не требуют новой
заточки).
35. После работы сверла не должны иметь никаких наружных дефектов, а
именно; выкрашиваний, смятия, большого притупления и т. п. Хвост сверла также
не должен иметь деформации или каких-либо других дефектов.
VI. УСЛОВИЯ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛОАТАЦПИ СВЕРЛ
Несмотря на то, что сверло имеет огромное распространение в металлообраба-
тывающей промышленности, до сих пор можно наблюдать в наших производствен-
ных цехах неправильное использование этого инструмента.
Работа сверла, кроме конструкции и качества, зависит от:
1) режима обработки;
2) рода охлаждения;
3) состояния станка и инструмента и способа закрепления;
4) заточки сверла.
1. РЕЖИМ ОБРАБОТКИ
Скорость резания зависит от рода материала и инструмента обрабатываемого
изделия. Нужно помнить, что более высокая скорость приводит к быстрому износу
режущих кромок, сверло делается негодным к употреблению и требует новой за-
точи!. При правильно выбранной скорости спиральное сверло работает лучше и
легче, чем при малой; режущие кромки в этом случае более продолжительное
время сохраняют свою остроту. Поэтому в тех случаях, когда требуется просвер-
лить небольшое отверстие, целесообразно применять приспособление для повы-
шения числа оборотов.
Подачу нужно выбирать в зависимости от рода, обрабатываемого материала
и диаметра сверла. Слишком высокая подача ведет к большему потреблению энер-
гии и может вызвать поломку сверла.
Никогда не нужно забывать, что п р и слишком малых скоро-
стях резания и слишком больших подачах происходит
защемление и поломка све^л .Чрезмерно большая подача более
опасна для работы сверла, чем п о в ы ш е н н а я скорость резания.
Новые сверла рекомендуется сначала пускать с меньшей скоростью, чем тре-
буется при нормальных условиях, и без охлаждения до тех пор, пота вершина
сверла не нагреется, благодаря чему ликвидируются напряжения. После этого
можно перейти к нормальному числу оборотов.
В табл. 93 приведены скорости резания и подачи, составленные па основании
последних достижений в области сверления.
Опыт стахановцев показал, что сверла наших заводов, в особенности завода
«Фрезер-, обладают значительной стойкостью и поэтому режимы для них могут
быть повышены по сравнению с теми, которые приведены в литературе, вышед-
шей пз печати до стахановского движения.
Режимы, указанные в табл. 93, учитывают стойкость сверл в пределах от 20
До 59 мм в зависимости от их размера.
Критерием затупления служит появление закругления на уголках (у фасок)
в месте перехода цилиндрической поверхности в коническую или затупление
(закругление) поперечной кромки.
chipmaker.ru
400
Сверла
Состояние инструмента, станка и условия работы 401
2. ВЫБОР ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ПРИ СВЕРЛЕНИИ
При сверлении железа и стали, а также и других материалов, необходимо при-
менять соответствующую охлаждающую жидкость, которая должна подводиться
к месту сверления в достаточном количестве. Только при этом условии повышаются
режущая способность и стойкость сверла и обеспечивается чистота обрабатываемой
поверхности.
Чугун во избежание загрязнения обычно обрабатывается всухую, хотя и здесь
следует рекомендовать охлаждение для возможности работать с повышенным режи-
мом.
Наиболее распространенной иллаждаквд й жидкостью является сверлильная
эмульсия состава 1 :10 или 1:20. При сверлении на автоматах пользуются ма-
слом, применяемым для этих станков.
В табл. 94 приведены жидкости для охлаждения различных материалов
Таблица 94
Обрабатываемый материал
Охлаждающая жидкость
Железо.............................
Конструкционная сталь..............
Углеродистая сталь.................
Пегирог-шная сталь.................
Сталь повышенной твердости.........
Стальное литье ....................
Ковкий чугун ......................
Чугуп серый........................
Латунь.............................
Бронза.............................
Никел„.............................
Алюмиьий ..........................
Дуралюмивий........................
Силумин ...
Электрой ..........................
Медь...............................
Мрамор.............................
Шифер (сланец).....................
Твердая резина.....................
Эбонит ............................
Целлюлоид..........................
Фибра..............................
Сверлильная эмульсия
> >
Смесь из сурепного масла
Скипидар, керосин
Сверл льная эмульсия
Всухую или сверлильная эмульсия
> > > »
Сверлильная эмульсия
Всухую или сверлильная эмульсия
Керосин, смесь из сурепного масла,
сверлильная эмульсия
Сверлильная эмульсия
Всухую (ни в каком случае не
употреблять воду)
Сверлильная эмульсия или суреп-
ное масло
Чистая вода
Всухую
3. СОСТОЯНИЕ ИНСТРУМЕНТА, СТАНКА И УСЛОВИЯ РАБОТЫ
Перед тем как закрепить сверло на станке необходимо проверить:
1. С в е р л о; оно должно иметь требуемый размер, правильную заточку и точ-
ное вращение без «биения»; сверла с большим «биением» работают неточно и вызы-
вают повреждения станка.
2. Конус и втулку; конические поверхности не должны быть изно-
шены, забиты или загрязнены; на лапках не допустимы заусенцы; если они име-
ются, то подлежат удалению.
26 Семенченко.
chipmaker.ru
102
Сверла
3. П а т р о п; он должен хорошо и точно зажимать; сверла, закрепленные
в неточном патроне, «бьют»; нельзя допускать в этом случае выправления
сверла непосредственно в патроне; надо вынуть сверло и отремонтировать патрон.
4. Сверлильный станок; шпиндель станка в осевом и радиальном
направлениях не должен иметь мертвого хода, так как в противном случае, проис-
ходит защемление и поломка сверла на выходе из просверленного отверстия вслед-
ствие внезапного повышения величины подачи.
При использовании старых сверл ни в коем случае не допустимо, чтобы стенки
отверстия закрывали винтовую канавку. В этом случае стружки не смогут выхо-
дить из канавок и вследствие этого сверло может сломаться.
Нужно следить, чтобы изделие было закреплено достаточно хорошо и свер-
ление происходило без всякого дрожания или пружинения.
Таблица !)б
Наставление для сверловщиков
Случаи
Причины
Методы исправления
Поломка сверла
Chipmaker.ru
Выкрашивание на-
ружных режущих
кромок
Поломка сверла
при сверлении меди
или дерева
1. Пружинение или мерт-
вый ход («игра») в станке
или изделии
2. Слишком мал угол сня-
тия затылка
3. Слишком мала скорость
резаиия по сравнению с
подачей
4. Тупое сверло
1. Обрабатываемый мате-
риал имеет твердые
включения, окалину или
песок
2. Слишком велика скорость
резания
3. Неподходящая охлажда-
ющая смесь
4. Отсутствие охлаждения
у вершин сверл
Стружки забивают капав-
ки сверла
1. Проверить станок и из-
делие в отношении «игры»
и жесткости закрепления
2. Произвестп правильную
заточку сверла
3. Увеличить скорость или
уменьшить подачу
4. Заточить сверло
1. Осторожно сверлить или
выбросить как брак из-
делие
2. Уменьшить скорость ре-
зания
3. Выбрать правильное
охлаждение
4. Подвести охлаждение к
месту работы сверла
Увеличить скорость ре-
зания
Применять сверла спе-
циальной конструкции
для этих материалов
Поломка пятки
Неплотная пригонка ко-
нического хвоста сверла
к втулке из-за наличия
грязи, стружек, забоин
или износа
Переменить втулку
Заточка сверл
403
Случаи Причивы Методы исправления
Выкрашивание 1. Чрезмерная подача 1. Уменьшить подачу
режущих кромок 2. Слишком большой угол 2. Правильно заточить
Выкрашивание или снятия затылка 1. Нагревание и быстрое сверло 1. Не применять холодного
заедание сверла из быстрорежущей стали охлаждение сверла при заточке или при сверле- нии 2. Чрезмерная подача охлаждения при заточке или сверлении 2. Уменьшить подачу
Изменение харак- тера стружки в процессе сверления Слишком велико Изменение условий пра- вильной работы сверла (выкрашивание режущих кромок, затупление и т. п.) Неравные углы или дли- Заточпть снова сверло 1. Правильно заточить
Отверстие Режет только одна кромка Расщепление по на режущих кромок, или то и другое Неравные углы или дли- на режущих кромок, или то п другое 1. Слишком мал угол снятия сверло 2. Проверить и направить шпиндель Правильно заточить сверло 1. Заточить правильно
центру сверла затылка 2. Слишком велика подача сверло 2. Уменьшить подачу
Отверстие с грубо 1. Тупое или неправильно 1. Правильно заточить
обработанной по- верхностью заточенное сверло 2. Неправильно выбрана сверло 2. Правильно выбрать п ра-
«хлаждающая смесь или ее недостаточно 3. Слишком велика подача ционально применять охлаждающую смесь 3. Уменьшить подачу
4. ЗАТОЧКА СВЕРЛ
Правильная и точная работа сверла, а также долговечность его зависит в зна-
чительной степени от заточки режущих граней.
Заточка сверла заключается в том, чтобы придать режущей кромке требуемый
вадний угол. Заточка затупившегося сверла ничем не отличается от заточки но-
вого сверла.
chipmaker.ru
104
Сверла
Баточка сверл 405
Таблица 96
Карта обработай сверла с цилиндрическим хвостом
Л операц. 1 Порядок обработка Ставок Приспособление и инструмент
название Фирма модель приспособле- ние ревущий инструмент мерительный инструмент
1 2 Отрезка .... Прокатка за- Отрезной вертикаль- ный Шток AF Заж. цанга Танг. отр. резец L 200 Штанген
усенцев . . Ролик, ап- парат Шток — — — —
3 Маркировка . Авт. кл. станок Шток StA Доска тол- кат. Клеймо —
4 Выварка . . . Эл. вывар. котел — — Бачок для выварки — —
5 6 Калибровка. . (бесц. шли- фовка) Фрезер, канав- Бесцентр. шлиф. Егорь- евск. з-д 3181 Линейка Шлпф. круг Скоба Иогансена
7 ки Фрезеровка Фрез. пол. автом. Шток Map I Заж. цанга Напр. втул- ка. Зажим. прпсп. Канав, фрез. Плоек, шабл. микр. серд. микрометр
8 поводка. . . Прокатка за- Вертик. фрез. Горь- ковск. з-д 612 Кр. стол 2 диск, фрез. Шаблон
9 усенцев . . Термич. обра- ботка .... Ролик, ап- парат 'Шток
10 Окоич. шлиф.. (бесцеитров.) Бесцентр. шлиф. Шток BEF Линейка Шлиф, круг Микром.
11 12 Выварка . . . Шлиф, затыл- Эл. вывар. котел — — Бачок для выварки — —
ка Спец. шлиф. Рей- иекер —- Упор Шлиф, круг Микром.
13 Заточка .... Заточ. — вкп > » Шабл. L—И8°
14 Клеймение . . Авт. клейм. Шток SIA Доска толкат. Клеймо —
15 Выварка.... Эл. вывар. котел — — Бачок для выварки — —
Операция 1.
Операция 5.
Операция 6.
Операция 7.
Операция 10.
Операция 12.
Операция 13.
chipmaker.ru
406
Сверла
Таблица 97
Карта обработки сверла с коническим хвостом
1 Я операц. 1 Порядок обработки Станок Приспособление и инструмент
название Фирма модель приспособле- ние режущий инструмент мерительный инструмент
1 Отрезка раб. Отрезн. полуавт.
части . . . . Шток AG Заж. цанга 2 танг. отр. резца Шабл. 90° Штапген
2 3 Отрезка хвоста Сточка концов раб. части и Приводи. ножовка Ари стр. Б Пож. пол. Штанген
хвоста. . . Точило «Крася. тзм — Шлиф. —-
4 5 Пескоструйка Сварка (встык Песк. бараб. — — ! круг. Песок —
сопротивл.) Электр, свароч. AEG USb/10 Заж.-конт. — —
6 Отжиг Собир. от- жиг. печь Шток — Клещи — Пирометр
7 8 Отбойка .... Обточка свар- Ручн. Дзерж. — Ст. плита Рез. обдир. —
9 ного шва . . Токари. з-д ТВ. 13 Ток. патр. победит. Шабл. 90°
Подрезка . . . » > -> > Резец, фас. Штангель
10 Центровка . . Центров, двухшпинд. Гел- лер ZMZ 2 сверл, патр. Зенкер Сверло —
11 Правка .... Стойка С ИНДИК. — —- — — Индикатор
12 Обточкаконуса Токари, полуавт. Шток QM Хомутик 2 резца тапгенц. Калибр, ко- 1 ус. Шабл. скоба
13 Обточ. раб. части .... Токари. 2 супорт. Шток QE > То же Скоба Иогапсона
14 15 Клейменпе . . Сырая шлп- Ручн. клейм. Шток — — Клейма —
16 фовка .... Фрезер, кана- вок и за- Круг. шлиф. Луганск 8-Л ШУ Хомутик Шлиф, круг. Скоба Иогансона
17 тылка .... Фрезеровка Фрез, полуавт. Шток МАРш Наир. втул. Заж. цанга Фрез. кан. » затыл. Плоек, шабл. Микр. серд.
18 лапки .... Снятие заусеи- Верт. фрез. Горьк. з-д 612 Заж. присп. для кругл, стол. 2 диск, фрез. Шабл. для поводка
19 20 цев Термообработ- ка ..... . Шлиф, рабо- Ручн. Пила личн. 0 200 мм
21 чей части. . Шлифовка ко- Круг. шлиф. 1угавск. в-Д ШУ Хомутик Шлиф.круг. Микрометр
иуса .... > > > > > Шабл. све- тов. для ко-
22 Заточка .... Заточн. Шток BR„ Втулка Шлиф.круг. нуса Шабл. 118°
23 Выварка . . . Элек, вывар. котел — — —
Заточка сверл
407
Операция 1.
Операция 2.
Операция 20.
Операция 21.
Операция 22.
chipmaker.ru
408
Сверла
Таблица 98
Опсрлциоппыс размеры при обработке спиральных сверл с цилиндрическим
хвостом
Материал: быстрорежущая сталь, серебрянка
Операции Размеры Названия Операционные размеры
минималь- ный макси- мальный
Отрезка заготовки 1,0— 2,0 Диаметр заготовки + 0,08 + 0,09
> > 2,1— 4,2 » » + 0,10 + 0,12
> > 4,3— 5,0 > > + 0,15 + 0,17
> > 5,1—10,0 » » + 0,15 + 0,17
> > 1,0— 2,0 Длина заготовки + 0,0 + 0,2
> > 2,1— 4,2 » > + 0,0 + 0,3
> > 4,3— 5,0 > » + 0,0 + 0,3
» > 5,1—10,0 > > + 0,0 + 0,4
Фрезеровка канавки и Длина нарезной
затылка 1,0— 3,0 части — 1,5 + 0,0
> > 3,0— 4,3 > > 0,0 + 1,5
> > 4,5—10,0 > > 0,0 + 2,0
> > 1,0— 1,6 Толщина перемычки 0,0 + 0,15
> > 1,7— 3,0 > > 0,0 + 0,02
> > 3,1— 4,3 > > 0,0 + 0,04
> > 4,5— 6,0 > » 0,0 + 0,06
> » 6,1—10,0 > > 0,0 + 0,09
> > 1,2— 2,0 Ширина фаски + 0,2
> > 2,1— 3,2 » ' » + 0,3
> » 3,1—10,0 > > + 0,3
Шлифовка рабочей ча- Диаметр переднего
сти и хвоста 1,0— 3,0 конца — 0,018
> > 3,1—10,0 > > — 0,03
> > 1,0 Диаметр конца хвоста — 0,02 — 0,012
> » 1,1— 1,3 > > — 0,021 — 0,013
> > 1,4— 1,5 > > — 0,024 — 0,015
> » 1,6— 1,8 > » — 0,026 — 0,016
> » 1,9— 2,0 > > — 0,027 — 0,016
> » 2,1 —2,3 » » — 0,029 — 0,018
> > 2,4 —2,5 » > — 0,031 — 0,019
» > 2,6— 2,8 > > — 0,032 — 0,019
> > 2,9— 3,0 > > — 0,034 — 0,020
> » 3,5— 5,5 > > — 0,050 — 0,035
> > 5,6—10,0 > > —0,070 — 0,050
Заточка острия 1,4— 4,0 Общая длипа сверла — 1,5 — 0,0
> » 4,1—10,0 1 > > > — 2,0 — 0,0
Заточка сверл
409
Таблица 99
Припуски и допуски при обработке спиральных сверл с коническим хвостом из углеродистой и быстрорежущей стали
_____________________Сверла из углеродистой стали___________________________
По длине допуск L—t-r-t-L-I?-!?- о оооо"оо
припуск О О 0^0,0 о о сч сч сч'сч'сч'сч СЧ
Под каленую шли- фовку допуск сч со со со со со со ОООО ООО оо<эоо<эо
припуск шоооооо СЧ СО со СО СО СО СО' d'd'o'd'dd'd'
Под сырую ШЛИФОВКУ допуск SS8888A o'ocjoo о о
припуск | Ю т—(со со со со со со хН '±| d'6'dd'dd'd'
Заготовка допуск in m m in »П_1П'1П' doo’o’d'oo
диаметр оо о in о in о со со СО4 со xj? о? »—< у—( 1—И т-4 т—( т-Ч т—f
а 3 о“ & а 0 Катанка > > » > > >
Коиус я ^4 г-ц гМ тН т-4 СЧ
наименование Морзе > > > > » >
Диаметр сверла О in О1ПС5.О cd i-Гсч'сч'со *n <kWX in оГ оГ т-T сч сч со т-4 т-4 т—< т-4
ф ts а о К допуск t'Tt'Tr~TL~ о о о о ОООООССт-и'ч’нги'
м е к Й О о О СЮ О О О О О О см сч"сч счсч'сч сч со'со со со
Под каленую шли- фовку I допуск| gssssssssss o'd'dd'dd'dd'd'd'd
припуск | inOOOOOinOiOQiO СЧСОСОСОСО^'ФЩйПФСО d'o'6'd'ddo'o'dd'o'
Под сырую шли- фовку допуск | ooSSSSSSooS do о оооо оооо4
припуск | Ш т-4 СО СО СО Г) СО in О iO О СО 1П Ф ф 1> dd'd'd'ddd’d'd'do
Под токарную об- работку рабочей части допуск mminmininmininiom о о о о о о о"о о о о
припуск | 1П1П »П 1П О 1П Ю 1ПО0 00 сч_ т-4 т-Г т-4 т-4 сТСч" С\Гсч сч сч ссГ
Заготовка хвоста ДОПУСК Ю1ЙЮ1ОШ ооо"оо
диаметр | ’^'^-фт-Нт-ЧгНГг-^ОООСЬ Hr-(тИСЧСЧСЧСЧСО^^СО
Род материала Катанка > » > » > » > > > >
Коиус * ИННСЧМСЧМ^ЛЮСО
найм ено- 1 ванне 1 Морзе > > > > > - > > > > >
&
Ф
Е
Й
3
ЕГ
й
Chipmaker.ru
chipmaker.ru
ЛИТЕРАТУРА
А. Книги и статьи на русском языке
Диннебир, Сверление, 1926.
П и м к и н, Производство сверл и нетчиков на заводах Германии, 1933.
Соколов, Инструментальное цело, 1933.
Шевченко, Конструкция режущего инструмента, 1933.
Четвериков, Инструментальное дело, 1936.
Орга-Справочникт. II, Инструментальное дело, 1926.
Орга-Металл(с немецкого), Режущий инструмент, 1926.
Махровский, Допуски для конусов, 1933.
Техническая энциклопедия т. 19, Сверла.
Феста, Режущие инструменты, 1930.
И а т к а й, Сверление как способ определения способности металла поддаваться
обработке, «Орга-Ипформация» № 10 и 11, 1929.
Четвериков, Исследование спиральных сверл, «Станки и инструмент» № 4—б,
1931.
Четвериков, О спиральных сверлах и результатах их испытания на стойкость,
«Вестник Металлопромышлевпости» № 9, 10, 11, 1928.
Бердичевский, Нормализованный фрезер для сверл, «Станки и инструмент»
XI — XII, 1930.
Олейников, Стали, употребляемые при изготовлении сверл в США, •Американ-
ская техника» № 1, 1933.
Долголенко, Профилированы фрез для нарезки спирали, «Специальное машино-
строение» № 3, 1932.
Барташевич, Построение контура фрезы для нарезки спиральных сверл, «Спе-
циально< машиностроение» № б—6, 1933.
Шафранов, О рациональном использовании сверл и сверлильных станков,
«Станки и инструмент», 1930.
Воробьев, Отчет о заграничной командировке. Изд. Цитеина 1933 (Построение
профиля фрезеров для сверл).
М и п к о в, О профилировании фрезеров для сверл (Доклад на курсах инструмен-
тальщиков) 1928.
Семенченко, Метод определения профиля фрезеров для спиральных сверл,
193'
Владиславлев, Термическая обработка спиральных сверл, «Станки и инстру-
мент», 1932.
Матюшин, Сварные сверла, «Станки и инструмент» № 2, 1932.
Троцкий, Производство спиральных сверл методом завивки, «Станки и инстру-
мент» № 8, 1934.
Мединский, Исследование работы сверл с двойной заточкой, «Станки и инстру-
мент» № 11, 1934.
Сверлонарезной станок Рейнекер, «Орга-Информация», апр“ть,
1927.
Клоков, Метод испытания спиральных сверл, «Вестник Металлопромышленности»
№ 1, 1934.
Ф л у н к е, От каменного сверла до сверла спирального, «Машиностроитель» № 2,
1934.
Литература
411
Фиш и Болеславский, Брок службы спиральных сверл, «Орга-Информа-
ция» № 6, 1934.
Свирин, Спиральные сверла из полосовой стали, «Станки и инструмент» № 5,
1934.
Автоматическая стрелка для определения ширины
фаски у сверл, «Станки и инструмент» № 8, 1934.
Ш р о п п, Измерение углов резания в спиральном сверле, «Орга-Информация» № 8,
1933.
Семенченко, К вопросу об изготовлении кованых сверл, «Техника и метал-
лист» № 24, 1927.
Семенченко, Станки Гелико для производства спиральных сверл, «Предприя-
тие» б, 1927.
Шлезингер и Куррейн, Сверление чугуна в условиях производства точной
механики, «Точная индустрия» 1, 1930.
Поляков и Демстер-Смит, Опыты над силами, действующими на спираль-
ные сверла при работе в чугуне и стали, 1911.
С е н о к о л, Сравнительные испытания спиральных сверл, «Орга-Ивформация»
№ 12, 1932.
В. Книги и статьи на иностранных языках
Т h о г n е W. Н. Twist drills. Tians. A. S. М. Е., v 7, р. 130—37 (1886).
Benedict, Bruce W. and Lukens W. P. An. investigation of twist drills.
Univ, of Ill. Eng. Exp<rim< nt Station, Bui. n, 103, pt, I, 137 p. (Nov. 26, 1917).
Barth. Supplement to Frederick W. Taylor’s «On the Art of Cutting Metals».
XII Installment. Indus. Mgmt., v. 60, n. 6, p. 365 (Nov. 1920).
Benedict B. W. High-angle twist drills. *m. Ma< h.. v. 63, p. 1175—1178 (1920).
В e г с k С. E. Schneidwerkzeuge. Zeits. fiir Praktische Metallbearbeitung, v. 53, 54,
serially (1920).
Engineer. Twist drill sharpening and thinning machine. Engineer, v. 130, p. 237
(1920).
Hun ter J. V. Making forged high-speed twist drills. Am. Mach , v. 52, p. 719—722
(1920).
Machinery (New York). Testing high-speed-steel stock. Mach. (N. Y.), v. 27,
p. 228 (Nov. 1920).
Machinery (London). The manufacture of twist drills and taps. Mach. (Lend.),
v. 15, p. 641—643 (1920).
Praktische Maschinen-Konstrukteur. Spiralbohrerau ch lit fiir
das Bohren in Messing. Der Praktische Maschinen-Konstrukteur, v. 53, p. 19, 6 figs. (Feb. 5,
(19201.
Wills H. The use and abuse of twist drills. Iron Age, v. 106. p. 461 (1920).
T w i s t d r i 11 sharpening and drill point thinning machine. The Engineer, v. 131,
p. 674, 3 figs. (June 24, 1921).
F о 1 e у F B. Analysis of some drill steel tests. Iron and Steel of Canada, v. 4,p. 231—2;
and 235 (1921).
Machinery (London). A high-feed drill. Mach. (Lond.), v. 18, p. 682 (Sept. 1,1921).
The strength of twisted drills. Mach. (Lond.) v. 18, p. 244—247,14 figs. (May 26,
1921).
Johnson F. E. Effect of design on drilling machine efficiency. Mach. (N. Y.),
v. 28, p. 964 (Aug., 1922).
SchwartzH.A. Malleable iron drilling data. Ill. S. A. E. v. 11. p. 81—87, 12 figs.
(1922).
Curtis F. W. and Dowd A. A. Tool engineering. Am. Mach., v. 60, p. 57 4 figs.
(Jan. 10, 1924).
К о u w e n h о v e n W. B. Magnetic analysis of twist-drills. A. S. T. M.,v 24,pt. 2,
p. 635—650, 3 figs, and 7 tables (1924).
American Machinist. Forging flutes in twist drills. Am. Mach. v. 63, p. 469
(Sept. 17, 1924).
Hausler K. Ueber Spiralbohrer. Maschiuenbau, v. 4, p. 819—829 (1925).
Tra utvetter. EntstehungsgeschicUe des Spiralbohrers fiir Metallbearbeitung.
Zeits. des Ver. deut. Ing., v. 69, p. 225- 226 (1925).
chipmaker.ru
412 Литература
Benedict В. W. and Hershey A. E. An investigation of twist drills. Univ, of Ill.
Eng. Experiment Station, Bui., n. 169, pt. II (Nov. 16,1926).
R. Sommerfeld. Ueber den Hinterschliff von Spiralbohrern.
Strauss, Jereme. Cutting tests of tool steels. Trans. A. S. S. T., v. 9,p. 671—584
(1926).
American Machinist. Testing drills and drill stock at the Morse Factory.
Am. Mach., v. 67, p. 941 (Dec. 15, 1927).
CuttsV. 0. Carbon drill steel and its heat treatment. Min. and Indus. Mag., v.3
n. 11, p. 383—388 (Jan. 26, 1927).
Miller, George R. Drill for leather and fiber. Am. Mach.v.67, p.743 (Nov. 10.1927).
Cleveland TwistDrill Company. Handbook for drillers. Publ. by the
Cleveland Twist Drill Company, Cleveland, Ohio (1928).
Edgar Allen and C°. Drill data. Publ. by Edgar Allen C°, Sheffield,Eng-
land (1928).
E d gar A lien C°. Drilling square holes. The Edgar Allen News, v. 6. n. 69, p. 123
(Feb. 1928).
GladdingWm. Grinding twist drills. Abrasive Industry, v. 9, p. 3 (Jan.,
1928).
P a t к a у S. Der Bohrversuch als Kennzeichen der Bearbeitbarkeit der Metalle. Werk-
stattstechnik, v. 22, n. 24, p. 677—683 (Dec. 15, 1928).
Pratique des Industries Mdcaniques.
Le travail rational des mftaux lagers. Pratique des Industries Mecaniques (Paris),
v. II, p. 153—157, 8 figs. (July, 1928).
American Machinist. Operations on oil-well drilling tools. Am. Mach., v. 70,
p. 816 (May 23, 1929).
EdgarAllenandC0 Drilling thin plates. Edgar Allen News, v. 8, p. 464
(Sept. 1929).
Machinery (New York.) Drilling holes in lead. Mach. (N. Y.), v. 36, p. 49 (1929).
О 1 i v 'e r, E d w a r d. Drill pointing machine mechanism. Mach. (N. Y.), v. 35, p. 735
(June, 1929).
Patkay S. Bearbeitbarkeit Bohrarbeit und Spiralbohrer. Werkstattstechnik, v. 23,
p. 3—10, 33-42, 34 figs. (Jan., 1, 15, 1929).
S m i t h M. C. Cutting tools 1929. Welding Engr., v. 14, 61—62 (July, 1929).
AmericanMachinist. Electrical tests of power required for «frilling cast iron
from the solid. Am. Mach., v. 26, p. 1334 (1902).
Norris H. M. Power absorbed in drilling in various metals at various speeds and
feeds. Am. Mach., v. 27, pt. I, p. 52, 6 tables, p. 74, 6 figs. (Jan. 14, 1904).
В i r d W. W. A twist-drill dynamometer. A. S. M. E. Tians., v. 26, p. 355—366, 3 tab-
les, 9 figs. (1905).
Fairfield H. P. A twist-drill dynamometer. A. S. M. E. Trans., v. 26, p. 355—366,
3 tables, 9 figs. (1905).
Adams and Frary. Installation and test of a new 16-inch drill press.Ill. Wor-
cester Politechnic Inst., v. 10, p. 41—47 (1907).
G a w e h n H. Das Spanwinkelproblem des Spiralbohrers. Maschinenbau 1931, № 13.
Smith, Dempster. Experiments upon the forces act ing on twist drills when ope-
rating on cast iron and steel. Proc. I. M. E., v. 32, pt. 1, p. 73 9—830. (1909).
Bocorselski F. E. Radical drilling machines break drills and records. Am.
Mach., v. 33, pt. 1, p. 479—517 (1910).
С о d г о n C. Experiences sur le travail des m achines outils pour les metaux. Publ.
by Dunod, Paris. 3 vols (1910).
Norris H. M. New drilling data from 6-foot radia Is. Am. Mach., v. 41, n. 7, p. 265—
270,10 figs., 5 tables (Aug. 13, 1914).
О 1 s e n. An efficiency testing machine for testing drills, taps, and dies.Proc. A. S. T. M.
v. 14, pt. II, p. 542—547 (1914).
Wa 11 i c h s A. und Ba rth C. UeberSpiralbohrerschleifmaschinen. Werkstattstechnik
1911, S. 559.
Jereczek. V. Entwicklung des Bohrerspitzenschliffes. Stock-Zeitschrift 1929, S. 59.
Hammond. Feeds and speeds for drilling. Mach. (N. Y.), v. 24, p. 715—720,
4 tables (1918).
H e г к t. Flachstahlspiralbohrer. Maschinenbau 1933, № 23/24.
Литература
ИЗ
Poliakoff В. Twist drill dynamometer. Am. Mach., v. 60, p. 1132 (June 12,
1919).
В о h r e n langer Locher. Werkstattstechnik 1934, 15/VIII.
Parsons. Power consumed in milling. Am. Mach., v. 53, p. 316 (1920).
Ohanessian A. ter. Untcrsuchungen an Bolirmaschinen. Werkstattstechnik, v. 16,
p. 241—244 (1921).
F 1 a g 1 e. Malleable iron drillingdata. Ill. 8. A. E., v. 11, p. 81—87, 12 figs. (1922).
Schwartz. Malleable iron drilling data. II. S. A. E., v. 11, 81—87, 12 figs. (1922)
Schlesinger G. Bohnnaschinen. Werkstattstechnik, v. 17, p. 417—447; 449—480.
Western Machinery World. Tables for drill speeds. Western Mach. World,
v. 14, p. 160—161 (1923).
Francis. Speedsand feeds fordrillingmachines.Am.Mach.,v.60,p.390(Mar. 13,1924).
Ammon. Determining drilling speeds and feeds for steel castings. Am.Mach., v. 63,
p. 1021 (1925).
Schlesinger. Forschung und Werkstatt. Werkstattstechnik, v. 20, p. 637—646,
36 figs. (1926).
Templin. Machining aluminum. Am. Inst. Min. Engrs. Tech. Pub.,
n. 31, 16 p.; abstr. in Min. and Met., v. 8, p. 443 (1927).
Templin. Tools and methods for machining aluminum. Min and Met., p. 443. (Oct.
1927).
Schlesinger. Der Bohrversuch als Kennzeichen der Bearbeitbarkeit der Metalle.
Werkstattstechnik, v. 22, n. 24, p. 677—683 (Dec. 16, 1928).
Boston. Machinability of metals. Am. Mach., v. 71, p. 415 (Sept. 6, 1929).
Boston. Methods of tests for determining the machinability of metals in general,
with results. Trans. A. S. S. T., v. 16, p. 659—710. (Nov., 1929).
Kronenberg. Zerspannungsversuche in Japan. Maschinenbau der Betrieb, v. 8,
p. 318—323. (May 16, 1929).
Henriksen. Messung der Schneidenwinkel an Spiralbohrer. Maschinenbau 1934,
№ 15—16.
Machinery (New York). Drilling holes in lead. Mach. (N. Y.), v. 36, p. 49 (1929).
Machinery (N.Y.). Pressures in pounds required for feeding drills. Mach.). (N. Y.),
v. 36, p. 224-A, data sheet n. 165 (Nov., 1929).
Washbauer. Pressure charts for thrust learing design. Mach. (N. Y.), v. 36, p. 609—
611 (Mar., 1929). And Mach, (bond.) V. 34; № 877, p. 568—570. (Aug. 1929).
Boston and О xf or d. Power required in drilling steel and cast iron. A. S. M. E.
Trans., v. 52 (1930).
Norris. Hig h-speed steel drill tests. Am. Mach., v. 34, pt. I, p. 719—723 (1911).
Denis. Organisation scientifiquc de 1’usinage travaux de percage.
R e c h e r c h e de la meilleure utilisation des aciers i outils. Le G5nie Civil, v. 71,
p. 221 225 (1917).
Francis. The care, use and abuse of drills. Meeh. World, v. 62, p. 269—70 (1917).
Petroleum Times. Hard metallic materials for drilling tools. Petroleum times,
v. 17, n. 422, p. 310 (Feb. 12,1927).
EdgarAllen and C°. Drilling manganese steel as a commercial proposition. Edgar
Allen News, v. 7, n. 79, p. 275—277, 4 figs. (Dec., 1928).
AmericanMachinist. Progress and material at the chemical show. Am. Mach.,
v. 70, p. 782 (May 16, 1929).
F 1 a g 1 e. Significance of tool temperatures as a function of the cutting resistance of
metals. Proc. A. 8. T. M., v. 23, pt. 11, p. 27—39 (June, 1923).
F 1 a g 1 e. Tool temperature and cutting resistance of metals. Am. Mach., v. 69, 319
(Aug. 30, 1923).
Schwartz. Significance of tool temperatures as a function of the cutting resistance
of metals. Proc. A. 8. T. M., v. 23, pt. 11, p. 27—39 (June 1923).
Schwartz. Tool temperature and cutting resistance of metals. Am. Mach. v. 59,
p. 319 (Aug. 30, 1923).
Ku r r e i n. Die Priifung der Gewindebohres. Werkstattstechnik, p. 601—19, 32 figs.
(Sept. 1,1925).
OkochiandOkoshi. New method for measuring the cutting force of tools and
some experimental results. Inst, of Phys, and Chem. Research, Komagome, Hongo, Tokyo,
Scientific Paper, n. 84 (1927).
chipmaker.ru
41!
Литература
Boston. Machinability of metals. A. S. S. T. Trans., v. 13, Jan., p. 49—86,
86—94; Univ, of Mich. Dept, of Eng. Research, Bui., n. 2, Feb. (1928).
Gerber. Bestimmung der Zerspanungsarbeit von Schneidewerkzeugen und Werk-
zeugmaschinen. Werkstattstechnik, v. 22, p. 186—188 (April 1, 1928).
AmericanMachinist. Losenhausenwerk turning-tool and drills pressure mea-
suring device. Am. Mach., v. 71, p. 300 (Aug. 16,1929).
Boston. Cutting qualities of an alloy steel as influenced by its heat-treatment. Trans.
A. S. S. T., v. 15, p. 451—473 with discussion. (Mar., 1929).
H. Friedrich. Ueber Hinterschleifwinkel der Spiralbohrerschneiden. Der Betrieb
Bd. I (1918/1919) S.247.
Vogelsang. Werkzeuge und Einrichtungen fiir die Zerspannende Bearbeitung der
Lechtmetalle Werkstattstechnik 1927, № 21.
К u r r e i n. Die Bearbeitkeit der Metalle im Zusammenhang mit der Festigkeitspriifung.
Werkstattstechnik 1927, p. 612.
Berndt. Gebrauch von Grenzlehren bei Formemessungen. Maschinenbau 1925, № 6.
Musilundlby. Berichte fiir Biiro und Betrieb (Krauss C°. 1921 Aug. und 1922 Jan.).
Bochmann. Der Einfluss der Verjiingunsabweichungen von Werkzeugkegeln auf
die Uebertragung des Drehmomentes. Stock-Zeitschrift 1930, Л» 3.
S c h ii t z. Beitrage zur Frage der Tokening der Werkzeugkegel. Zeitschrift fiir Fein-
mechanik und Prczision 1926. S. 181; 202; 210; 218.
Berndt. Winkelmessungen.
W a. 11 i c h s, und В e u t e 1, und Mendelson. Zerspannbarkeitsuntersuchungen
mit Spiralbohrem. Berichte uber betriebswissenschaftliche Arbeiten. Band 8. 1932.
S c h г о p p. Tragheitslose Zerspannungs-messung beim Bohren. Werkstattstechnik
1933 № 19.
Seidel. Bohren mit Hartmetall. Werkstatt und Betrieb 1934 К» 3—4.
Kronenberg. Ueber den zulassigen Vorschub beim Bohren und die Ausnutzung
der Bohrmaschine. Maschinenbau 1934, № 18.
Отдел четвертый
РАЗВЕРТКИ
I. ОБЩИЕ СВЕДЕППЯ
Развертка применяется в том случае, когда к отверстию предъявляются повы-
шенные требования в отношении точности размера и чистоты обрабатываемой
поверхности. Развертка представляет собой цилиндрическое тело, снабженное
продольными прямыми или винтовыми канавками, образующими режущие кромки.
Характерной чертой всякой развертки является ее торцевая часть, которая почти
никогда не участвует в работе, чем, собственно говоря, и отличается опа от род-
ственного ей зенкера, обладающего режущей кромкой и на торце.
Развертка играет огромную роль в машиностроительной промышленности;
именно вследствие этого она требует внимательного отношения при изготовлении,
а в эксплоатации опа требует соблюдения ряда правил, а именно: режущие кромки
необходимо содержать всегда острыми, передняя заборная часть должна соот-
ветствовать обрабатываемому материалу и, наконец, расположение режущих зубцов
необходимо делать неравномерным по окружности, так как в противном случае
получается рифленая и нечистая поверхность у отверстия. С другой стороны, для
правильного и эффективного использования развертки необходимо установить
и правильные технологические условия обработки. Слишком высокая скорость
резания, неправильная подача, слишком толстый слой снимаемого материала,
недостаток или несоответствие смазки — вот причины, из-за которых весьма часто
даже хорошо сконструированная развертка отказывается работать.
1. ЧАСТИ РАЗВЕРТКИ
Па фиг. 393 изображена развертка с обозначением основных частей: 1 — режу-
щая или рабочая часть, 2 — шейка, 3 — хвост или стержень, 4 — заборная или
Фиг. 393. Ручная цилиндрическая развертка.
приемная часть, 5 — цилиндрическая часть, В — задний или обратный корпус,
7 — квадрат, 8 — капавка, 9 — зубец, 10 — центровое отверстие, 11 — торец.
27 Семевчевкв
chipmaker.ru
418
Развертки
2. ТИПЫ РАЗВЕРТОК
На практике встречаются развертки самых разнообразных конструкций. Их
можно классифицировать по схеме, представленной на фиг. 394.
Фпг. 394. Классификация разверток.
На фиг. 395 представлена ручная цилиндрическая развертка, предназначенная
для обработки отверстий вручную. Такая развертка выполняется с особой тща-
тельностью, так как служит для окончательного развертывания, после того как
отверстие было уже предварительно обработано на станке с помощью машинной
Фиг. 395. Ручные развертки.
развертки. При ручной обработке развертка направляется посредством воротка,
или же, если позволяет размер изделия, развертка зажимается своим хвостом
в тиски, а изделие надевается и вращается вокруг инструмента. Последний спо-
соб более удобен, так как дает лучшее направление в работе.
На фиг. 396 представлены три типа машинных разверток: 1) с цилиндриче-
ским хвостом, 2) с квадратом, 3) с коническим хвостом. Первый тип употребляется
только для мелких (до 10—12 лл) размеров, так как закрепление крупных развер-
Типы разверток
419
ток б цилиндрическом нитроне не гарантирует их от провертывания."В этом отно-
шении конический хвост дает более надежное закрепление.
Фпг. 396. Машш ные развертки.
Для экономии материала и возможности исп щьзования одной и той же оправки
для группы размеров употребляют насад! ые развертки (фиг. 397). Они изгото
вляются начиная с диаметра в 18—20 лл и
выше. Ниже 18 мм развертки выполняются
только цельные.
Для обработки конических отверстий
служат конические развертки, изготовляе-
мые с различной конусностью. Так, конус-
ность около 1 : 20 делается у разверток,
предназначенных для втулок конусов мет-
рических и Морзе (фиг. 398, вверху). Раз-
вертки С КОНУСНОСТЬЮ 1 : 30 служат ДЛЯ Фиг. 397. Насадпая развертка,
обработки отверстия у насадных разверток
и зенкеров. Штифтовые развертки, обрабатывающие отверстия для штифтов,
изготовляются с конусностью 1 : 50 (фиг. 398, внизу). Наконец, развертки с ко-
нусностью 1 :10 делаются для отверстий под краны и т. п. (фиг. 398, посередине).
Фиг. 398. Конические развертки.
Так как обычная развертка является довольно деликатным инструментом,
и срок службы ее часто составляет только несколько часов, то для большей эф-
chipmaker.ru
430
Развертки
фективпости рекомендуется применять регулируемые развертки. Они выпол-
няются или разжимными или со вставными ножами. Преимуществом регулируемых
III
Фиг. 399. Разжимные развертки.
разверток является то, что после износа размер по диаметру снова может быть
восстановлен благодаря возможности перестановки ножей.
Разжимные развертки большей частью предназначаются для ручного употре-
бления. На фиг. 399, I показана развертка, снабженная в рабочей части тремя
прорезами. Благодаря шарику д,
перемещаемуся внутри тела по
коническому продольному отвер-
стию, развертка может раздвигать-
ся по диаметру. Кольцов предотвра-
щает возможность выпадения ша-
рика. На фиг. 399, II представ-
лена другая конструкция, у ко-
торой разрезанные части расхо-
дятся благодаря нажпму кони-
ческого штифта. В американской
практике встречается конструк-
Фиг. 400. Развертка со вставными ножами. ция ? изображенная па фиг. 399,
Ш.В рабочей части развертки име-
ются отверстия: коническое В, цилиндрическое F и нарезанное С. В последнее
входит болт D с четырехгранной головкой, который нажимает на шарик Е,
раздающий тело развертки, разрезанное на три части.
Фиг. 401. Котельная развертка.
Разжимные развертки в настоящее вр₽мя утратили свое значение и заменены
развертками со вставными ножами. Одна из таких разверток представлена па
фиг. 400. Более подробно о них говорится ниже.
421
Конструкции цилиндрических разверток
Несколько обособленную группу из-за их специфичности работы представляют
котельные развертки (фиг. 401), служащие для развертывания отверстий
под заклепки. Более подробно о них сказано ниже.
В практике встречаются также и специальные развертки, предназначенные для
определенной работы.
II. КОНСТРУИРОВАНИЕ РАЗВЕРТОК
1. КОНСТРУКЦИИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ РАЗВЕРТОК
Правильно сконструированная развертка должна давать точное по диаметру
(без овальности) и чистое отверстие, а также работать легко и без заедания.
Основными элементами развертки, влияющими на правильную работу, явля-
ются следующие:
1) заборная часть,
2) число зубцов,
3) профиль канавки,
4) углы лезвия зубца,
5) направление канавок,
6) неравномерный шаг зубцов по окружности,
7) задний конус,
8) хвост и квадрат.
Перейдем к рассмотрению каждого из этих элементов.
Заборная часть
Нажболее существенным элементом всякой развертки является коническая или
эаборная часть, которая, собственно говоря, одна только и производит резание,
Фиг. 402. Формы кривой заборной части
тогда как остальная, цилиндрическая часть, служит лишь в качестве направляю-
щей. Длина рабочей части обусловливает то место в отверстии обрабатываемого
предмета, на которое садится развертка в начале развертывания. На фиг. 402
422
Развертки
представлены две развертки Л и В, одна — с коротким, другая с длинным кону-
сом. Несмотря на то, что глубина развертывания у них одинаковая, длина обра-
ботки для короткого конуса будет меньше, чем для длинного, так как развертке
А до входа цилиндрической части надо пройти значительно меньшее расстояние /г,
чем развертке В. Следовательно, при одних и тех же условиях время на разверты-
вание у развертки с короткой заборной частью будет меньше, чем у развертки
с длинным конусом.
Рассмотрим теперь влияние формы заборной части на образование стружки
и на усилие подачи. Из фиг. 403 можно вывести обычные для всякого режущего
лезвия соотношения между шириной стружки b и глубиной резания t, а также
между толщиной а и подачей на
один зуб s.
Ъ = ~-,
SHI ср
a = s • sin
p = ts - ab.
Фвг. 403. Влияние формы заборной части па
образование стружки.
где <p — угол конуса заборной
части. Поперечное сечение струж-
ки р, снимаемое одним зубцом,
остается постоянным при всех слу-
чаях, если величина подачи не
меняется.
Давление режущей кромки вы-
зывает противодавление или со-
противление резанию R, равное
сумме элементарных давлений,
направленных перпендикулярно
к режущей кромке. Это сопроти-
вление R можно считать проходя-
щим через ось развертки, так как
небольшим отклонением в направлении скорости, которое получается вследствие
трения на режущей кромке, можно пренебречь. Если силу R разложить на
горизонтальную составляющую Р и вертикальную Q, тогда:
Р = R • cos <р,
Q=R • sin ср.
Из фиг. 404 и формул видно, что сила Q имеет большее значение при коротком
конусе, чем при длинном. Для силы Р имеют место обратные соотношения.
Если, как было уже сказано выше, пренебречь трением, то горизонтальная
составляющая не участвует в расходе энергии, так как она перпендикулярна
к осевому направлению. Вертикальная же сила оказывает определенное сопроти-
вление резанию и поэтому имеет большее значение. Ввиду того что при ручной
работе рабочему силой мускулов приходится преодолевать это сопротивление,
ясно, что разверткой с более длинным конусом ему легче работать, чем с более
коротким. При работе же на станке это не имеет существенного значения, так как
расход энергии, вызываемый вертикальной силой, чрезвычайно мал ввиду малой
подачи.
Конструкции цилиндрических разверток
423
Общее сопротивление резанию обозначается формулой:
B = XsF + ^/f = £s.s.2./,
где Ks есть удельное давление резания в кг/мм2,
F — сечение стружки, снимаемое всеми зубцами развертки в миллиметрах,
/ — подача за один оборот развертки в миллиметрах, т. е.
f=sz,
где г —число зубцов, a s — подача па один зубец в миллиметрах за 1 оборот.
Сопротивление резанию для одного зубца развертки выражается таким
образом:
r = Ks-p = Ks^-t = Ks^-L .
Подставляя значение R в формулу для Q, получаем
Q = R . sin? = Ks -f • t • sin?.
Из этой формулы видно, что сила Q зависит от удельного давления, подачи за один
оборот, глубины снимаемого слоя и угла конуса заборной части.
Короткая заборная
часть снимает толстую
и короткую стружку, в
то время как более длин-
ный конус растягивает
ее, и стружка делается
топкой, но широкой. С
точки зрепия условий ре-
зания выгоднее работать
с более толстыми и корот-
кими стружками, так
как удельное давление в
этом случае будет не-
сколько ниже, чем при
работе С ШИРОКИМИ И ТОН- Фиг. 404. Силы, действующие па заборной части,
кими стружками. Однако,
для разверток играет существенную роль не удаление большего количества ме-
талла, а чистота обрабатываемой поверхности. Поэтому при развертывании вы-
годнее работать с более топкими и широкими стружками, так как, чем тоньше
слой, приходящийся на один зубец развертки, тем чище получается поверх-
ность отверстия. Кроме того широкая стружка допускает лучший отвод тепла
внутрь тела развертки благодаря большей длине соприкосновения лезвия с обра-
батываемым предметом.
Форма заборной части влияет также и па долговечность развертки. Самым опас-
ным моментом при работе развертки является выход из отверстия. При длинной
заборной части напряжение постепенно исчезает, так как при последних поворо-
тах развертки поперечное сечение снимаемой стружки медленно уменьшается,
вследствие постепенного перехода от конической части к цилиндрической.
4 34 Ра зверт ки
Развертка с короткой заборной частью в конце работы вынимает более тол-
стую и короткую стружку треугольного сечения. В этот момент у развертки часто
ломаются зубцы, что является следствием повышенной подачи, вызванной внезап-
ным прекращением напряжения при переходе от конической части к цилиндри-
ческой. Следовательно, и с этой точки зрения выгоднее делать более длинную забор-
ную часть.
Для ручных разверток заборная часть делается значительной длины для того,
чтобы она легко могла войти в отверстие и давала лучшее направление в работе..
Она равна примерно длины рабочей части. Угол конуса <р и длина заборной
части I определяются на основании максимального слоя металла, подлежащего
удалению с помощью ручной развертки. Практика установила для него следую-
щую величину:
2! = 0,0052)4-0,1 мм,
где D — поминальный диаметр развертки (фиг. 403).
Принимаем, что для свободного вхождения развертки в отверстие достаточно,
если диаметр конца заборной части d0 будет меньше диаметра отверстия на 0,1 мм,
т. е.
d0 = A— 0,1 мм.
Но d0 — D— 2t— 0.1, следовательно,
d0 = D — 0 0052) — 0,1 — 0,1 = 0,9952) — 0,2.
Угол определяется из формулы tg<s = y, но
_ I)—<10 0,006/) + 0,2 .
следовательно,
. 0,006/) -I- 0,2
По немецкому стандарту (DIN) для ручных разверток угол <р = 30', по американ-
ским данным —1°30'. По нашему промстандарту принят угол у — 1°. При этом
угле длина конуса I получается равной 0,2 длины рабочей части, в то время как
по DIN она равна 0,25.
Заборная часть по существу должна быть различной в зависимости от мате-
риала, для которого развертка предназначается. Однако для ручной обработки
это не имеет существенного значения, и одной и той же разверткой пользуются как
для твердых, так и мягких материалов. Поэтому длина заборной части у ручных
разверток делается одинаковой для всех материалов.
Иначе обстоит этот вопрос для машинных разверток. Здесь род материала играет
существенпую роль. Чем вязче материал, тем короче должна быть заборная часть
и напротив, для твердых и хрупких материалов она может быть и более длинной.
Объясняется это тем, что процесс развертывания вдовольпо сильной степени услож-
няется вследствие образования завитой, сливной стружки, что по имеет места
при твердых и хрупких материалах с их раздельными стружками. Поэтому усилие
резания при развертывании железа и стали значительно выше, чем для чугуна,
хотя тот и другой материал и могут обладать одинаковой твердостью. Отсюда
следует, что для железа и стали, во избежание получения широких стружек, кото-
Конструкции цилиндрических разверток 425
рые могут вызвать большие напряжения в инструменте, рекомендуется делать
угол <р —12-15°. Для чугуна же, где такой опасности не имеется, угол <р можно
выбрать в пределах 4 — 5°.
Па фиг. 405 представлены три вида заборной части Ан В для стали, С — для
чугуна. Закругленная форма Л дает лучшие результаты, но изготовление ее свя-
зано с некоторыми затруднениями.
Для предохранения зубцов от выкрашивания конец заборной части рекомен-
дуется срезать под углом 45°. Если этого среза не делать, то зубец развертки под
ииянием повышенного напряжения легко может надломиться. Кроме того, этот
<*]>ез дает возможность снять без вреда для развертки лишний материал, если
отверстие случайно окажется меньше по диаметру, чем это требуется под развертку.
Фиг. 405. Формы заборной части у машинных разверток.
Большое влияние на чистоту работы оказывает правильность обработки пере-
хода от конической части к цилиндрической. Место этого перехода должно быть
закруглено и не иметь остроты. Можно достигнуть хороших результатов, если
этот переход осторожно довести при помощи арканзаса пли масляного камня.
Иногда ручные развертки снабжаются резьбой па заборной части. Она сооб-
щает развертке однообразную подачу и облегчает вхождение в отверстие. Резьба
делается острой V-образпого профиля. Величина шага резьбы незначительная, от
3.2 до 18 ниток на Г. Следует иметь в виду, что резьба не должна доходить до
начала цилиндрической части, и делается конической, так как иначе она будет
оставлять в отверстии после себя винтовые риски. Наружный диаметр резьбы дол-
жен быть всегда меньше номинального диаметра развертки примерно на 0,15—
0,50 мм.
Количество зубцов для разных диаметров разверток
Диаметр развертки . .
Число зубцов........
Ширина пера.........
3—С
6
0,5
7—10
б
0,5
11—12 13—15
8 8
0,7 0,9
16—17
8
1,0
18—19
8
1.1
20—23
10
1.2
24—30
10
1,3
31—43 44—59 60—78
12 14 16
1,6 1,9 2,2
79—100
18
2,5
chipmaker.ru
Развертки
426
Распространено мнение, что развертка с нечетным числом зубцов дает более
чистую и гладкую поверхность, чем развертка с четным количеством. Однако прак-
тика показывает, что при правильно сконструированной заборной части и одина-
ковом состоянии режущих кромок этой разницы не наблюдается. Чистота и отсут-
ствие рифлености на поверхности развернутого отверстия зависят не от числа
зубцов, а от неравномерного распределения их по окружности.
Преимуществом разверток с четным числом зубцов является то, что их легко
можно проверить микрометром или скобой, в то время как развертки с нечетным
числом зубцов такому простому измерению не поддаются; для последних прихо-
дится делать специальные калиберпые кольца, что, конечно, вызывает большой
накладной расход на дополнительный инструментарий.
Некоторые американские фирмы изготовляют развертки с небольшой цилиндри-
ческой направляющей у заборной части. Длина ее делается равной 1/5—1/6 рабочей
части, а диаметр несколько меньше (на 0,10—0,70 л.и) диаметра просверленного
отверстия. Между напра-
вляющей и заборной ча-
стью протачивается коль-
цевая канавка шириной
1—2 мм для облегчения
шлифовки. Несмотря на
преимущество таких раз-
верток, они большего рас-
пространения не полу-
чили.
зо
•V
к
^20
Число зубцов
лпаача s муи Число зубцов у развер-
Фиг. 406. Диаграмма зависимости осевого усилия от числа ^ОК Определяется обычно
зубцов развертки. опытным путем. С возра-
станием числа зубцов
увеличивается потребность в силе для развертывания, что ясно видно из
формулы для й, приведенной выше. Такую зависимость можно получить
и из опытов. На фиг. 406 представлена подобная диаграмма по опытам III а л ь-
б р о х а. При мелких зубцах получается более чистая поверхность отверстия,
чем при крупных, так как в первом случае на каждое режущее перо приходится
меньший слой металла. Благодаря этому такая развертка не так быстро подвер-
гается износу и работает значительно дольше. Но с другой стороны, также пе сле-
дует и слишком увеличивать число зубцов, так как иначе канавки получаются
слишком мелкие, стружкп в них не уместятся и будут попадать под режущие
кромки иих портить. Кроме того, такую развертку дороже изготовлять иэксплоати-
ровать из-за необходимости обрабатывать большее количество канавок или зубцов.
Профиль канавки
Профиль канавки развертки должен удовлетворять следующим условиям: он
должен обеспечивать достаточную прочность зубцов; он должен быть достаточно
глубок для помещения стружек, так как иначе стружки будут портить остроту
Конструкции цилиндрических разверток^37
режущих кромок развертки и обрабатываемую поверхность; наконец, он не дол-
жен иметь острых переходов во избежание появления трещин при закалке.
На фиг. 407 показаны различные профили для цилиндрических разверток;
здесь А — профиль с углом в 90°; он употребляется обычно для мелких разме-
ров; В и С —профили, образованные одноугловым фрезером в 65 — 85°. Они
применяются для средних и крупных размеров. Однако формы Л, В и С нельзя
r.ru
Развертки
рекомендовать потому, что у этих фрезеров иа торцах получаются весьма невыгод-
ные углы резания, вследствие чего на передней грани развертки получается не-
чистая обработанная поверхность.
Далее на фиг. 407, D и Е—профили, образованные двуугловым фрезером с углом
55 4-30° или 40 4-30° для1 средних размеров и 704-15° для крупных. Радиус
закругления у всех профилей выбирается одинаковым и колеблется в пределах
от 0,3 до 0,8 мм в зависимости от размера развертки.
За последнее время большое распространение получили фасонные профили
(фиг.407, F и G). Один из них образован радиусом# — 25—35 мм в зависимости от
размера развертки и прямой, направленной к центру под углом в 6° к верти-
кальной оси. Другой профиль образован радиусом R = 25 мм для всех размеров.
Малый радиус берется в пределах от 1 до 1,5 мм. Преимуществом фасонного
профиля является то, что он, обеспечивая достаточную прочность зуба, образует,
благодаря криволинейному затылку, достаточное пространство для помещения
стружек; это пространство получится больше, чем при обработке простым
угловым фрезером.
Мелкие развертки (до 3—5 мм) иногда совершенно не снабжаются канавками,
а делаются в виде многогранника (с 3—5 гранями), ребра которого и образуют
режущие кромки.
Полукруглые профили канавок у разверток совершенно не применяются, так
как они дают слишком острые углы резания.
Углы лезвия зубца
Особенностью каждой развертки является то, что она фактически не срезает
материал, а скорее его скоблит. Поэтому угол резания у нее не может быть острым,
Фиг. 408. Углы резания у разверток.
так как иначе опа будет сильно забирать материал, и поверхность обрабатываемого
отверстия окажется нечистой и негладкой. Чем болыпеугол резания,тем чище полу-
чается поверхность отверстия.
На фиг. 408 представлены профили разверток с различными углами резания:
А дает угол резания в 90°, В — меньше 90°, т. е. имеется некоторый угол под-
нутрения (передний угол), С —больше 90°.
. Обычно в развертках угол резания делают равным 90°. В тех же случаях,
когда требуется особенная чистота, и если притом слой снимаемого материала не-
велик, рекомендуется брать угол резания больше 90°. Для твердых материалов
(бронза и др.) он должен быть пе менее 95°. Американские фирмы для чистовых
разверток независимо от материала делают угол резания в 93°. Для получения
Конструкции цилиндрических разверток
499
угла в 95° необходимо, чтобы
режущее перо отступало от
оси заготовки на величину
г, равную R sin 5°, где R—
радиус заготовки (фиг. 409).
Угол резания меньше 90'
употребляется только для
черновых или специальных
разверток, которые предна-
значаются для удаления не-
сколько повышенного слоя
металла.
Задний угол или угол
зазора у развертки необхо-
дим для того, чтобы она ве-
щалась более свободно в
отверстии. Чем больше угол Фиг. 409. Установка фрезера для развертки с углом
зазора, тем легче работает резания в 95°.
развертка, но зато полу-
чается слишком малая опорная поверхность у режущего пера, что способствует
заеданию резца.
Далее, большой угол зазора сильно ослабляет режущий зубец, который может
легко отломиться при работе. Кроме того, при большом угле зазора режущие
кромки скорее подвергаются износу, чем при малом угле.
r.ru
Развертки
430
Фиг. 411. Фаска (ленточка) на цилиндрической части.
Снятие затылка выполняется двояким образом: или по прямой или по кривой
(фиг. 410). Второй способ дает более устойчивый зубец и достаточную свободу вра-
щения, одновременно с тем и опорная поверхность получается довольно значи-
тельной.
Угол зазора должен быть различным в зависимости от того, для какой работы —
чистовой пли черновой — предназначается развертка. Для облегчения резания
и возможности большего забора материала у черновых разверток угол зазора
делается больше, чем у чистовых. Так, он принимается для грубой работы —
в 6 — 4°, для чистовой — 3 — 2°.
Ввиду того что цилиндрическая часть развертки служит лишь в качестве
направляющей, здесь на зубцах оставляется небольшая фаска (ленточка), как
указано на фиг. 411. Ширина фаски делается равной от 0,05 до 0,3 мм в зависи-
мости от размера развертки. Фаска обеспечивает хорошее направление развертки
при работе, увеличивает
долговечность ее и спо-
собствует получению бо-
лее чистой обрабатыва-
емой поверхности. Кроме
того фаска служит опор-
ной поверхностью при
промере с помощью ми-
крометра или кольца,
причем благодаря ее на-
личию развертка не так
быстро теряет свой раз-
мер по диаметру. Фаска
получается следующим
образом: на круглошли-
фовальном станке раз-
снятие затылка на заточ-
вертка шлифуется по диаметру, затем производится
ном станке. Таким образом фаска представляет собой часть окружности наруж-
ного диаметра развертки, как указано на фиг. 411.
Папранление канавок
Цилиндрические развертки делают как с прямыми, так и с винтовыми (спи-
ральными) канавками. Необходимо отметить, что название «спиральные развертки»
не совсем правильно; их скорее надо назвать винтовыми, так как фактически они
никакой спирали не имеют. Но поскольку название «спиральные развертки» уко-
ренились в практике, нет смысла его изменять. Однако канавки в дальнейшем мы
будем называть не спиральными, а винтовыми.
До сих пор нет единодушного мнения, какие же развертки обладают большим
преимуществом — с прямыми или с винтовыми канавками.
Прямые канавки обладают тем преимуществом, что они допускают более лег-
кий промер по диаметру, их гораздо легче изготовить и заточить. При хорошем
уходе и правильно подготовленном отверстии они дают хорошую точность и доста-
точную чистоту. Кроме того развертка с прямыми канавками имеет большее ско-
блящее действие по сравнению с развертками с винтовыми канатами.
Конструкции ц илиндрических разверток
431
Развертки с винтовыми канавками дают стружку большей ширины и требуют
большей затраты энергии на развертывание. Но зато обрабатываемая поверх-
ность получается более чистой, так как снимаемая стружка значительно тоньше
благодаря более тупому углу резания. Спиральная развертка по так быстро теряет
свой размер, ибо режущая кромка у нее значительно длиннее и давление резания
распределяется на большую длину.
Спиральная развертка, для правого резания снабжается только левой винтовой
канавкою, так как иначе при совпадении направления резания и наклона винто-
вой линии развертка стала бы ввинчиваться в отверстие и сильно заедать из-за
большого забора материала, вызванного острым углом резания. Кроме того, если
развертка приводится во вращение через конический хвост, то при ввинчивании
ее в отверстие хвост будет выходить из конуса шпинделя или патрона. При левом
наклоне эти недостатки отпадают, но зато потребность в силе на развертывание
возрастает. ।
В практике в большинстве случаев применяют I
развертки с прямыми канавками. Однако есть слу-
чаи, когда нельзя удовлетвориться разверткой с пря-
мыми канавками. Так например, необходимо упо- 7 \
треблять развертки с винтовыми канавками в том ---------1--------------------
случае, если требуется обработать отверстие с выре- 1 1
зом (фиг. 412). Здесь нс рекомендуется употреблять кгт.упг я
развертку с прямыми канавками потому, что она мо- <’/*7
ж<т при переходе через вырез потерять свое паправ- | I
ление и заесть; нередко этот вырез может привести L_______I
и к поломке зубцов у развертки.
Для спиральных разверток угол наклона ВИПТО- Фиг. 412. Отверстие с вы-
гой канавки к оси выбирается в зависимости от резом.
рода материала: для твердых 7 — 8°, для вязких
14 —16°. Он зависит также и от подачи, а именно, с увеличением подачи угол
должен быть увеличен.
Сторонники винтовой канавки часто утверждают, что наклон канавки препят-
ствует образованию рифленой поверхности. Однако практика показывает, что )
винтовая канавка, не уничтожает рифлености поверхности. При заедании спи-
ральные развертки также дают риски с той только разницей, что распола-
гаются не по прямой, а по винтовой линии.
Неравномерное распределение реагущих перьев по окружности
Как было уже сказано, пи спиральные канавки, ни нечетное их число не обес-
печивают от появления в отверстии рифленой поверхности. Каким же образом
можно получить чистую и гладкую поверхность отверстия? — Опыт учит, что
если фрезеровать канавки в развертках таким образом, чтобы они были распреде-
лены по окружности неравномерно, то такие развертки дают поверхность отверстия
без всяких рисок. Чтобы понять это явление, рассмотрим более подробно самый
процесс работы развертки. Пусть развертка имеет 6 зубцов; тогда при равпомер-
ном распределении перьев но окружности каждое режущее перо при полном пово-
роте развертки попадает в то же самое место, как и предшествующее, например,
зубец I из места а приходит в место Ъ, зубец II из Ъ в с и т. д. (фиг. 413, В), т. е.
chipmaker.ru
432________________________Развертки________
при полном обороте все шесть зубцов шесть раз попадают в одни и те же места.
Далее, представим себе, что один какой-нибудь зубец начал немного заедать.
Это может произойти, например, под влиянием усиленной подачи, или вследствие
оставшихся в канавке стружек, или ввиду наличия твердых частиц в самом мате-
риале, которые стремятся оттолкнуть развертку в сторону, противоположную реза-
нию, или, напротив, ввиду наличия в материале мягких мест, в которые режущие
зубцы легко углубляются. После того как один зубец начал немного заедать, на
развернутой поверхности образовалась некоторая неровность, вернее, — над1»ыв
Фиг. 413. Неравномерное распределение зубцов по окружности.
материала. Следующее перо вследствие одинакового шага попадает в то ясс самое
место, где произошел надрыв, и в силу повышенного напряжения оно не только
не исправляет погрешность, сделанную предшествующим зубцом, а, наоборот,
еще больше ее углубляет. В результате беспрерывного повторения этого процесса
получается отверстие, поверхность которого сплошь покрыта продольными рис-
ками, отстоящими друг от друга часто на одинаковом расстоянии. Если же сделать
развертку с неравномерным распределением зубцов по окружности, тогда при пово-
роте развертки на угол А (фиг. 413, Л) зубец II попадает не в с, а в с', зубец III —
не в d, а в d' и т. д., благодаря чему в надломленное место приходят один или,
в зависимости от шага, два зубца, расположенные друг против друга. Что же
касается других зубцов, то они проскакивают это место и начинают снимать в нем
материал только тогда, когда первый зубец уже выровнял надлом и шерохова-
Конструкции цилиндрических разверток 433
тость. Следовательно, при такой конструкции все зубцы никогда одновременно не
попадают в прежние места. Прп каждом повороте развертки только в двух местах
шесть раз попадает один зубец,
в то время как в остальные ме-
ста он попадает дважды (фиг.
413, В и С). Это имеет большое
преимущество перед разверткой •
с равномерной разбивкой
перьев, у которой при полном
повороте все шесть зубцов
шесть раз попадают в одно п
то же место. Развертки с не-
равномерным распределением
зубцов имеют еще то достоин-
ство, что они режут значи-
тельно легче, так как у пих
отдельные зубцы в работе не
так сильно нагружены.
Существует несколько спо-
собов неравномерного нареза-
ния канавок (фиг. 414).
П е р в ы й способ даст для
каждого угла, соответствую-
щего шагу канавки, различные
значения, которые или могут
постепенно нарастать, начиная
от точки 2, как указано на
фиг.414,2, или иметь ихв разби-
вку таким образом, чтобы ни
одна пара зубцов не лежала на
одном диаметре. Такую разверт-
ку нельзя измерить микроме-
тром и для ее измерения при-
ходится употреблять калибер-
ное кольцо. Благодаря раз-
личным углам, такая развертка
меньше склонна давать риф-
леную поверхность, но из-за
сложности фрезерования ка-
навок и неудобства в промере
этот способ в Европе получил
весьма небольшое распростра-
нение.
По*в торому спосо-
б у разбивка производится
Фиг. 414. Способы неравномерного распределения зубцов по окружности.
таким образом, что только
одна пара зубцов лежит на одном и том же диаметре. Начиная от точки 1
происходит сначала па первой полуокружности нарастание значений для углов.
28 Сеысичсш.'О.
Таблица 100
Пераппомерпое распределение канавок у разверток (по американскому способу)
Чпсдо канавок в развертках
4 6 8 10 12
Делит, головка Угол поворота Делит, головка Угол поворота Делит, головка Угол поворота Делит, головка Угол поворота Делит, головка 5гол поворота
канавки floiod -on от.» © о в и о Й Г- 2 ело дыр ело по- ротое О. 2 о с а с н О и? о Е вз © 2 £ о
J? - Э Н а й д г- Ь4 S S О 5я я 5й Я р"
2 9 31 88’03' 6 22 59°05' 4 36 44’19' 3 37 35’33' 3 09 29’04'
3 10 12 95’06' 6 35 52’05' 5 08 46’51’ 4 05 37’12' 3 21 31’50’
4 9 29 87’35' 6 14 57’15' 4 32 43’24' 3 31 34’12’ 3 08 28’50'
5 7 — 63’00’ 5 06 46’24' 4 07 37’42' 3 17 30’50’
6 6 15 57’28' 4 29 42°4Г 3 35 35’05' 3 06 29’24'
7 5 08 46’51’ 4 05 37’12’ о 21 31’50’
8 4 34 43’51' 3 34 35’00’ 3 иб 28’24'
9 4 ' 07 37’42' 9 и 1с 31’10'
10 3 33 34’42’ 3 00 29’04'
11 3 18 31’10’
12 1 • 3 06 28’24'
I
При мечанис. Делительный круг должен иметь 39 дыр.
Таблица 101
Неравномерное распределение канавок у разверток (по европейскому способу)
ил|| - 41 <:1'ЛЛ[Д Угол поворота Чис то обо- ротов Чисто от- верстий Угол поворота Число обо- ротов Число от- верстий Угол поворота Число обо- ротов Чисто от- верстий У гот поворота Число обо- ротов Число от- верстий Угол поворота Число обо- ротов Число от- верстий
6 58’2' 6 22 59’53' 6 32 62’5' 6 44
8 42’ 4 •’2 44’ 4 44 46° 5 6 48° 5 16
10 33’ 3 34 34’30' 3 41 36’ 4 37’30' 4 н 39° 4 1^
12 27’30’ 3 3 28’30' 3 8 29’30' р и 14 30’30’ 3 19 31’30' 3 24
14 23е ЭД' 2 30 24’15' 2 34 25° 2 38 25’45' 26’30' 2 46
16 20’30' 2 14 21’ 2 17 21’30' 2 20 99° 15* 2 23 22’45’ 2 26
18 17’20' 1 25 18’ 2 —- 18’40' 2 2 19’20 2 4 20° 2 6
20 15° 1 18 15’40' 1 20 16’20' 1 22 17’ 1 24 17’40’ 1 26
22 13° 1 12 13’40' 1 14 14’20' 1 16 15° 1 18 15’40' 1 20
Таблица 102
~ I яоирк orjiij, । S о н 3 Л Число оборотов Число отвер- стий Угол поворота | Число оборотов Число отвер- стий Угол поворота Число оборотов Число отвер- стии Угол поворота Число оборотов ЦП 13 -Uoujo ог.шь Агол поворота Чис ю оборотов Число отвер- стии о о. S © и © Число оборотов Число отпер- । стий (
12 32е. >6' 3 30
14 4.J-0 - 1 3 — 28’ 3 5
16 23’15’ 2 29 24’ 2 32 24’45' 2 35
18 20’40' 2 8 21’20' 2 10 22° 2 12 22’40' 9 14
20 18’20' 2 1 19’ 2 3 19’40' 9 5 20 0' 2 7 21° 2 9
22 16’20’ 1 22 17° 1 24 17’40' 1 26 18'20’ 2 1 19’ 3 20° 9 6
Примечание. Для 6—16 зубцов: делительный круг с 49 отверстиями
> 18—12 » > » » 27 »
40 оборотов рукоятки соответствуют 1 обороту обрабатываемого изделия.
chipmaker.ru
436 Развертки
а затем,начиная с точки 6, их падение. Диаметр по зубцам 1—6 является контроль-
ным и по нему производится проверка развертки микрометром.
Более простым является трети й (европейский) способ распределения
канавок, по которому каждая пара противоположных зубцов лежит на одном диа-
метре, иначе говоря, неравномерное распределение канавок распространяется
только на одной полуокружности, на другой же эти утлы повторяются в том же
самом порядке, как п на первой полуокружности. Фрезерование канавок в послед-
нем случае рекомендуется производить таким образом: после того как нарезана
одна канавка, тотчас же делительная головка повертывается на 180° и нарезается
канавка диаметрально ей противоположная, что значительно сокращает время
на установку развертки. Следовательно, третий способ разбивки более дешев
и прост, чем первый и второй. На наших заводах принят именно этот третий способ.
В табл. 100 —102 приведены значения углов для каждой канавки, а также
необходимое число поворотов шпинделя делительной головки при определенном
числе отверстий делительного диска.
Задний конус
Развертка, как и всякий режущий инструмент, предназначенный для обработки
внутренних отверстий, должна иметь задний (обратный) конус, т. е. диаметр у на-
чала цилиндрической части должен быть больше диаметра у хвоста (фиг. 41.г>).
Фиг. 416. Задний конус.
Задний конус необходим для облегчения работы и уменьшения трения между зуб-
цами развертки и обрабатываемой поверхностью отверстия. Если заднего конуса
не делать, то развертка работает очень тяжело, так как соприкосновение происхо-
дит по всей длине, режущие кромки быстро изнашиваются, а иногда даже и выкра-
шиваются.
Задний конус у ручных разверток делается в очень незначительных пределах,
а именно разница в диаметрах в пределах от 0,003 до 0,006 з/.м. Из-за этой незна-
чительной разницы нет смысла оставлять у ручных разверток цилиндрическую
часть, и задний конус делается сразу же за приемной частью.
У машинных разверток задний конус необходимо делать большей величины,
(табл. КЗ), так как при работе на станках может получиться перекос развертки
из-за несовпадения оси гнезда револьверной головки с осью шпинделя, что часто
имеет место на практике. Вследствие перекоса задняя часть развертки при от-
сутствии конуса может также принять участие в съеме материала и тогда отверстие
может' оказаться слегка коническим. По этим же соображениям рабочая часть
машинной развертки всегда делается меньше, чем у ручной. Задний конус еще
Конструкции цилиндрических разверток
более необходим в том случае, если раз-
вертка вставляется в качающуюся оправку.
Для качающихся разверток разница в диа-
метрах делается больше указанных в таб-
лице на 50—80%.
Таблица 10'3
Размеры цилиндрической части п заднего
конуса для различных диаметров
(согласие фиг. 415)
Диаметр развер- тки в .и.» Длина запорной части для Длина ЦП 11IH- дрп чет- кой ча- сти Диаметр зад- него конца конуса
cia.ni чугу па
1) а fr • С /Л
3— 6 1,0 5 7 /1—0,04
7 11 1,5 6 10 /1 —0,04
12-19 2,0 7 13 /1 — 0,04
20-37 2,5 9 18 I) -0,05
38—6<s 3,0 11 24 /1—0,06
Хвост и квадрат
Диаметр хвоста ручной развертки делается
всегда немного меньше ее номинального раз-
мера. Уменьшение диаметра позволяет развер-
тке свободно проходить через развернутое от-
верстие; в то же время, благодаря незначи-
тельной разнице между диаметрами рабочей
части и хвоста, последний в случае прохода
длинного отверстия хорошо направляет раз-
вертку. Диаметр хвоста ручной развертки при-
нимается меньше диаметра развертки на сле-
дующие величины:
Для разверток . . 3—15 мм
» > . . 16—25 »
» » . . 26—35 »
» » . . 36—50 »
0,03—0,04 мм
0,05—0,06 »
0,07—0,08 »
0,00 -0,10 »
Между хвостом и цилиндрической частью
затачивается шейка шириной 5—20 .о. диа-
метр ее на 0,5—2,5 л.и меньше диаметра раз-
вертки. Шейка нужна для возможности выхода
камня во время шлифовки.
Машинные развертки изготовляются с ци-
линдрическим хвостом, квадратом или конусом
Морзе. Все три тина имеют длинную шейку
(или хвост), что необходимо для обработки
4W
X
X
Фпг. 410. Размеры ручных разверток,
chipmaker.ru
Конструкции цилиндрических разверток_______
Квадрат Тайлииа Ценгровка 104 д
Основные р 13мер В I Z ы DL min 1 Вл ежущая Bl Ч 1СТЬ D Is <)<) 1 1 1 1 1 1 1,5 1,5 I числ I ч\бь€ 1 1 — 6 6 6 6 6 8 8 ° X F р 0, 0, 0, о, 0,1 О,( 0,4 1>Л 1 f-2 П в3 /3 Л а й и, Де Н-100Л7 2 2 2 2 2 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 Л сЗ rt =з вз
+8/а Л— 8 8,5 9 , 9,5 10 10,5 11 0 zkKMj 110 125 125 125 125 125 140 Dj max = 7,996 8,496 8,996 9,496 9,996 10,496 10,996 l> +0—10. 7,7 8,2 8,7 9,2 9,7 10,2 10,6 h »: 25.1 60 65 65 65 65 65 75 1 - 1 12 13 13 13 13 13 15 90 90' 90 90 90' 8tf Ю 0,1”^’°® 0,1"^®» О,1~^0,08 0д4”®»®8 Од+0,08 О,15+С’08 0,15+°’08 В 0, э 0, 7 0,1 < 0,: 0,1 0,8 0,8 5 45' з 45' 5 45' 45' 45' 45' 45' Csott 6,5 7 7,5 « 8,5 8,5 9 —100 Л! 12 13 13 13 13 13 15 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 1 1 +-<ми( 7,95 8,15 8,95 9,45 9,95 10,45 10,95 38 47 47 47 47 47 50 11)111 1 1 9 10 10 10 11 11 12 так 9,5 10,5 10,5 10,5 11,6 11,6 12,6 ruin 1 6,1 6,9 6,9 6,9 7,9 7,9 8,9 max Г 6,2 7 7 7 8 8 9 +0,2с 5,6 6,4 6,4 6,4 7 7 8 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 1 30Л1 1 2 2 2 2 2 2,5 2,5 2.5 2,5 2,5 2,5 2,5 287 305 323 341 359 377 395 413
11,5 140 11,496 И,1 75 15 1,5 8 80е О,15+°’08 0,г 0,8 45' 9,5 15 1 11,45 50 12 12,6 8,9 9 О 1 431
12 140 11,996 11,6 75 15 1,5 8 80° О,15+®’08 о,г 0,8 45' 10 15 1 11,95 50 12 12,6 8,9 9 8 9 1 449
12,5 140 12,496 12,1 75 15 1,5 8 80? 0Д5+М8 0,7 0,8 45' 10,5 15 1 12,45 50 13 13,6 9,9 10 1 467
13 '* 140 12,996 12,6 75 15 1,5 8 80° 0,15-1 °’08 0,8 0,8 45' 11 15 1 12,95 50 13 13,6 9,9 10 9 1 485
13,5 140 13,496 13,1 75 15 1,5 8 М. О.15+0’08 0,8 0,8 45 11,5 15 1 13,45 50 14 14,6 10,88 11 10 1 502
14 160 13,996 13,6 85 17 1,5 8 80° 0,15+0.08 0,8 0,8 >0,8 0,8 0,8 45' 12,5 17 I 13,95 58 14 1 4,6 10,88 11 10 1,5 А 520
14,5 15 16 160 160 160 14,496 14,996 15,996 14,1 11,6 15,6 85 85 85 17 17 17 1,5 1,5 1,5 8 8 8 80° 80° 80° 0,15+®’08 0,15+о.ов 0,15+0.08 0,8 0,9 0,9 45' 45' 45' 12,5 13 14 17 17 17 1 1 1 14,45 14,95 15,95 58 58 58 14 15 15 14,6 15,6 15,6 10,88 11,88 11,88 11 12 12 10 11 11 1,5 1,5 1,5 4 4 4 4 4 538 575
17 180 16,996 16,5 95 19 1,5 8 80° 0,15+°’08 1 0,8 45' 15 19 1 16,95 66 16 16,6 12,88 13 12 1,5 4 610
18 180 17,995 17,5 95 19 1,5 8 80? 0,15'1-0,08 1 0,8 45' 16 19 1 17,95 66 17 17,0 14,38 14,5 13 1,5 4 4 646
19 180 18,995 18,5 95 1 19 1,5 8 80° 0,15+0’08 1,1 0,8 45' 16 19 - 1,5 18,95 66 17 К,6 14,88 14,5 13 1,5 4 4
20 200 19,996 19,6 105 21 1,5 10 80° 023-0,08 1 0,8 30' 17 20 1,5 19,95 75 19 19,7 15,88 16 14 1,5 4 4 718
21 200 20,995 20,6 105 21 1,5 10 25° Qq+ОД 1 1 30' 18 20 1,5 20,95 75 19 19,7 15,68 16 14 1,5 4 4 754
22 200 21,995 21,6 105 21 1,5 10 25° СК2+0’1 1 1 30' 19 20 1,5 20,95 75 21 21,7 17,88 18 16 1,5 4 4 790
23 220 22,995 22,6 115 23 1,5 10 25° О,2+°’1 1,1 1 30' 20 22 1,5 22,95 83 21 21,7 17,88 18 16 1,5 4 4 826
24 220 23,995 23,6 115 23 1,5 10 25° 0,23 о,1 1,1 1 30' 21 22 1,5 23,95 83 21 21,7 17,88 18 16 . 1,5 4 4 862
2э 220 24,995 24,6 115 , 23 1,5 10 25° 0,2+°’* 1,2 1 ?0' 22 22 1,5 24,95 83 23 23,7 19,85 20 18 1,5 4 4 898
26 240 25,995 25,6 125 25 1,5 10 25° 0,2+°.’ 1,2 1 30' 23 23 1,5 25,95 92 23 23,7 19,85 20 18 2 5 5 934
27 240 26,995 26,6 125 25 1,5 10 25° f)o+0.1 1,3 1 30' 24 23 1,5 26,95 92 25 25,7 21,85 22 20 2 5 5 970
28 240 27,995 27,6 125 25 1,5 10 25° 0,230,1 1,3 1 30' 25 23 1,5 27,95 92 25 25,7 21,85 22 20 2 5 5 1005
30 270 29,994 29,5 140 28 2 10 25° 0,2+0,1 1,3 1 30' 1 27 25 1,5 29,95 105 27 27,7 23,85 24 22 2 5 5 1077
32 270 31,994 31,5 140 28 2 12 25° 0,253 е’1 1,3 1 30' 29 25 1,5 31,95 105 27 27,7 23,85 24 22 2 5 5 1149
33 270 32,994 32,5 140 28 2 12 25° 0,253 е’1 1,3 1 30' 29 25 1,5 32,95 105 29 29,7 25,85 26 24 2,5 6,8 6,8 1185
34 300 33,994 33,4 155 31 2 12 25° 0,25+0’! 1,4 1 30' 30 27 1,5 33,95 118 29 29,7 25,85 26 24 2,5 6,8 6,8 1221
35 300 34,994 34,4 155 31 2 12 25° 0,25+0’1 1,4 1 30' 31 27 1,5 34,95 118 32 32,8 28,85 29 26 2,5 6,8 6,8 1256
36 300 35,994 35,4 155 31 2 12 25° 3,25+0’1 1,4 1 30' 32 27 1,5 35,95 118 32 32,8 28,85 29 26 2,5 6,8 6,8 1293
37 300 36,994 36,4 155 31 2 12 25° 3,25+0,1 1,5 1 30' 33 27 1,5 36,95 118 32 32,8 2Ч,85 29 26 2,5 6,8 6,8 1329
38 335 37,994 37,4 170 34 2 12 25° 3,25+0’1 1,5 1 30' 34 29 1,5 37,95 136 32 32,8 28,85 29 26 2,5 6,8 6,8 1365
40 335 39,994 39,4 170 34 2 12 . 25° С ),25+0’1 1,6 1 30' 36 29 1,5 39,95 130 35 35,8 31,8 32 29 2,5 6,8 6,8 1436
42 335 41,994 41,4 170| 34 2 12 25° С ),25+0’1 1,7 1 30' 38 29 1,5 41,95 136 35 35,8 31,8 32 29 2,5 6,8 6,8 1508
44 335 43,994 43,4 170 34 2 12 !5° С »,25+0-1 1,8 1 30' Ю 29 1,5 4-3,95 136 38 38,8 31,8 35 32 2,5 6,8 6,8 1580
45 370 44,994 44,3 190 38 2 12 2 5° С ,253-ОД 1,91 1 30' 11 31 1,5 44,95 119 38 3S8 34,8 35 32 3 7,5 7,5 1616
46 370 45,994 45,3 190 38 2 14 2 5° 0 ,3+«Д 1 ,0 1 30' 42 31 1,5 45,95 149 38 3 ,8 34,8 36 32 3 7,5 7,5 1652
47 370 46,994 46,3 190 18 2 11 2 5° 0 ,3-1-ОД ,6 30' 43 31 1,5 46,95 149 42 42,8 38,8 39 35 3 7,5 7,5 1688
48 3 (0 47,994 47,3 190 i 8 2 14 2 5° 0 З+ОД ,7 30' 44 31 1,5 47,95 149 42 42,8 38,8 39 35 3 7,5 7,5 1 724
50 370 49,994 49,3 190 1 г *1 2 14 2 5° 0 з+°Д ] ,8 0' j 46 31 1,5 49,95 149 12 12.S 39 35 3 7,5 7,5 1 71*=
О
Фиг. 417. Размеры машинных разверток с цилиндрическим хвостом.
Фиг. 418. Размеры машинных разверток с коническим хвостом.
Таблица 195
Основные рлзмрры Режущ а я часть Шейка Хвост Центровки
D L О1 h 0 1s 1s <7 f Г D. о8 Is 4 Р4 Is
ОСТ +s/aA ±25Ai 2_0,и1 мл zt»Ai + 100А1 4 80 А! Для 1ШК. матер. Дли хр\ ПК. матер. — Число зубьев +0,08 -0 — -20 Al +30 А1 —SAi ±23 А1 ±30 Aj +100Ai -0
3 85 2,97 24.5 11,5 1,0 2,0 13 6 0,1 ол 36 3 24 5
3,5 86 3 47 25 12 — 1,0 2.0 13 6 0,1 0,5 3 36 • 3,5 25 — —- —
4 S7 3 97 27,5 13 —- 1.0 2,0 11.5 6 0,1 0,5 3,5 34 4 25,5 —
4,5 88 4 47 28 13 —. 1.0 2,0 15 6 0,1 0,5 4 34 4,5 26 — — —
5 89 4,97 30 14 — 1,0 2,0 16 6 0,1 0.5 4 31 5 26 — —
5,5 90 5,47 31 15 — 1,0 2,0 16 6 0,1 0,5 4,5 32 5.5 27 —— — —
6 120 5,97 33 16 — ю 2,0 17 1 6 0,1 0,5 5 57 6 30 — — ——
6,5 ПО 6 16 28 И 1 1,0 25 17 6 0,1 0,5 5,5 57 6,5 25 0,7 2 2
7 НО 6,96 30 12 1 1,0 2,5 18 6 0,1 и,5 5,5 55 7 25 0,7 X 2
7,5 110 7,46 30 12 1 1,0 2,5 18 Ь 0,1 0,8 6 55 7,5 25 0,7 2 2
8 1 0 7,96 32 13 1 1,0 2,5 19 6 0,1 0,8 6,5 53 8 25 0,7 2 2
8,5 110 8,46 32 13 1 1,0 3,0 19 6 0,1 0,8 7 53 8,5 25 0,7 2 2
9 135 8,96 34 14 1 1,0 3,0 20 6 0,1 0,8 7 71 9 30 0,7 2 2
9,5 135 9 46 34 14 1 1,0 3,0 20 6 0,1 0,8 75 71 9,5 31 । 0,7 2 2
10 135 9,96 ЗН 14 1 1,0 3,0 22 6 0,1 0,8 8 10 10 30 0,7 2 2
7, ,HC,mpi/hiiim цилиндрических разверток
Примечания. 1. Приемный конус /5 без фаски (,
2. Угол затылка 6°.
chipmaker.ru
Развертки,
442
Основные размерь Режущая часть Шейка
D 1 "i h д./вяз мат. С4 Д.,хр. мат. 1 4ncjc зуоье! I-г r
oct+»/,j (Н ±23Aj ТО, 01 ±23 A i ±80Ai ±100 — —20A
10 160 9,96 35 1,0 1 3,5 12 23 6 o,j ±г 8 | 59,5 1
10,5 160 10,46 35 1,5 1 3,5 15 20 8 0,15 ±°’08 8 59,5 1
11 160 10,96 35 1,5 1 3,5 15 20 8 0,15 ±р88 8 59,5 1
11,5 160 11,46 35 1,5 1 3,5 15 20 8 0,15 ip 08 <8 59,5 1
12 170 11,96 40 1,5 1 3,5 15 25 8 0,15+J-08 9 61,5 1,5
12,5 170 12,46 40 1,5 1 3,5 16 24 8 0,15 ±{J'08 9 64,5 1,5
13 170 12,96 40 1,5 1 3,5 16 24 8 0,15 ±£’08 10 64,5 1,5
13,5 170 13,16 40 1,5 1 3,5 16 24 8 0,15 ±о’08 10 64,5 1,5
14 170 13,96 40 1,5 1 3,5 16 24 8 0,15 ±J’08 10 64,5 1,5
14,5 170 14,46 40 1,5 1 3,5 16 24 8 0,15 +*’08 11 64,5 1,5
15 190 14,96 45 1,5 1 3,5 16 27 8 0,15 io08 11 66,5 1,5
16 190 15,96 45 1,5 1 3,5 18 27 8 0,15 +J-08 12 66,5 1,5
17 190 16,96 45 1,5 1,5 4,5 18 27 8 0,15 ip'08 13 66,5 1,5
18 190 17,96 45 2,0 1,5 4,5 18 27 8 0,15 ±g-08 14 66,5 1,5
19 210 18,95 50 2,0 1,5 4,5 20 30 8 0,15 ip08 15 81,5 1,5
20 210 19,95 50 2,0 1,5 4,5 20 30 10 0,2 ip'1 16 81,5 1,5
21 210 20,95 50 2,0 1,5 4,5 20 30 10 0,2 ip’1 17 81,5 1,5
22 230 21,95 50 2,0 2 6 20 30 10 0,2 ij’1 17 101,5 1,5
23 230 22,95 55 2,0 2 6 21 34 10 3,2 i8-* 17 96,5 1,5
24 250 23,95 55 2,0 2 6 21 34 10 3,2 A8-1 19 97,0 1,5
25 250 24,95 55 2,0 2 6 21 34 10 3,2 ip’1 20 97,0 1,5
26 250 25,95 55 2,0 2 6 21 34 10 1( 3,2 A8’1 20 97,0 1,5
27 250 26,95 60 2,0 2 6 22 38 10 ( 3,2 A»8’1 21 92,0 1.5
28 270 27,95 60 2,0 2 6 22 38 10 ( 1,2 iSJ 22 112 1,5
30 270 29,95 / 60 2,0 2 6 22 38 ю 0,2 +J1 23 112 1,5
82 270 31,94 60 2,5 2 6 24 361 12 )С >,25 AS’1 23 И-l 1,5
Конструкции цилиндрических разверток 4L3
Табл и ЦП LOG
Хвост Hein ровна
л конус Dt а Lt d. ds b С е П п ", Ls d
А» It’S Л1 —0.3л л 4-10Л —0,2л л -роц — — ±30 A i -о
1 12.23S 3,5 65,5 8,973 8,7 5,2 1 14,5 9,5 5 1,25 2,5 2,5 1
1 12,239 3,5 65,5 8,973 8,7 5,2 14,5 9,5 5 1,25 2,5 2,5 1
1 12,239 3,5 65,5 8,973 8,7 5,2 14,5 9,5 5 1,25 2,5 2,5 1
1 12,239 3,5 65,5 8,973 8,7 5,2 14,5 9,5 5 1,25 2,5 2,5 1
1 12,239 3,5 65,5 8,973 8,7 5,2 14,5 9,5 5 1,25 2,5 2,5 1
1 12,239 3,5 65,5 8,973 8,7 5,2 14,5 9,5 5 1,25 2,5 2,5 1
1 12,239 3,5 65,5 8,973 8,7 5,2 14,5 9,5 5 1,25 2,5 2,5 1
1 12,239 3,5 65,5 8,973 8,7 5,2 14,5 9,5 5 1,25 2,5 2,5 1 t
1 12,239 3,5 65,5 8,973 8,7 5,2 14,5 9,5 5 1,25 4 4 1,5
1 12,239 3,5 65,5 8,973 8,7 5,2 14,5 9,5 5 1,25 4 4 1,5
2 17,981 4 78,5 14,06 13,6 6,3 17,1 11,1 6 1,5 4 4 1,5
2 17,981 4 78,5 14,06 13,6 6,3 17,1 H,l 6 1,5 4 4 1,5
2 17,981 4 78,5 14,06 13,6 6,3 17,1 П,1 6 1,5 4 4 1,5
2 17,981 4 78,5 14,06 13,6 6,3 17,1 11,1 6 1,5 4 4 1,5
2 17,981 4 78,5 14,06 13,6 6,3 17,1 И,1 6 1,5 4 4 1,5
2 17,981 4 78,5 14,06 13,6 6,3 17,1 И,1 6 1,5 4 4 1,5
2 17,981 4 78,5 14,06 13,6 6,3. 17,1 П,1 6 1,5 4 4 1,5
2 17,981 4 78,5 14,06 13,6 6,3 17,1 ИД 6 1,5 4 4 1,5
2 17,981 4 78,5 14,06 13,6 6,3 17,1 11.1 6 1,5 4 4 1,5
3 21,052 4,5 98 19,133 18,6 7,9 21,3 14,3 6 2 5 5 2
3 24,052 4,5 98 19,133 IS> 7,9 21,3 14,3 7 2 5 5 2
3 21,052 4,5 98 19,133 18,6 7,9 21,3 14,3 7 2 5 5 2
3 24,052 4,5 98 19,133 18,6 7,9 21,3 14,3 7 2 5 5 2
3 24,052 4,5 98 19,133 18,6 7,9 21,3 14,3 7 2 5 5 2
3 24,052 4,5 98 19,133 18,6 7,9 21,3 14,3 7 2 5 5 2
21,052 4,5 98 19,133 18,6 | 7,9 21,3 J 14,3 7 2 5 5 1 2
chipmaker.ru
ill Развертки,
глубоких отверстий с помощью развертки, закрепленной в револьверной головке
станка. Размеры хвоста стандартизованы.
У ручной развертки часть хвоста, на которой фрезеруется квадрат, иногда
затачивается ниже приблизительно па 0,1—0,2 мм для того, чтобы при работе
в случае, е<л i на квадрате от воротка образуются заусенцы, они нс повредили
поверхности развернутого отверстия. Следует отметить, что такая заточка совер-
шенно излишняя п не оправдывает своего назначения. Развертка служит недолго
и теряет свой размер гораздо раньше, чем образуются эти заусенцы на ребрах
квадрата. Если квадрат к тому же будет еще немного и закален (как обычно это
и делается), то образование заусенцев становится вообще проблематичным.
Па конце хвоста снимается небольшая фаска, во избежание острых углов после
фрезерования.
В табл. 1С4—106 приведены размеры ручных и машинных разверток.
2. КОНСТРУКЦИИ КОНИЧЕСКИХ РАЗВЕРТОК
Конические развертки служат для получения конических отверстий, которые
могут быть предварительно обработаны как по цилиндру, так и по конусу. Кошт
ческие развертки в процессе работы находятся в значительно худших условиях,
чем цилиндрические. Они снимают гораздо больший слой металла и вследствие
конусности соприкасаются с обрабатываемой поверхностью по всей своей длине,
в то время как цилиндрические развертки имеют соприкосновение лишь па корот-
ком участке за конической частью. У цилиндрических разверток, как только прой-
ден определенный участок, режущие зубцы выше заборной части уже нс прини-
мают участия в резапии. Они не могут резать отчасти вследствие наличия заднего
конуса, отчасти потому, что развертка почти всегда разрабатывает отверстие, т. е.
размер его получается несколько больше диаметра развертки. Износ развертки
происходит главным образом по заборной части и в этом месте чаще всего и выла-
мываются зубцы. При ручном развертывании, когда цилиндрическая развертка
начинает заедать, рабочий слегка выдвигает ее и затем вращает снова без подачи.
Это дает возможность развертке снять сначала самые верхушки стружек, сделан-
ных заборной частью. После того как верхушки сняты, иначе говоря, стружка
разделена на мелкие части, развертка снова подастся вниз и дальнейшее резание
протекает уже значительно легче.
При коническом развертывании происходит то же самое; развертка частично
выдвигается и, вращаясь без подачи, снимает только, верхушки отдельных
стружек. Так как коническая развертка соприкасается со всей обрабатываемой
поверхностью п вследствие этого заедание происходит весьма часто, то при
таком методе рабо' ы на развертывание тратится большое количество времени.
Для того чтобы выдвигание и подача происходили автоматически, можно
использовать простое приспособление. Чтобй понять принцип его работы, на
фиг. 419 показана схема действия этого приспособления.
Каждый зубец снимает определенную стружку (фиг. Л), форма которой пока-
зана па фиг. Б в увеличенном виде. Следует отметить, что основание пружки —
широкое и устойчивое. Предположим, имеется шесть таких стружек, каждая дли-
ной в несколько сантиметров. Ясно, что при работе развертки требуется значи-
тельная сила и развертка должна обладать достаточной прочностью, чтобы ус-
тоять и не сломаться
Конструкции конических разверток 4/5
Если вытянуть немного развертку, как указано на фиг. 419. В, то края режу-
щих зубцов отойдут от широких и толстых оснований выступов. Тогда с каждым ре-
жущим зубцом будут сопри-
касаться уже значительно
меньшие стружки, которые,
взятые вместе, требуютболее
пониженной силы (фиг. 419,
Г). После того как эта часть
выступов снята (фиг. 419. Д),
коническая развертка сре-
зает меньшие слои, как
указано буквой Е. Таков
принцип, на котором пост-
роено приспособление (фиг.
420). Развертка А нахо-
дится в державке В, кото-
рая скользит и поверты-
вается во втулке В. Втулка
В имеет па своей поверхности
Фаг. 419. Схема работы конической развертки.
винтовой вырез, направлен-
ный под углом в 45°. Па
втулке В лежит другая
втулка Г, плотно скользящая в пей. Втулка Г имеет продолговатый вырез такого
же размера, как и вырез на втулке В. Длина выреза
Фиг. 420. Приспособление для работы конической
развертки.
Г равна длине выреза втулки
В по образующей, ширина
ее такая же, как и у В. Болт
Д. достаточно крепкий для
того, чтобы вращать раз-
вертку во время ее полной
нагрузки, пропущен сквозь
вырезы и ввинчен в тело
оправки Б. Сильная винто-
вая пружина прикреплена
одним концом ко втулке Г
(шурупом Ж), а другим кон-
цом (шурупом 3) к копну
приспособления. Задняя
часть приспособления укре-
плена на шпинделе свер-
лильного станка, на кото-
ром производится разверты-
вание.
Процесс развертывания
состоит в следующем.
Пружина прижимает болт Д в направлении, указанном стрелкой, к перед-
нему краю винтового выреза втулкп В. Развертка вводится в таком положении
в предварительно рассверленный предмет. Как только развертка начинает
заедать, выступы обрабатываемого предмета стремятся повернуть развертку
chipmaker.ru
446 Развертки
»
против действия пружины по направлению другой стрелки. Этот враща-
тельный момент стремится вращать болт в винтовом вырезе втулки В,
который и движется по винтовой липни. Это заставляет развертку выдвинуться
обратно из отверстия. Тогда лезвия развертки приходятся против более тон-
ких слоев выступов и легко их срезают. Пружина, действуя посредством
прорезанной втулки Г, стремится вернуть болт Д к переднему краю винтового
выреза во втулке В. Это, конечно, заставляет развертку продвигаться снова в
отверстии. При продвижении развертка работает, как показано на фпг. 419. Е.
Во время работы развертка все время совершает колебательные движения, пока
не пройдено все отверстие. Для того чтобы обратное действие пружины не
было бы слишком быстрым, что заставляло бы развертку быстро направляться
вперед и приводило бы к поломке режущих кромок, сделано устройство, заглу-
шающее толчки. Оно состоит из гидравлического цилиндра, края которого соеди-
нены трубкой К. Гайкообразный клапан Я, как показано на фиг. 420,6, располо-
жен в трубке И. Опа имеет в диаметре 1,5 мм и соединяет верхнюю и нижнюю
части цилиндра. Когда развеу)тка продвигается в обрабатываемом предмете, опа
вращается в направлении, противоположном давлению пружины, и заставляет
поршень М в гидравлическом цилиндре проталкивать масло в трубке в на-
правлении стрелки. Вместе с маслом, идущим по этому направлению, откры-
вается клапан //, так как он удерживается в своем седле легкой пружинкой О.
В момент, когда развертка снимает выступы и останавливается захваченная пред-
метом (оба эти момента синхронны), клапан Н сидит в своем гнезде в трубке. Масло
в верхней части цилиндра удерживает поршень, который в свою очередь удержи-
вает развертку и пружину от быстрого возвращения. Маленькое отверстие И
в клапане Н дает возможность маслу постепенно перейти в полость цилиндра
и вместе с обратным ходом поршня развертка продвигается по винтовому вырезу
для своей работы в обрабатываемом предмете. Зубчатое колесо С насажено на
втулку Г. Верхний конец гидравлического поршня в виде рейки сцепляется с этой
зубчаткой. Цилиндр легок по весу, может быть изготовлен из трубчатого железа
и прикреплен к оправке; таким образом ойравтс'а может передвигаться вместе
с цилиндром, и рейка с зубчаткой всегда находятся в зацеплении. Поршень с обоих
концов, как показано, снабжен гидравлической набивкой. Следует заботиться
о том, чтобы цилиндр и трубки всегда были заполнены машинным маслом.
Действие этого приспособления вполне удовлетворительно; применение его
значительно увеличивает стойкость инструмента.
Из сказанного ясно, что коническая развертка в силу соприкосновения и съема
слоя металла на всей рабочей длине требует также и большей затраты энергии на
развертывание. Чем большей конусностью обладает развертка, тем труднее ею
работать. Вот почему никогда не рекомендуется прп большой конусности упо-
треблять конические развертки для развертывания цилиндрического отверстия.
Обычно в таких случаях оно должно быть расточено на конус или нужно употре-
бить сначала развертку для предварительной обработки и только потом калибро-
вать отверстие с помощью чистовой конической развертки.
Конические развертки в противоположность цилиндрическим всегда изгото-
вляются с одинаковым шагом, так как неравномерное распределение зубцов по
окружности для них совершенно излишне. В самом деле, при осеврй подаче раз-
вертки поверхность отверстия обрабатывается релгущими кромками, которые
расположены нс па одном диаметре, т. е. после меньшего диаметра вступает в ра-
lioHCinpyiafiiu конических разверток
447
боту больший диаметр. Поэтому шаг развертки все время меняется, и риски все
время перемещаются по окружности, в результате чего они совсем не заметны на
обрабатываемой поверхности.
Развертки для копусов Морзе
В том случае, если цилиндрическое отверстие развертывается в коническое
без предварительной расточки на конус, необходимо применять две или еще луч-
ше—три развертки. Па фиг. 421 показан комплект конических разверток, пред-
назначенных для обработки отверстий под конусы Морзе (для шпинделей стан-
ков. переходных втулок и т. п.). •
Предварительная развертка в сущности представляет собой зенкер, который
обращает цилиндрическое отверстие в ступенчатое, как показано на фиг. 422.
Она снабжена пологой нарезкой, угол наклона которой равен углу наклона конуса/
Фпг. 421. Конические развертки.
Фпг. 422. Вид отверстия после
прохода предварительной ко-
нической разверткой.
Морзе. Каждая ступенька у развертки обточена таким образом, что нижняя точка.
4 имеет больший диаметр, чем верхняя точка Б, как показано на фиг. 423. Эта
наклонная прямая составляет с осью развертки угол в 5°. Кроме того, каждая
ступенька затылована. Угол снятия затылка можно определить по приближенной
формуле:
. kz
т. е. угол снятия затылка меняется в зависимости от диаметра. Следовательно
у переднего конца он будет больше (4—5°), чем у заднего (3—4°). Чистота работы
у этой развертки не играет никакой роли, поэтому направление нарезки совпа-
дает с направлением резания.
Благодаря такой конструкции, каждый зуб развертки режет свободно, т. е.
только одна узкая режущая кромка находится в соприкосновении с обрабаты-
ваемым предметом. В то же время каждая другая точка плоскостей, образующих
режущую кромку, несколько удалена от обрабатываемого предмета; следовательно,
разсержа работает только с помощью режущем кромки, находящейся на торце.-
chipmaker.ru
Разеертки
448
зубцов (но не на цилиндрической поверхности), равным образом также только на
одном диаметре у точки Л, так как выше ее диаметр на каждой ступеньке умень-
шается. Таким образом развернутое отверстие можно рассматривать как отвер-
стие, состоящее из все уменьшающихся цилиндров, как показано на фиг. 423.
Каждый зубец развертки работает подобно расточному резцу, который произво-
дит резание не боковой частью, а только передней торцевой. Этот вид работы
оказывает огромное влияние на защемление стружки, которого фактически здесь
не имеется, так как каждая ступенька
имеет значительное сужение кверху по
диаметру. При торцевом резании стружки
получаются более мелкие и короткие,
которые лучше отводятся от режущей
кромки, чем при боковом резании с его
широкими стружками.
Величина ступенек зависит от числа
зубцов. Чем больше зубцов на окружности
развертки, тем меньше выдаются ступеньки
в коническом отверстии.
Наличие нарезки диктуется необходи-
мостью получить в отверстии постепенное
уменьшение возвышений. Из этих же со-
ображений переход от одной ступеньки к
другой делается всегда под тупым углом
(120 —130°), что имеет также большое зна-
чение и для термообработки (отсутствие
острых переходов).
Число зубцов делается небольшим — от 3
до 8 в зависимости от номера конуса.
Заточка пера производится под зубом
(радиально), т. е. таким образом, как и у
фрезеров со снятым затылком.
Некоторые фирмы, например Гоммель-
Верке в Германии, изготовляют предвари-
тельную развертку не со снятым затылком,
но с острозаточенными зубцами и большим
шагом. Эти развертки менее хороши в работе,
Фиг. 423. Конструкция предваритель-
ной развертки.
чем со снятым затылком.
Вторая, пли средняя развертка изго-
товляется с небольшим числом зубцов (от
5 до И) и снабжена левой нарезкой для раздробления стружек. Число ниток на
1" для резьбы выбирается в пределах от 8 до 4 для конусов от 1 до 6. Конструк-
ция этой развертки показана на фиг. 42-1. Форма винтовой канавки делается или
прямоугольной, при выполнении резьбы па токарном ставке, или же трапецевид-
ной — при фрезеровании. Ширина канавки равна примерно 2/6 шага, глубина
равна примерно 0.5 ширины канавки. Зубцы у разверток острозаточенпые, при-
чем при заточке оставляется фаска в пределах от 1 до 2 мм. Затылок целесообраз-
нее снимать под двумя углами: один у фаски около 6—7°, другой 15—20°. Такая
форма затылка часто встречается у режущих инструментов и обладает тем до-
Конструкции конических ралаерток
449
стоинством, что она дает достаточный по своей величине зазор, а с другой сто-
роны, зуб не получается ослабленным.
Фиг. 424. Конструкция средней развертки.
Чистовая развертка (фиг. 425) представляет собою коническую раз-
вертку. Шаг зубцов равномерный. Угол резания равен 90°. Угол снятия за-
тылка 4—5°.
Фиг. 425. Конструкция окончательной развертки.
В табл. W7—110 приведены размеры конических разверток для конусов
Морзе.
Ширина пера р должна быть одинаковой по всей длине рабочей части раз-
вертки. Для осуществления этого необходимо делительную головку наклонить
под определенным углом т; тогда дно канавки развертки будет параллельно гори-
зонтальной плоскости стола. Поэтому в рабочих чертежа”, на конические развертки
должны быть указаны размеры угла т и величины х смещения переднего и зад-
него центров, а также и глубины фрезерования I.
29 Семенченко
chlpmaker.ru
150
Развертки
Таблица 107
Размеры, общие для всех трех разверток (фиг. 426)
Общие размеры I Режущая часть Хвост I Центровые отверстия
СО ю ю CM CMrf 1П1ПСС
»О 1 1 1 cmiocdVh
‘Qc4’-h ’-ноо Ю L- О т-1 гН СМ СМ
1 1 lO5£S3
"а см Ш »о о СМ г-
1П L— г-н 1П CM CM 1ПСО о гч см
макс. 2882888. ССГсхГт-4 тН ОО СО\П Н м Н t?l СО
мин. 8838°°®.^.^ СО Е-^ О L— 1П тН т-1 г-н т-Н см со
Л? О гН хН £— —4 Ci X) т-4 т-Н т-4 СМ СМ СО
—4 О0 О О lO tn in Ог-Г’-Г т-Н т-Г т-Ч '
<N 1 *—4 ’У? >П СО Q О »п СО СО -н »П О G0 О т—4
С? о br0t-OCQ СО ’ХНСМ т—4 т-Н т-4 СМ СО
СО С5 GO О '-Н СХ тН 'ХН О г-н т-4 т-4 СМ СО -н
m tn 00 О О in 1П с?с5'о'т-7т-н r-Г т-Г
00 О тН со г-хН СМ "4J4 ьО so t- Ci см г-
S £oo Sсм So
!> т-H 'ZH т-Н т-4 in CM th г- co -и eo l— oo Ш in L—О см 00.CO co c? ”44* T-H CM CM co m
Q in in -H to Oi Т-4 о xH О 00 CM iO О in О О L-00^04 ^CO_ ОЭ CM t^co" —f 'ф' iO4 rH T-H CM CO'НИ о
»n Q 1П Q Q О О О О CM 1 n ОС co Г-4 т-4 т-H т-H Г-4 OI CO
С) 00 co О О -H Oi 1-1 t- »H co 1Л x> © t- CO Oi г-ОЭ -Н 1^0^ Ci CM 00 oj in H -H OI n n <D
э о о e> о с- Ъ Q см см CM см О J co TO О О О О О О О
Конусность CM GO О CM -Xf4 см о т-4 тН П1 СМ >П Q оо CMQC5 Ci СМ О —4 сГс'6' Ci Ci cTci т-4 0-' СМ т-4 Т-4 т-ч гН
вэЛпоя {у* О Т-4 см со п ю со
426. Коническая развертка с размерами.
Конструкции конических разверток 4S1
Таблица 108
Размеры предварительной развертки (фиг. 423)
конуса » Р к S ^ЫИН Т X
О 3 110° 3,0 0,75 4 1,0 0° —,
1 3 110° 3,5 0,75 6 2,2 0° —
2 4 so° 4,6 0,75 9 3,0 0° —
3 5 75° 5,6 1,0 12 3,7 0°9’ 0,4
4 6 75° 5,9 1,о 16 3,9 0с28* 1,5
5 7 70° 7,5 1,5 20 5,0 0'34' 2,3
6 8 70° 8,8 1,5 24 6,7 0°43' Таблч 3,9 чца 109
Размеры средней развертки (фиг. 424)
X конуса Z е Р f 9 3 ъ а ^мвв Число виток ua 1" т X
0 5 90° 1,6 0,8 20° 3,0 1,0 0,5 0,9 8 0°32' 0,90
1 5 90° 1,8 0,9 20° 3,2 1,0 0,6 1,7 8 0°29' 0,8
2 5 90° 2,6 1,3 20? 3,2 1,0 0,8 2,8 8 0?29' 1,1
3 7 80° 2,5 1,25 15° 4,2 1,5 0,8 2,9 6 0?44' 1,9
4 7 8CF 3,0 1,5 15° 5,0 2,0 1,2 4,0 6 0с46' 2,4
5 9 70р 3,4 1,7 15° 5,0 2,0 1,2 5,3 6 0°4V 3,2
6 11 70° 4,0 2,0 15° 6,0 2,5 1,5 5,8 4 С?59' 5,3
Таблица 110
Размеры чистовой развертки (фиг. 425)
конуса в Р 1мив т X
0 6 85° 1,0 1,0 0°40' 1,1
1 7 85° 1,0 1,4 0°49' 1,4
2 7 90° 1,3 1,8 0°55’ 2,0
3 9 80° 1,4 2,3 Ос57' 2,5
4 9 80° 1,6 3,1 О°57' 3,0
5 11 75° 2,0 3,7 1°03' 4,2
6 13 75° 2,2 4,6 1°08' 6,1
Конические развертки для штифтов
Эти развертки (фиг. 39S, III) служат для развертывания цилиндрических отвер-
стий в различных машинных деталях, которые соединяются с помощью штифтов
или шпилек. Благодаря малой своей конусности (1 :50) эти развертки снимают
незначительный слой металла, а поэтому они могут дать готовое коническое отвер-
chipmaker.ru
Развертки
Размеры штифтовых разверток с винтовыми канавками (фиг. 430)
стие без предварительного раз-
вертывания с помощью черно-
вой развертки. Диаметр перед-
него конца всегда рассчиты-
вается таким образом, чтобы
развертка выступала из отвер-
стия у малых размеров при-
мерно па 1,5—2 .о. у больших
на 3—4 мм, т. е. он делается
меньше номинального размера
соответствующего штифта. Для
увеличения числа переточек
режущая часть развертки де-
лается длиннее стандартной
длины штифта, благодаря чему
разверткой можно будет поль-
зоваться до тех пор, пока диа-
метр переднего конца развертки
не будет меньше соответствую-
щего размера штифта. Зубцы
расположены по окружности
равномерно. Развертки диамет-
ром от 1 до 3 лш фрезеруются в
форме трех- или пятигранника,
ребра которого и образуют ре-
жущие кромки. Развертки диа-
метром от 1 до 5 мм снабжены
обратными центрами. До 6 мм
развертки делаются с пятью
зубцами, свыше 6 мм с семью.
Угол рабочего фрезера 90— 75°.
Профиль снабжен радиусом
закругления от 0,25 до 1 мм.
Развертки имеют фаску 0,10—
0,15 Л.Н. Угол снятия затылка
10-8°.
Сравнительно недавно по-
явились па рынке конические
развертки для штифтов с вин-
товой левой нарезкой (фиг. 427).
Эти развертки благодаря своим
преимуществам хорошо себя
зарекомендовали. Они снимают
топкую и широкую стружку,
допускают большую скорость
резания (до 25 м/мин) и значи-
тельную подачу. Благодаря
лгвой нарезке, самозатягива-
Конструкции конических разветпок
453
Фиг. 427. Штифтовая развертка с винтовыми канавками.
ние развертки и опасность поломки исключаются. Канавки дают достаточное
место для помещения стружки,
боте развертки. Опп упо-
требляются как для ручном,
так и для машинной работы.
Па фиг. 428 представ-
лены две диаграммы, ха-
растеризующие производи-
тельность этих разверток
(из практики фирмы Роде-
Деренберг в Германии).
На диаграмме I указано,
что в то время как нормаль-
ная развертка до затупле-
ния изготовила 80 отвер
стий, специальная дала 870
поэтому защемление их не наблюдается при ра-
отверстий.
На диаграмме II при-
ведено сравнение продолжи-
тельности работы. Так с
помощью нормальной раз-
вертки в течение 15 мин.
обработано 5 отверстий, спе-
циальная же Дала в течение
3 мин. 5 отверстий.
Эти диаграммы показы-
вают, насколько выгодно
применять развертки с вин-
товой нарезкой. В табл. 111
приведены размеры развер-
ток с винтовой нарезкой для
станочной работы.
Фиг. 428. Диаграммы стойкости и производительности
штифтовых разверток.
chipmaker.ru
Развертки
3. КОНСТРУКЦИИ КОТЕЛЬНЫХ РАЗВЕРТОК
Фиг. 429. Установка фрезера для штифтовой разверти..
Котельные развертки применяются в котельном производстве, при изготовле-
нии железных конструкций, мостов и т. п. Они отличаются большим разнообра-
зием конструкций, что объясняется главным образом широким их применением
в металлообрабатывающей промышленности.
Котельные развертки но условиям своей работы значительно отличаются от
обычных разверток. Если обычные развертки предназначаются в основном для
получения точных и чистых отверстий, то для котельных разверток эти условия
отходят на задний план, но зато выступают другие специфические условия, свя-
занные с работой этих
разверток.
Они предназначаются
для развертывания отвер-
стий в котельных листах,
расположенных один па
другом, которые затем
соединяются друг с дру-
гом с помощью заклепок.
Эти листы часто бывают
смещены относительно
друг друга, причем вели-
чина смещения доходит
иногда до 3—5 мм. Таким
образом на развертку
ложится еще дополни-
тельная работа по уда-
лению излишнего мате-
риала, вызванного сме-
щением листов, в резуль-
тате чего в развертке по-
являются сильные на-
пряжения.
Котельной развертке
приходится работать
главным образом в вязких материалах (железо, мягкая сталь), в которых она
430. Штифтовая развертка с размерами.
сильнее заедает, чем в твердых материалах.
На работу развертки оказывает огромное влияние также и устойчивость станка
и изделия. Однако при работе не всегда удается сохранить эти условия.
Котельные развертки применяются или на радиально-сверлильных станках,
или же в ручных пневматических машинках. При работе на станке рабочий редко
закрепляет хсбот станка, так как ему приходится повертывать его почти для
каждого отверттия. Далее, часто само изделие (листы) не закрепляется непод-
вижно на плите, а перемещается в разных направлениях па салазках. Кроме того
листы не всегда надежно стянуты подде] лжами. Б результате во время работы
получается шатание и изгиб хобота, изггб развертки, непопадание ее в отверстие
и, наконец, прогиб отдельных листов. Перед окончанием развертывания напря-
жение в хоботе станка и в листах прекращается и в особенности в нижнем листе
chipmaker.ru
456 Развертки
с еще неразвериутым отверстием, так как материал уже не оказывает большого
сопротивления вертикальному давлению развертки. Листы быстро поднимаются
кверху, шпиндель станка опускается, получается резкое увеличение подачи,
вызывающее весьма часто поломку развертки.
Не лучше обстоит дело и при ручной работе. Здесь применяются пневмати-
ческие или электрические сверлилки весом до 50 кг, которые обслуживаются одним
или двумя рабочими. Работа лучше всего протекает в том случае, если обрабаты-
вается вертикальное отверстие, так как вес сверлилки дает значительное облег-
чение. Хуже обстоит дело при развертывании горизонтальных или наклонных
отверстий, в особенности, если они расположены наравне или выше роста рабо-
чего. В этом случае вес сверлилки не облегчает, а наоборот, сильно усложняет
Фиг. 131. Формы заборной части у котельных разверток.
работу. Очень часто приходится работать на сборке железных конструкций и мо-
стов, в неудобных местах, узких площадках и неустойчивых подмостках, устано-
вленных на значительней высоте. Малейшее заедаппе развертки может уже по-
вести к несчастному случаю.
Эти специфические условия предъявляют определенные требования к конструк-
ции котельных разверток, которые в основном сводятся к следующему:
1) для облегчения работы развертка не должна требовать большого occboi
усилия;
2) время на развертывание не должно быть большим;
3) ни в косм случае пс допустимо заедание развертки, так как это связано
с опасностью для рабочего.
Перейдем к описанию основных элементов конструкции котельной развертки.
Диаметр конца заборной части развертки необходимо выбирать в зависимости
от диаметра обрабатываемого отверстия с учетом возможности прохождения раз-
Конструкции котельных разверток
К,7
Фиг. 432. Влияние формы заборной части на работу ко-
тельной развертки.
вертки через смещенные листы. Если этот диаметр будет выбран большим, то
область применения такой развертки будет значительно сужена.
Одним из важных элементов конструкции котельной развертки является забор-
ная часть. В практике встречаются три вида конструкций заборной части:
1) с коротким конусом,
2) с длинным конусом,
3) с закругленной, слегка выпуклой формой.
При рассмотрении заборной части цилиндрических разверток было уже ска-
зано, что длинный конус требует большего времени на развертывание, чем корот-
кий. Закругленная же развертка занимает между ними епеднее положение, так
как при одинаковом диа-
метре отверстия общая
длина развертывания И и
расстояние Ло, проходи-
мое заборной частью, у
закругленной развертки
будут больше, чем у
развертки с коротким
конусом; это показано
на фиг. 431. Закруглен-
ная часть, благодаря
своей выпуклой форме,
начинает резать раньше
(точка Л), чем кониче-
ская развертка, у кото-
рой начало резания
(точка В) лежит значи-
тельно выше (фиг. 432).
Короткая заборная
часть снимает толстую и
короткую стружку, длин-
ный конус —более ши-
рокую и тонкую. Закругленная развертка и в этом отношении занимает сред-
нее положение.
Самым опасным моментом для развертки является выход ее из отверстия,
когда напряжение в ставке и в заготовке резко начинает падать. Короткий конус
находится в самых неблагоприятных условиях, в то время как длинный и закруг-
ленный растягивает постепенно стружку, благодаря чему напряжение в станке
и в листах постепенно уменьшается, не причиняя никакого вреда зубцам развертки.
Так как длинный конус увеличивает время на развертывание, то с этой точки зре-
ния выгоднее пользоваться закругленной формой, которая не хуже длинной забор-
ной части преодолевает возникающие при резании затруднения. Таким образом
развертка с закругленным конусом будет более долговечна по сравнению с раз-
верткой с короткой заборной частью. Опасность поломки зубцов развертки будет
тем больше, чем больше наклон конуса относительно оси.
Мы уже знаем, что вертикальная составляющая сопротивления резанию будет
У короткого конуса больше, чем у длинного. Закругленная форма дает средне
значение. Поэтому рабочему при ручной работе значительно легче работать
chipmaker.ru
Развертки
4П8
Фпг. 433. Влияние угла наклона винтовой
канавки ла работу котельной развертки.
развертками с более длинной или закругленной заборной частью, чем с ко-
роткой.
Из всего сказанного вытекает, что наиболее рациональными формами являются
закругленная или удлиненная. Б практике встречаются развертки двух типов:
1) длина конуса*равна ‘/2 длины цилиндрической части;
2) длина конуса составляет 1/з длины цилиндрической части.
Первый тин употребляется для длинных отверстий, второй — для более ко-
ротких.
При развертывании глубоких отверстий заборная часть, находящаяся в работе,
будет длиннее, благодаря чему и сопротивление резанию также распространяется
на большую длину.
Угол наклона винтовой канавки или, как неправильно говорят, спирали, ока-
зывает значительное влияние на производительность и расход энергии при раз-
вертывании отверстий. Сопротивление резанию R действует перпендикулярно к ре-
жущей кромке, как указано на фиг. 433. Если сопротивление резанию разложить на
горизонтальную и вертикальную со-
ставляющую, то при большом угле нак-
лона винтовой капавки вертикальная
составляющая будет значительно боль-
ше, чем прп малом. Отсюда вытекает
важное условие: чем больше угол на-
клона винтовой канавки, тем больше
усилий должен приложить рабочий
на проталкивание развертки, причем
в то же время получается меньший
расход энергии для станка, так как
крутящий момент зависит от гори-
зонтальной слагающей (714 = Р • —), а
опа здесь будет меньше, чем при ма-
лом угле наклона. Следовательно,
больший угол наклона винтовой ка-
павки требует большего напряжения
от рабочего и меньшего напряжения от станка. Время на развертывание у та-
кой развертки будет больше, чем у развертки с малым углом наклона.
Если с уменьшением угла наклона винтовой капавки условия работы котель-
ной развертки улучшаются, то не лучше ли совсем отказаться от винтовых капа-
вок и употреблять развертки с прямыми канавками? Нет, и вот почему. Развертка
с прямыми канавками сильно заедает, в особенности на мягком материале, и вслед-
ствие этого работает неравномерно. Развертка с малым углом пактопа (до 13°)
также не совсем пригодна к работе, в особенности в неудобных местах.
Рабочие часто отказываются от применения этих разверток, так как они не
чувствуют себя в безопасности па неустойчивых подмостках при заедании раз-
вертки в отверстии. Кроме того постоянные толчки и сотрясения, вызываемые
неравномерностью крутящего момента при заедании, действуют весьма утоми-
тельно на рабочего.
В практике встречаются развертки с различным углом наклона винтовой ка-
навки от 0 до 60°. Лучшие результаты дает развертка со средними значениями
Конструкции котельных разверток
4Г>9
для угла наклона, а именно в пределах 25—30°. Для правого вращения следует
применять только левую винтовую канавку, так как при совпадении направле-
ния вращения и наклона винтовой канавки легко получается ввинчивание раз-
вертки в отверстие, что вызывает ее заедаппе.
Ввиду того что котельная развертка при развертывании снимает довольно зна-
чительный слой металла, целесообразнее для уменьшения усилия резания снаб-
жать зубцы острым углом резания, т. е. должен быть некоторый угол отвода струж-
ки у. Следует не забывать, что действительный угол у будет в сечении, перпенди-
кулярном к винтовой канавке, а в сечении, перпендикулярном к оси развертки,
он будет больше. Поэтому при разработке конструкции надо задаваться углом у
в нервом сечепни, так как иначе он может оказаться недостаточной величины.
Угол у зависит от угла нак-
лона винтовой канавки. Чем
больше угол наклона <о, тем
большее значение падо прини-
мать для угла у. На фиг. 434
приведена диаграмма зависи-
мости переднего угла у от угла
наклона со, причем значения
для угла у следует относить к
сечению, нерпендикулярпому к
винтовой канавке. Из диаграм-
мы видно, что угол у может
меняться в пределах от 0 до
25°. Не следует прибегать к
повышению угла отвода струж-
ки, так как ето связано с осла-
блением режущей кромки. Прп
большом угле у есть опасность
быстрого выкрашивания зуба.
По этим ясе соображениям и
угол зазора не должен быть
очень велик. Он должен быть
Угол наклона винтовой Канавки <jj
Фиг. 434. Диаграмма зависимости переднего угла
от угла наклона канавки.
такой величины, чтобы разверт-
ка могла лишь свободно повертываться в отверстии. Для улучшения угла зазора
рекомендуется выполнять снятие затылка при помощи двух углов и а2
(фиг. 435, Л), из которых берется в пределах 5—7°, а а2 —15—25°. Можно
применять также и другую форму снятия затылка, полученную с помощью
радиуса г (фиг. 435, В), проведенного из точки Ог. Благодаря непрерывной кри-
визне угол зазора получает меньшую величину у фаски; затем он повышается
по мере приближения к задней стороне зуба. Правильный выбор угла зазора ока-
зывает большое влияние на работу котельной развертки.
Число зубцов также влияет па расход энергии при развертывании. Чем большее
количество зубцов имеет развертка, тем меньшее сечение приходится на каждый
зубец. С другой стороны, всегда выгоднее с точки зрения условий резания сни-
мать малые количества крупной стружки, чем большие количества мелкой, так
как удельное давление резания понижается по мере увеличения сечения стружки.
Однако не следует сильно уменьшать число зубцов, так как это ведет, в особен-
chipmaker.ru
Развертки
460
ности при малом угле наклона канавки, к заеданию развертки. Следует иметь
в виду, что от числа зубцов зависит и профиль канавки. При большом количестве
зубцов получаются слишком мелкие канавки, в которые легко забиваются
стружки.
Обычно в котельных развертках число канавок бывает от 3 до 8. Лучшие ре-
зультаты дают развертки с пятью канавками при среднем значении угла наклона
<0 = 25—30°.
На фиг. 436 представлены типы котельных разверток, встречающихся в прак-
тике. Характеристика их приведена в таблице. Эти развертки были подвергнуты
испытанию, которое производил немецкий инженер Штёвер. На фиг. 437 показаны
значения крутящего момента, осевого усилия и времени на развертывание по ка-
ждой развертке.
Лучшие результаты показала развертка. Е, так как она работает спокойнее
других и безопасна для рабочего. Производительность ее также оказалась выше
других: она обработала свыше 6000 отверстии без переточки, что объясняется
Фиг. 436. Форма кривой снятия затылка.
в значительной степени закругленным конусом, который предохранял ее от рез-
кого повышения напряжения на выходе из обрабатываемого отверстия.
Преимущества разверток F и G в отношении малого осевого усилия и пони-
женного времени обработки только кажущиеся, так как такие развертки часто
заедают, и приходится тратить много времени на их освобождение при заедании,
на смену перегоревших предохранителей и т. п. Кроме того, они часто подвергают
рабочего опасности упасть с подмостков при заедании.
Развертка А показала себя в работе не особенно хорошо. Несмотря на малое
число зубцов, осевое усилие се весьма большое, что обусловлено большим углом
наклона винтовой канавки. Заборная часть снабжена винтовыми рисками для
разлома стружки. Подобные развертки можно применять только на радиально-
сверлильных стайках, так как при ручной работе от рабочего требуется усилен-
ное напряжение.
Таким образом практика и испытания показывают, что более целесообразно
применять развертки с средним значением угла наклона винтовой канавки 25—
30°, с числом зубцов 4—5 и закругленной заборной частью. Хотя при этих раз-
вертках и наблюдается некоторое удлинение рабочего времени на развертывание,
а также повышение крутящего момента, по эти недостатки искупаются спокойным
ГСпнет-рунЦни котельные разверток
461
Фиг. 436. Типы котельных развергок.
И Б О 3 II А Ч Е IIII Е
А
В
С
II
Е
Угол наклона винтовой канавки
У7Х/з° 23° 1 23° | 2B1/s° | 25° Число зубцов | 13‘/л° 131/а‘
3 1 В I 5 | 3 | 5 1 ‘ 1 3
Тип корпуса запорной части
] коротк. коротк. за к ру гл. закругл. коротк. закругл.
Суммарная робота мкг ?ос1 1SDO юос 500 9 1 О ж 5 i 9 В 9Г и Я
Максималь- ней крутя- щий момент смке кО1 зов 200 юо Сломалась на первом отверсп й 7^' г/'
Максималь- ное осевое усилие кг 120 ГЗ 80 60 ко 20 1 ж 1 1 isz. 1.
Расчетное время в сек на оЬравотку №отвер- стия 20 15 Ю 5 ж я ! %
Фиг. 437. Диаграмма крутящих моыеитов и осевых усилии для каждого типа ралверюк.
chipmaker.ru
Развертки
463
и равномерным ходом работы, а также и более значительной стойкостью но срав-
нению с другими типами.
В табл. 112 приведены размеры котельных разверток с отношением длины забор-
ной части к цилиндрической 1:1. Эти развертки предназначаются для менее точ-
ной обработки. Они нашли большое применение в корабельном деле. Число зуб-
цов у всех размеров равно 4, наклон винтовой левой канавки — 25°, угол рабочего
фрезера — 75°. Заточка пера на заборной части производится до остроты без
оставления фаски. Размеры фасок на цилиндрической части даны в направлении,
Фиг. 438. Котельная развертка с размерами.
перпендикулярном к кромке зуба. Диаметр D уменьшается по направлению к хво-
сту из расчета 0.05—0,06 мм на 100 мм длины. Расчетная глубина зуба равна
0,25 D.
4. КОНСТРУКЦИИ РАЗВЕРТОК СО ВСТАВНЫМИ НОЖАМИ
Развертки, у которых зубцы сделаны за одно целое с корпусом, страдают тем
недостатком, что они весьма быстро изнашиваются. Для увеличения срока службы,
а также для экономии материала, изготовляются развертки со вставными ножами.
Они применяются как для ручного, так и механического развертывания отверстий,
причем чаще для чистовой, чем для черновой обработки.
Развертки со вставными ножами обладают тем преимуществом, что они после
износа могут быть снова отрегулированы па данный размер. Необходимо помнить,
чти каждая такая развертка предназначается только для одного размера отвер-
Конструкции разверток со вставными ножами
4G3
Размеры котельных разверток (фиг. 438)
N конуса т—4 -Ч сч сч СЧ со СО со со со со ^4
05 О Ю т—4 1—4 ю со i—4 со т—4 ш <4 1—4 СЧ со СЧ кП сч 05 сч сч со со СО СО со
в о СО О СО о СО о со о СО о СО ^4 о TJ4 £э о in о со о со о СО о со
с. ю ю т—4 3- 1П сч сч сч 1—4 со iO со о со »п СЧ' ОО X*? со in со in >п со со 00
о оо О ю 05 о Т—1 СЧ т-4 1П со т-4 т-4 ш со in оо сч т—4' сч СО сч in СЧ со сч СЧ оо сч"
СЧ о сч o' сч о сч о СЧ о сч о СЧ о сч О' сч О' сч О СО о со О' со о со о СО о СО <5
cq 1П т—4 ю сч сч in сч in сч со СО in со ^4 ^4 in in in
- СЧ сч СЧ сч со со со 1—4^ xjT in in in со" 05 со со о 00 оо об* 05 со 05 о
ага СО СО со СО СО со СО со СО со СО со со СО со со
с гН т—4 т—4 1П 1П 1—4 in т—4 1П 1—4 in кП т—4 in 1—1 in 1—4 in т—4 in 1П in 1—1 in
Шаг спирали S ОС ^4 05 8 т—4 сч 1—1 in со 3 т—4 сч со т—1 сч 00 г—4 о сч in т—4 СЧ со СО сч СО in СЧ 05 СО СЧ со со сч со 05 сч
ть 1°35' 6 £ 8 сч я о СЧ 2°20' о сч о сч к <h сч о сч сч о СЧ сч С<1 сч о сч сч о сч ш о сч 04 in сч
СЧ сч сч со со СО оо СО 00 оо 05 8 со сч сч т—4 со со оо со т—4 о о т—4
- 122,5 132,5 137,5 147,5 157,5 со L— 8 т—4 оо оо 8 СЧ СО СО сч СО со сч ОО СЧ со со сч оо L— СЧ 00 СО' сч оо 05 сч
О GO 05 1—4 СЧ 1—4 СО 1П т—4 со 00 й 1—4 сч со сч in сч сч ОС сч 05 сч
-5 § О i—4 СЧ О со СЧ § сч S сч ш со сч § 8 СО 8 СО ш TJ4 со 1П СО ш со со ю S in т—4 TJ1 >о сч со -е«
о т—4 СЧ хм со т—4 2 8 сч сч сч сч о СО сч СО in со 00 со 5 сч тЧ
chipmaker.ru
Развертки.
461
стпя. Ни в коем случае не рекомендуется применять одну и ту же развертку для
разных диаметров. Перестановка ножей возможна только в определенных преде-
лах для компенсирования величины износа или же для установления размера но
диаметру в зависимости от рода обрабатываемого материала (регулирования вели-
чины разбивки во диаметру).
В табл. ИЗ приводятся максимальные значения, в пределах которых развертки
допускают регулирование.
Таблица 113
Диаметр Число Максимам иешч. Диаметр Число Млкепмум селим.
разверток зуицов регулирования развертки зубцов регулирования
22—23 6 0,8 8 1,5
23—25 6 1,0 55—65 8 1,5
25—28 6 1,0 65—70 10 1,6
28—33 б 1,0 70—75 10 1,6
Зо" «з5 6 1,0 75-82 10 1,7
35—40 б 1,25 82—88 10 1,1
40-45 6 1,25 88—95 10 1,8
45—50 8 1,25 95—100 10 1,8
Почти у всех конструкций разверток со вставными ножами увеличение размера
по диаметру происходит благодаря перемещению срезании! плоскости ножа но
наклонной плоскости дна прореза в корпусе. В некоторых конструкциях наклон
дна канавок в корпусе делается по направлению от хвоста к заборной части
(фиг.439, Л), у других, наоборот,у хвоста корпус получается тоньше, чем у заборной
Фиг. 439. Форма корпуса у развертки со вставными ножами.
части (фиг. 439, Б). У первого тина ножи перемещаются к хвосту, вследствие чего
получается малое использование ножей, так как при перестановке расстояние с
уменьшается. Напротив, у второго типа при перестановке ножей расстояние с
увеличивается, и ножи используются значительно лучше. Если окажется, что при
перестановке концы ножей будут слишком выдаваться вперед, то их можно уко-
ротить с помощью шлифовки па круглошлифовальном станке. Правда, из-за
этого происходит потеря в длине цилиндричесш й части, но для работы уменьше-
ние ножей не играет большой роли, так как развертка должна иметь задний конус,
и резание, собственно говоря, производится лишь одной заборной частью, а калиб-
ровка отв( рстия — небольшим участком цилиндрической части за конусом.
Корпус развертки выполняется как в виде цилиндра, так и в виде многогран-
ника. число сторон которого зависит от количества ножей в развертке. Круглая
форма прежде всего обладает преимуществом, что допускает более удобную
Конструкции разверток со вставными, ножами 465
и лучшую проверку по диаметру. Это имеет большое значение как при изготовле-
нии монтажа, так и при перестановке ножей в эксплоатации, так как фактически
диаметр корпуса служит исходной базой для развертки. Например, ножи изго-
товляются взаимозаменяемыми и теоретически должны быть одинаковыми. Точно
также должны быть, по возможности, одинаковыми и пазы в корпусе. Перед поста-
новкой ножей проверяется, насколько правильно вращается корпус между центрами
и не показывает ли он биения. Тогда можно установить, насколько одинакова глу-
бина пазов. После такого контроля вставляются ножи и проверяется на биение
между центрами наружный диаметр развертки. Корпус, выполненный в виде много-
гранника, не имеет ни одной контрольной плоскости, с помощью которой можно
было бы проверить, не бьют ли канавки при вращении в центрах. Кроме того,
изготовить круглый корпус, как всякое тело вращения, значительно легче и де-
шевле, чем корпус с фрезерованными гранями. Преимуществом последнего перед
первым является то, что он дает больше пространства для помещения стружек
и ножи могут нс так сильно выступать из корпуса. В результате этого нож полу-
чается более устойчивым и он не дает больших дрожаний. Для получения доста-
точного места у цилиндрического корпуса приходится пли больше выдвигать ножи
или же фрезеровать дополнительную канавку. Последняя делается или около
ножа (фиг. 453) или же па некотором от него расстоянии.
Так как наибольший съем металла происходит у заборной части, то некоторые
фирмы удовлетворяются увеличением места для стружек только у конуса, для чего
фрезеруется небольшое углубление, так указано на фиг. 453.
Развертки со вставными ножами делаются с меньшим числом зубцов, по срав-
нению с цельными развертками. Так
для развертки 16—12 мм берется.......... 6 зубцов
» > 44—65 » » 8 »
» » 65—125 » » 10 »
> » 130—150 > » 12 >
Фиг. 440. Развертка с косым расположением
пожей.
Объясняется это тем, что для возможности крепления ножей необходимо рас-
полагать большим шагом, так как иначе трудно, а подчас и невозможно, поставить
полей. Кроме того, и сами ножи также
получаются значительно шире, чем
цельные зубцы.
Развертки со вставными ножами
также должны быть сделаны с нерав-
номерным распределением режущих
кромок по окружности. Для раз-
бивки их могут быть использованы
данные об углах для шага, которые
были ранее приведены для цельных
разверток. Вместо неравномерного
распределения иногда прибегают к
косому расположению ножей, как указано на фиг. 440, причем наклон меняется
У каждой пары ножей, т. е. одна пара имеет наклон слева направо, другая справа
налево. Такие развертки дают чистые отверстия без всяких рисок.
На фиг. 441 представлены три вида постановки ножей относительно оси раз-
вертки. Для чистовой обработки надо употреблять только тип Б или А (угол реза-
30 Семенченко
chipmaker.ru
Развертки
4в6
ния больше или равен 90°). Тип В можно употреблять только у развертки пред-
назначенной для предварительной черновой обработки.
Фиг. 441. Типы постановки ножей.
Снятие затылка у ножей более целесообразно производить с помощью двух
углов (фиг. 442): один из них — у фаски, в 2—4°, а другой — более зпачитель-
- ной величины (15—20°). Этот способ дает наиболее ра-
_______циональные условия резания и применяется почти на
4 ~ всех развертках со вставными ножами.
Переходим к рассмотрению отдельных конструкций
х разверток со вставными ножами.
Различное развертки с привинченными и со встав-
ными нож тми.
На фиг. 443 изображена развертка с привинченными
ножами (тип Г и ш о л ь т а). Такие развертки отлича-
ются достаточной жесткостью конструкции и поэтому
——с успехом применяются для обработки даже больших
, диаметров, в особенности на расточных станках. Каждый
ФвГ’тьшка уножа пож заключает в себе два зубца. После износа ножи
отвертываются и под пих подкладываются тонкие по-
лоски бумаги или жести. Далее, ножи снова закрепляются и шлифуются до
требуемого размера на круглошлифовальном станке. Затем затачиваются зубцы, \
Фпг. 443. Развгртка с привинченными ножами (Гишольт).
Конструкции разверток со вставными ножами
467
и развертка снова готова к употреблению. В случае полного износа ножей или их
поломки они могут быть заменены новыми. Развертки Гишольта нс лишены также
и недостатков; основным из них является трудность изготовления ножей вслед-
ствие их фасонной и несимметричной фюрмы. Далее, пространство для помещения
стружек у них недостаточное, вследствие чего канавки могут легко забиваться
стружками. Затем, на некоторых размерах винты получаются настолько малыми
по величине, что они не в состоянии обеспечить надежность закрепления Нако-
нец, ножи не обладают достаточными для прилегания боковыми поверхностями,
вследствие чего приходится делать прилегание и но дну канавки, т. е. в трех
плоскостях, чего трудно достигнуть с помощью винтов малого диаметра.
Некоторым видоизменением развертки Гишольта является конструкция, запа-
тентованная фирмой Шток. Отличается она тем. что каждый нож включает в себя
два зуба, из которых один сделан с острым углом резания, а другой — с тупым.
Известно, что не всегда удастся обработать начисто отверстие с помощью одной
развертки, в особенно-
сти, если снимаемый слой
недостаточно мал по своей
величине. В этих слу
чаях приходится прибе-
гать к двум разверткам—
для предварительной и
окончательной обработ-
ки, на что тратится много
времени. У развертки
Шток обе эти операции
совмещены, благодаря
чему время на разверты-
вание значительно сокра-
щается. В то время как
зубец с острым углом резания срезает материал, зубец с тупым углом резания
зачищает отверстие. Существенным преимуществом разверток Шток является то,
что ассортимент ножей для разных размеров получается небольшим. Так напри-
мер, для разверток от 50 до 150 мм можно обойтись только одним профилем ножа
без всякого ущерба для резания. На фиг. 444 показано, как один и тот же раз-
мер ножа может быть приспособлен для разных диаметров разверток. Если в
первом случае зубец А является режущим, то во втором он уже оказывает только
скоблящее действие. Таким же свойством обладает и зубец Б. Условия резания
у такой развертки получаются достаточно удовлетворительными
На фиг. 445 дана развертка с привинченными ножами американской фирмы
Кливленд. Достоинством ее является то, что у нее, благодаря дополнительной фре-
зеровке, получается большое пространство для помещения стружек. Этим она
выгодно отличается от разверток типа Гишольта.
Значительно большее распространение получили развертки со вставными
ножами. Они встречаются самых разнообразных конструкций, причем разнообра-
зие их весьма часто обусловливается желанием фирмы обойти тот или иной патент.
Если у разверток с привинченными ножами для компенсирования износа ножей
необходимо подкладывать под них тонкие подкладки, то у разверток со вставными
ножами в большинстве случаев этого не требуется. Регулирование размера осу-
Фиг. 444. Использование одного и того же профиля ножа,
для различных диаметров разверток.
chipmaker.ru
46S Развертки____________________________
ществляется с помощью небольшого перемещения ножей, имеющих снизу поверх-
ность, скошенную под углом примерно в 3°. Соответственно этой форме ножей
корпус разверток также снабжен канавкой с тем же наклоном в 3°. После пере-
становки ножей развертка обязательно должна быть прошлифована па круглошли-
фовальпом станке для получения точного размера по диаметру, и только потом
уже можно будет приступить к ее заточке. Несмотря на регаампые заявлении мно-
гих фирм, пи одна из имеющихся в данное время конструкций сборных разверток
Фиг. 446. Раввертка с привинченными ножами (Кливленд).
не в состоянии дать размера но диаметру без шлифовки па круглошлифовальном
станке.
Наиболее простой по конструкции является развертка, у которой ножи вста-
влены в прорезы корпуса с помощью тугой посадки без всяких дополнительных
закреплений. Недостатки этой конструкции состоят в следующем: во-первых, раз-
вертка легко может потерять свой размер при ударе ножа с торца, так как с зад-
ней стороны упора не имеется; во-вторых, большие неудобства получаются при
перестановке ножей из-за тугой посадки; в-третьих, при многократном повторении
перестановки закаленных ножей по сравнительно мягким незакаленным прорезам,
Фиг. 446. Закрепление ножей с помощью гайки.
последние быстро разрабатываются, в результате чего крепление ножей становится
ненадежным. Чтобы избежать этого, ножи делают иногда с уширением книзу.
Большое распространение благодаря своей простоте получили развертки,
у которых закрепление ножей производится с помощью гаек. На фиг. 446 пред-
ставлена одна из таких конструкций. Гайка снабжена конусной кольцевой выточ-
кой, в которую входят ножи своими наклонными срезами, сделанными под тем же
углом, что и конусная выточка. Гайка предохраняет ножи от перемещения при
ударе об их торцы. Недостатком этой конструкции является то, что гайка может
Конструкции разверток со вставными ножами
469
легко отвернуться, и развертка потеряет свой размер вследствие перемещения но-
жей. Поэтому для большей безопасности рекомендуется ставить две гайки, из
которых вторая будет служить контргайкой. Однако ни первая, ни вторая кон-
струкция не устраняет возможности перемещения ножей вперед. Поэтому одно-
стороннее закрепление с помощью гаек нельзя считать достаточным для сохра-
Фиг. 447. Закрепление ножей с помощью двух гаек.
нения точного размера развертки. В этом отношении лучшие результаты полу-
чаются у развертки, предназначенной для обработки сквозных отверстий. Она
допускает постановку еще дополнительно одной (фиг. 447) или двух гаек у забор-
ной части. Такая конструкция хорошо обеспечивает надежность закрепления.
Некоторые фирмы вместо первой гайки у хвоста употребляют втулки; втулки
делаются как с одной стороны, так и с двух. Иногда по окружности втулки нано-
Фиг. 448. Закрепление двух ножей с помощью втулочки и впита.
сятся деления, причем поворот на одно деление соответствует повышению диа-
метра развертки па 0,01 з(.и. Необходимо отметить, что замена гайки втулкой иногда
может оказать развертке существенный вред. Втулка имеет зазор и поэтому может
стать неправильно по отношению к коническим срезам у пожей. В результате
получится неправильное закрепление ножей, и развертка при работе теряет свой
размер.
chipmaker.ru ----
|
470 Развертки
Значительный класс представляют развертки, у которых закрепление у забор-
ной части производится с помощью вкладышей, втулочек, штифтов и винтов.
Нафиг. 448 представлена развертка, у которой закрепление ножей осуществлено
с помощью втулочек и винтов, причем каждая пара ножей закрепляется одной
втулочкой и винтом. В процессе работы вследствие усилия резания может прои-
зойти ослабление крепления, вызванное тем, что зубец А во время работы прижи-
мается к втулочке и отходит от плоскости прилегания в корпусе, а зубец Б, наобо-
рот, отходит от втулочки и прижимается к корпусу. Более рациональной конструк-
цией является та, у которой каждый нож закрепляется с помощью отдельной вту-
лочки п винта, как указано на фиг. 449. Закрепление у хвоста у этих разверток
Фиг. 449. Закрепление одного ножа с помощью втулочки и винта.
обычно производится с помощью упорной гайки и контргайки. Иногда к ножам
ставится сначала втулка с кольцевой конусной выточкой, а затем уже наверты-
ваются гайка и контргайка.
У развертки, представленной на фиг. 450, закрепление ножей у заборной части
производится с помощью фасонных вкладышей и винтов, причем одна сторона
вкладыша плоская, другая же снабжена отростком, который входит в паз, профре-
зерованный в ноже. Подобная конструкция дает хорошее закрепление ножей,
так как имеются большие прилегающие плоскости у ножей и вкладышей
(фиг. 451,.4), в то время каку развертки на фиг. 451, В соприкосновение ножа и
втулочки происходит но сегменту небольшой величины. Значительная величина
вкладышей позволяет дать большие размеры винтов, чем эта конструкция выгодно
отличается от только что разобранной (фиг. 448). Кроме того каждый нож за-
крепляется отдельным вкладышем. Однако эта конструкция не лишена и недостат-
ков, основным из которых является сложность изготовления вкладыша из-за его
фасонной формы. Втулочки как тела вращения всегда значительно легче изгото-
вить, чем призматические штанки.
Конструкции разверток со встнвны ги ножами 471
Значительное упрощение вкладышей дает конструкция закрепления, показан-
ная на фиг. 452 (фирма Пратт-Уитней). Здесь вкладыши сделаны без всяких от-
ростков прямолинейными прилегающими плоскостями. Изготовление и пригонка
их к поясам обходятся дешевле, чем у развертки, изображенной на фиг. 451
Фиг. 461. Конструкции втулочки и вкладыша,
вкладышей, втулочек и винтов. Винты не только те-
Иа фпг. 453 представлено оригинальное закрепление, предложенное американ-
ской фирмой Мак-Гроски. Как видно из фигуры, ножи закрепляются с помощью
штифта, который входит в корпус развертки и в профрезеровапную в ноже ка-
навку. Во избежание потери штифта, последний еще закрепляется с помощью не-
большого шурупа. За-
крепление получается до-
статочно удовлетвори-
тельное.
Недостаток этой кон-
струкции состоит в том,
что штифты и шурупы
очень малы, что приводит
часто к их потере.
Следует отметить, что
этим недостатком стра-
дают и все прочие раз-
вертки, у которых ножи
закрепляются с помощью
ряются, но также и быстро ломаются, в особенности легко ломаются прорезы у
головок, что вызывает всегда большие помехи в производстве. Вот почему
всегда необходимо иметь на складе запасные детали к таким разверткам.
chipmaker.ru
473
Развертки
Фиг. 462. Закрепление ножей у развертск фирмы Пратт-
Уитней.
Довольно интересные конструкции, предложенные некоторыми американскими
фирмами, показаны на фиг. 454. У них закрепление ножей осуществляется с по-
мощью подкладки, которая прилегает ко всей плоскости ножа. Благодаря этому
нож не испытывает никаких вибраций. Кроме того на ножах делаются продольные
или поперечные зубцы,
чем обеспечивается воз-
можность перестановки
ножей (см. развертку
Годдард-Годдард).
На фиг. 455 дапа
оригинальная конструк-
ция американской фирмы
Ветмор. Ножи с задней
стороны закрепляются,
как обычно, с помощью
гайки и контргайки. С
передней же стороны за-
крепление производится
с помощью шпильки, ко-
торая навертывается на внутреннюю нарезку, сделанную в корпусе развертки.
Шпилька имеет кольцевую конусную выточку, которая упирается в соответствую-
щие уступы у ножей. Отсутствие всякого рода винтиков и вкладышей, а также
простота закрепления являются значительным преимуществом данной конструк-
ции. Кроме того достоинство ее заключается еще и в том, что закрепление ножей
с одной стороны производится снизу, а с другой — сверху. Недостатки конструк-
ции заключаются, во-первых, в том, что ври отвертывании шпильки ножи могут
сдвинуться с места и развертка потеряет свой размер, и во-вторых, вырез у по-
Фпг. 453. Развертка фирмы Мак-Гроскп.
жей произведенный как раз в месте наибольшего напряжения из-за снятия ме-
талла заборной частью, может вызвать в работе дрожание передних концов
ножей.
На фиг. 456 дапа интересная конструкция, предложенная заводом Морз-Твист-
Дрилл. Ножи раздвигаются с помощью небольшого поворота валика, снабженного
по окружности эксцентриковыми поверхностями. Форма их напоминает кривую
снятия затылка. Ножи при повороте болта нижними своими плоскостями сколь-
зят по кривым и таким образом расходятся на требуемую величину, которая опре-
Конструкции разверток со вставными, ножами
473
Фпг. 454. Развертки с ножами, снабженными зубцами.
деляется с помощью деления, нанесенных на торце корпуса развертки. После
раздвигания ножей болт контрится с помощью гайки, находящейся с задней сто-
Фиг. 455. Развертка фирмы Встмор.
роны развертки Конструкция подобной развертки не может претендовать ни па-
евою простоту, ни на легкость изготовления.
chipmaker.ru
474
Газвертки
Фиг. 456. Развертка фирмы Морз-Твист-Дрвлл.
Сравнительно недавно американская фирма Годдард выпустила на рынок новую
конструкцию развертки, показанную на фиг. 457. Ножи и пазы корпуса снабжены
Фпг. 4Б7. Развертка фирмы Годдард-Годдард.
довольно крупными зубцами. Эти зубцы сцепляются друг с другом при поста-
новке ножей в корпус и таким образом они избавлены от радиального смещения.
Фиг. 458. Втулочка с эксцентрично запиленной поверхностью.
Чтобы воспрепятствовать осевому перемещению ножей, в отверстия вставляются
втулочки, имеющие в одном месте эксцентрично запиленную поверхность, благо-
Конструкции разверток со вставными ножами
475
даря чему они работают как зажимные эксцентрики (фиг. 458). Внутри втулочки
сделано шестигранное сквозное отверстие для поворота ее с помощью торцевого
Сечение Л В
ключа. После того как втулочка поставлена на место, производится легкая запе-
канка в двух местах с помощью зубила. Это препятствует выскакиванию втулочки
476
Развертки
из отверстия благодаря загибу материала, который ложится при зачеканке на
фаску втулочки. В то же время зачеканка не препятствует повороту втулочки
в отверстии. Ножи имеют срез под углом в 3°. Достоинством этих разверток явля-
ется то, что они допускают значительно большее использование ножей, чем дру-
гие конструкции.
Фиг. 460. Нож к развертке Годдард-Годдард.
Если у обычного типа разверток нож считается уже использованным после того,
как он переместится на определенную длину по наклонной плоскости, так что
развертка в этом случае сможет работать только с помощью жестяных подкладок
иод ножи, то у разверток Годдард-Годдард дело обстоит иначе. Ножи после пол-
ного допускаемого перемещения переставляются на следующий зубец и затем
опять могут перемещаться по длине, пока снова не окажутся изношенными, затем
следует новая перестановка на следующий зубец и г. д. Конструкция позволяет
Фиг. 461. Развертка фирмы Келли.
использовать нож по высоте почти до половины его размера. Крупным недостатком
этой конструкции является трудность изготовления зубцов у ножей и корпуса
(фиг. 459 и 460), которые требуют большой точности, таг; как иначе закрепление
становится ненадежным. В табл. 114—116 приведены р азмеры этих развер-
ток. Ножи выдвигаются из корпуса на расстоянии 3—6 мм. Задний корпус де-
лается в пределах 0,04—0,05 мм. Заборная часть распространяется на длину
12—20 мм. Фаска делается в пределах 0,25—0,30 мм.
Конструкции разверток со вставными ножами 477
м*
8
8-
8
а
s
Размеры разверток фирмы Годдард-Годдард. Корпус (фиг. 459)
14 т-4 00 т-4 CO 22 CM CM CM GM 30 Q co о co 40 40 40
in 1П iff in 1D in IO 1П in in 1П in in in
тН т-4 1—4 1-4 CM OJ GM CO co co £ MH
СО СО т-4 CM CM CM CM 27 CM CM CO CO 36 co CO 00 co CO M*
А я Я я a я я я a я я я s я
т—4 т-4 i—4 T-4 CM CM CM CO CO co co CO co
,05 20' ,05 ,55 ,55 ,55 ,05 ,55 ,05 ,05 05 05 55
СО CO co !0l OS ОТ 13, CO t—4 in 00 »—4 OO r—4
СМ СМ O Q. 00 CO co CO CO CO co co 1—4
of см co CO co co Tt4 M4 co
О о in m CM CM CM CM CM CM
1П in co co co co cd' CO OD 00 of
СО со г-Г r-4 co co co о o^ CM CM CM о
т—4 1—4 co 4 1-4 CM CM CO GM a co
со СО in in CD CO co co CO CD co
СМ см CM CM CM CM CM CM
*** in со co t— of co of CM r-4 12, 1—4 17,: ,'LT
- 3 44 44 CM in CM in s —4 co Й >n co 1O CO 65 68
- 22 см см CM CM CM CM co CM 28 s S5 s co co 18 18
СО ш OQ co t— f ( C5 00
А см см CM CO co co Tt< in in CO cO
аЗ О о и со со co co co CO CO TJ4 in in in
-м 280 § 290 315 CO 355 365 380 390 390 400 О r-4
со см 28 32 35 00 co CM CO OS in in 60 in co 70 m
А 25- J. CM 1 8 1 CO CO 1 co co J J. Tj< cl m 1 s 1 CM co 1 CO CO
47S
Развертки
^Таблица 116
Втулочка (фиг. 458)
Для разверток D h S Я
25—28 6 3 3,1 0,3
30—35 6 4 3,1 0,3
36—42 6 5 3,1 0,3
44—75 8 6 4,1 0,4
Таблица 116
Нож (фиг. 460)
Для разверток L h *1 В X
25—28 32 8,0 5,2 2,2 1,2
30—35 32 9,5 6,7 3,0 1,6
36-42 38 11,0 7,68 3,8 2,0
44—55 45 14,5 10,56 4,6 2,4
58—70 45 17,5 13,56 4,6 2,4
72—85 48 19,0 14,8 6,1 3,2
В Америке и у нас в автотракторной промышленности получили большое рас-
пространение развертки американской фирмы Келли. Одна из таких разверток
представлена на фиг. 461. Ножи имеют утолщение книзу, к которому прилегает
по всей длине ножа планка с косым срезом, закрепленная к корпусу развертки
с помощью двух винтов. Для получения большого диаметра отвертываются гайка
и контргайка и удаляются планки с винтами. После этого ножи перемещаются по
направлению к заборной части. Затем планки ставятся на место, завертываются
винты и гайки, и развертка готова для шлифовки. Достоинством этих разверток
является прежде всего то, что закрепляющая планка прилегает ко всей плоскости
пожа, благодаря чему осуществляется надежность крепления. Далее, детали раз-
вертки получаются достаточно простыми и изготовление их не представляет боль-
ших затруднений. В табл. 117—12Э приведены размеры этих разверток.
В тех случаях, когда от отверстия требуется особая точность, применяется раз-
вертка с одним ножом (фиг. 467). Она снимает незначительный слой и предназна-
чается только для работы вручную, — обычно после того, как отверстие уже было
ранее пройдено чистовой разверткой. Нож выступает на весьма небольшую вели-
чину, составляющую сотые миллиметра. Так как такая развертка хорошо напра-
вляется в отверстии благодаря почти сплошному соприкосновению оправки с об-
рабатываемой поверхностью, чистота отверстия получается почти идеальной и во
всяком случае большей, чем от какой-либо другой развертки. Нож развертки до-
пускает перестановку в определенных границах. Закрепляется нож или с помощью
клипа или же плапки с винтами.
Кои» трукции разверток со вставными ножа ми
47»
Развертки типа Келли Таблица 117
«ерво распределены по окружности.
Семенченко. Режущий инструмент.
Фиг 321 Построение профиля фрезера по методу Барташевича.
chipmaker.ru
chipmaker.ru
/
Фиг. 322. Построение профиля канавки сверла по заданному профилю фрезера.
chipmaker.ru
480
Раззертки
Фиг. 464. Планка развертки Келли.
Конструкции разверток со вставными ножами
481
Нож (фиг. 463)
Таблица 118
Дням. разе. L h Л1 А N с ь а» а f J
32—35 40 6,4 8,7 2,2 3,25 2,7 3,9 3° 2,10 0,25 16
36 -44 45 6,8 9,36 3,0 4,05 3,1 3,9 3° 2,36 0,25 18
45—52 50 8,0 12,17 3,5 4,68 3,7 4,4 5° 4,37 0,30 20
55- 62 55 10 14,91 40 5,45 4,7 5,4 5° 4,81 0,30 22
65—72 62 11,5 17,02 4,5 6,08 5,7 5,9 5° 5,42 0,30 25
75—88 Приме 70 на hi 12,5 ае: дли > 18,72 вязки хрупк 5,0 к мате их 6,85 риалов » 5,7 /2 = 1 4 — 6,9 ,5 лм 4,5 » 5° 6,12 0,35 28
Таблица 119
Планка (фиг. 464)
Диам. разе. С В D d п А1 W п m
33—25 25 5,9 4,2 3,2 2 3 3,0 6 13
36—44 30 6,9 4,7 3,7 2 3 3,5 7 16
45—52 35 7,9 5,7 4,2 2,5 3.5 4,0 8 19
55-62 40 9,9 7,3 5,3 3 4,5 5,0 10 20
65 72 42 11,9 7,3 5,3 3 5 6,0 10 22
75—88 50 12,9 9,4 6,4 4 6 6,5 12 26
Фиг. 465. Гайка.
81 Семенченко
chipmaker.ru
482 Развертки
Таблица 120
Кольцо (фиг. 466)
Диам. разе. D 01 В d t а Г
32—35 31 24 6 3 2 0,5 0,5
36—42 35 27 7 3 2 0,5 0,5
44 -45 43 33 7 3 3 0,5 0,5
46—52 45 36 8 4 3 0,5 0,5
55—60 54 42 10 5 3 1,0 1,0
62—72 61 48 10 5 4 1,0 1,0
75—82 73 52 12 5 5 1,0 1,0
85—88 83 68 12 5 5 1,0 1,0
Примечание. Резьба II метрическая. Таблица 121
Диам. раза. d L h D t n
32—55 3 7 2 4 1 0,6
36—44 3,5 7 2 4,5 1 и,6
45—52 4 9,5 2,5 5,5 1,2 0,6
55—62 5 12 3 7,0 1,5 0,8
65—72 5 14 3 7,0 1,5 0,8
75—88 6 16,5 4 9,0 2 1,0
Фиг. 467. Развертка с одним ножом.
Качающиеся оправки для разверток 483
На фиг. 468 показана развертка, нож которой закреплен с помощью винтов.
Размер развертки устанавливается при их повертывании. Такая развертка пока-
зала себя с самой лучшей стороны.
Фиг. 468. Развертка с одним ножом.
Б. КАЧАЮЩИЕСЯ ОПРАВКИ ДЛЯ РАЗВЕРТОК
Получить правильное развернутое отверстие при работе на станке можно
только в том случае, если ось развертки совпадает с осью обрабатываемого отвер-
стия . Но это возможно при условии, если ось гнезда для закрепления развертки
лежит на одной линии с осью вращения станка. Однако последнее условие не
всегда удается достигнуть на револьверном станке.
Пока станок новый, ось шпинделя совпадает с осью отверстия для закрепле-
ния инструмента; но в результате износа направляющих станины, а также плос-
кости вращения головки, ось шпинделя оказывается смещенной от оси гнезда для
инструмента (фпг, 4G9, Л). Величина несовпадения I достигает иногда десятых
долей миллиметра и более. Следует отметить, что смещение осей вредит нс только
изделию и инструменту, но также вызывает и вредные напряжения в револьвер-
ной головке.
Неточность обрабатываемого отверстия зависит нс только от состояния станка,
но также, хотя и в меныпей степени, от состояния зажимных устройств (втулок,
патронов и т. п.). Кроме того несовпадение осей может оказаться также и при пово-
роте револьверной головки и ее закрепления (фиг. 469,В) вследствие износа запор-
ного механизма. В этом случае получается увод оси инструмента в сторону на
некоторый угол, и неподвижно закрепленная развертка при входе в отверстие даст
расширение (фиг. 469, С).
В результате несовпадения осей обрабатываемого изделия и развертки отвер-
стие получается большего чем следует диаметра, а иногда даже и конической
формы.
Для устранения этих ошибок и получения правильного отверстия на прак-
тике применяются качающиеся оправки для закрепления в них разверток. Благо-
даря шарнирному закреплению развертка при вхождении в отверстие имеет воз-
можность перемещаться в поперечном направлении и, таким образом, свободно
следовать за направлением предварительно обработанного отверстия. При таком
закреплении зубцы развертки равномерно нагружены и снимают одинаковую
стружку со всех сторон.
В практике встречаются самые разнообразные конструкции качающихся опра-
вок и разверток, по далеко не все они оправдывают свое назначение.
Основное требование, предъявляемое к каждой качающейся оправке, состоит
в том, чтобы развертка обладала способностью качаться во всех направлениях. Од-
нако большая часть конструкций оправок не всегда это предусматривает, вслед-
ствие чего развертка устанавливается косо по отношению к обрабатываемому отвер-х
chipmaker.ru
Развертки
484
стию (фиг. 470). Во избежание получения уширения в начале отверстия качание
должно быть в незначительных пределах.
Фиг. 469. Смещение осей шпинделя и револьверной головки вследствие износа
направляющих станины.
Правильно сконструированная державка должна позволять развертке качаться
вовсехнаправлениях и кпоме того несколько пеоемещаться папаллельносамой себе.
Фиг. 470. Смещение осей вследствие износа запорного механизма.
На фиг. 471 приведена одна из самых простых и дешевых оправок. Хвост раз-
вертки А свободно входит в державку Z?, так как между ними делается лостаточ-
Качающиеся оправки для разверток
485
Фиг. 471. Качающаяся развертка со штифтом.
ной величины зазор. В развертке просверлено отверстие, куда вставлен также
с большим зазором штифт 0. Последний неподвижно закреплен в державке В.
Конец хвоста развертки не доходит до дна отверстия державки. Такая оправка
позволяет разверст е качаться только вокруг штифта С, но этого нс достаточно
чтобы ось развертки совпала с осью обрабатываемого отверстия. Это окажется
возможным только в том
случае, если будет сде-
лан значительный зазор
между хвостом развертки
.4 н державкой В. На
фиг.'472 показано это пе-
ремещение. Развертка
имеет возможность по-
вертываться до тех пор,
пока штифт не коснется
опорных точек я, у кор-
пуса развертки. Так как
отверстие для штифта,
вследствие того что оно
расположено па цилин-
дрической поверхности,
не всегда удается про-
сверлить посередине, то
ось развертки уже отклоняется от оси державки, что увеличивает неточ-
ность отверстия. Зазор между державкой и разверткой не должен быть
больше 0,1—0,2 мм. Практика показывает, что при работе с такими оправ-
ками отверстия получаются с различными размерами, в зависимости от того,
в каком положении закрепить развертку. Для доказательства этого достаточно
Фиг. 472. Поворот развертки со штифтом.
закрепить развертку сначала в одном положении и развернуть первое отвер-
стие, затем закрепить ее при повороте на 90° и обработать второе отверстие; раз-
меры отверстий не будут совпадать. К недостаткам этого типа следует отнести
и то, что развертка всегда под действием веса опущена вниз, и поэтому необхо-
димо соблюдать особую осторожность при введении ее в отверстие во избежание
chipmaker.ru
Развертки
486
получения уширения в начале отверстия. Для этой цели ее направляют сначала
от руки.
Иногда для уравновешивания переднего конца развертки пристраивается пру-
жина, которая поставлена па ввернутую в хвосте шпильку D (фиг. 473, А). Штифт
проходит через отверстие в державке и заканчивается сверху гайкой и контргай-
кой. Пружина помогает удер-
живать развертку от провиса-
ния, причем натяжение пру-
жины регулируется гайкой и
контргайкой.
При тяжелых работах це-
лесообразно разгрузить дер-
жавку от давления пружины.
В этом случае штифт поддержи-
вается угольником, закреплен-
ным непосредственно к револь-
верной головке (фиг. 473,В).
На фиг 474,А представлена
Фиг. 473. Приспособления для предохранения раз-
вертки от провисания.
—- —г п
Chipmaker.ru
другая конструкция качаю-
щейся оправки. Шаровой конец
хвоста развертки опирается на
опору III. Конец развертки
также просверлен и через него
вставлен штифт. Назначение
шарового конца — восприни-
мать па себя осевое давление
резания. Поскольку это давле-
ние у разверток весьма незна-
чительно, шаровой конец вряд
ли себя оправдывает, тем бо-
лее, что из-за него развертка
не может быть снабжена цен-
тровым отверстием и, следова-
тельно, заточка и проверка ее
затруднительны. Кроме того у
такой развертки необходимо
строго выдерживать размер 7г,
так как иначе не будет сопри-
косновения шаровой поверхно-
сти с опорой III. Эта конструкция также пе лишена тех недостатков, о кото-
рых уже было упомянуто при рассмотрении первой конструкции.
Такими же примерно недостатками обладает и оправка, показанная на
фиг. 474.77. Здесь развертка заканчивается шаровым концом, через который про-
пущен штифт. Более или менее удовлетворительные результаты можно получить
при условии, что шаровой конец будет сделан, примерно, на 0,3—0,5 мм меньше в
диаметре, чем диаметр державки.
Еще мепее удачной следует признать конструкцию оправки, изображенную
ва фиг. 475. По конструкции она напоминает первую оправку, но у нее конец раз-
Качающиеся оправки для разверток 4Я7
вертки центрируется центром С. Оп предназначается для установки развертки
по оси и воспринятая на себя осевого усилия резания. Однако этот цент]) ока-
зывает скорее вред, чем пользу, так как при неправильном закреплении револь-
Фиг. 474. Качающаяся развертка с шаровым конусом.
верной головки центр пе будет уже расположен па оси и, таким образом, отвер-
стие окажется неверным. Другим неудобством является необходимость точного
соблюдения расстояния h у всех разверток.
Фпг. 475. Качающаяся развертка с центром.
Более удачной является оправка, представленная па фиг. 476. Достоинством
ее является то, что она может качаться во всех направлениях. Достигается это
тем, что хвост развертки качается тол!ко на небольшом буртике шириной f. Так
как ширина буртика незначительна, то передний конец развертки при достаточ-
ной ее длине вполне свободно может качаться во всех направлениях в довольно
chipmaker.ru
488
Развертки
значительных границах, чтобы компен-
сировать ошибки от неточности стайка.
Штифт С проходит через высверленное
отверстие и касается двух шариков jS’jS'.
На фиг. 477 приведена оправка, кото-
рая может качаться во всех направлениях
благодаря двум шарнирным соединениям,
повернутым относительно друг друга на
90°. Такая оправка получила большое
распространение и дает довольно пра-
вильное отверстие.
Оригинальной но своей конструкции
является качающаяся оправка, пока-
Фпг. 476. Качающаяся развертка с шари- заппая на фиг. 478. Хвост А закрепляется
камл- в гнезде револьверпой головки, а в ко-
нусное отверстие державки Б встав-
ляется развертка. Благодаря зазорам державка В может немного передвигаться
в любом направлении. Втулка D служит для закрепления внутренних деталей
оправки и закрывается с обеих сторон гайками С и G. Последняя кроме того
Фиг. 474. Качающаяся развертка с шариками.
предназначается и для ограничения перемещения оправки в осевом направ-
лении. Гайка Е служит для предохранения державки В от выхода из втулки D.
Зака тонные штифты F—F воспринимают на себя осевое давление резания.
Допуски на развертки
489
Для воспринятая же крутящего момента служит деталь 7И, сделанная в форме
сектора. Отростки ее упираются в шарики X —X и У + У, которые с другой
стороны соприкасаются с выступами К — К и II — Н, сделанными соответственно
на гайках Е и С. Таким образом в этой конструкции трение скольжения заменено
трением качения, благодаря чему подвижность оправки весьма значительна. В ра-
боте эта качающаяся оправка показала себя с самой лучшей стороны.
Из рассмотрения конструкций качающихся державок для разверток вытекает,
что развертки часто проходят через отверстия в несколько наклонном положе-
нии. В результат? этого размер отверстия получается большим по величине, чем
диаметр развертки. Кроме того, при выходе развертки из отверстия она оставляет
на обрабатываемой поверхности риски и царапины.
Для избежания этого необходимо давать качающейся развертке значительно
больший задний копус, чем обычным машинным разверткам. Сказанное легко
подтверждается схемой, приведенной на фиг. 479, здесь х —- ось развертки, у —•
ось револьверной головки, С — центр вращения револьверной головки, 0 — центр
вращения качающейся развертки, А — отверстие обрабатываемой детали, т —
удлинение отверстия параллельно оси, п — удлинение диаметра заборной части
развертки параллельно осн, /с — сужение развертки, а — угол между осью
х и у, р — угол заднего конуса.
Чтобы предохранить отверстие от повреждения зубцами, находящимися у хво-
стовой части развертит, необходимо, чтобы угол р был всегда больше угла а, хотя
бы на небольшую величину. Для этой цели иногда изготовляют развертку бочко-
образной формы с весьма значительным задним углом.
G. ДОПУСКИ НА РАЗВЕРТКИ
Установление допусков на развертки является одной из актуальнейших задач,
стоящих перед работниками металлообрабатывающей промышленности. Как было
уже рапсе сказано, развертка принадлежит к числу весьма недолговечных инстру-
ментов. Это обстоятельство предъявляет особые требования в отношении рацио-
нального установления допусков на развертки, ибо в противном случае может
получиться неполное использование сравнительно дорогого инструмента, удоро-
chipmaker.ru
490
Развертки
Фиг. 480. Схема допусков на развертку.
акание его при изготовлении и повторной заточке, а также нередко и несоблюдение
размера у обрабатываемого предмета.
Несмотря па важность этой проблемы, пока нельзя еще сказать, что она вполне
разрешена, и пе только у нас, но также и за границей. Объясняется это. во-первых,
сложностью технологического процесса обработки отверстия. Специфической
особенностью этого процесса, в отличие от наружной обработки (например, вала),
является то, что размер отверстия в сильной степени зависит от рода и размера
обрабатывающего инструмента (сверла, зенкера, развертки), а также и от раз-
мера втулки кондуктора, тогда как при наружной обработке размеры инстру-
мента (резца или шлифовального камня) не оказывают никакого влияния на раз-
мер получаемого изделия. Кроме того в практике встречаются довольно разнооб-
разные методы обработки отверстия, и выбор того или иного инструмента зависит
от многих факторов, из которых основными являются следующие:
а) диаметр обрабатывае-
мого отверстия,
б) материал изделия,
в) требуемая точность,
г) чистота обрабатывае-
мой поверхности,
д) отсутствие овальности
отверстия,
е) длина его,
ж) толщина стенок,
з) тип станка и его состо-
яние и др.
Во-вторых, сам процесс
резания с помощью развертки
до сих пор мало изучен и
многие факторы, сопровож-
дающие его, остаются пока
неясными. Этим, собственно говоря, и объясняются те часто противоречивые
данные в отношении условий резания при развертывании, которые встречаются
в литературных источниках.
Развертки I класса встречаются весьма редко в машиностроении. Поэтому раз-
работка системы на допуски должна коснуться только разверток II и III классов,
тем более, что они охватывают наибольшее количество типов посадок (13 из 22).
Точно так же нет никакого смысла давать допуски для разверток и по IV классу,
так как такие изделия получаются прямо из-под зепкера или даже сверла.
При разработке определенной системы допусков на развертки или же при
анализе уже существующей необходимо исходить из следующих основных поло-
жений.
1. Система допусков должна быть построена таким образом, чтобы каждая раз-
вертка допускала возможно большее количество переточек, т. е. чтобы у нее был
определенный запас на износ (припуск на переточку).
2. Развертка в пределах этого запаса на износ должна давать отверстие, пра-
вильность которого удовлетворяет требуемой точности.
3. Развертка должна обладать определенным допуском на изготовле-
ние.
Допуски на развертки
491
Из этого следует, что при установлении системы допусков необходимо опре-
делить верхнее и нижнее отклонения новой и нижнее отклонение изношенной
развертки, а также допуск на ее изготовление.
На фиг. 480 представлена схема расположения допусков на развертки. На этой
фигуре:
Л — допуск на обрабатываемое отверстие,
АВ — верхнее отклонение диаметра развертки,
CD — нижнее отклонение диам< тра развертки,
N + I — полный допуск на развертку, >
N — допуск на неточность изготовления развертки,
/ — допуск на износ развертки,
Р акс — максимальная величина разбивки отверстия,
Ршпн — минимальная величина разбивки.
Определение верхнего отклонения
Сначала рассмотрим условия, связанные с установлением верхнего откло-
нения.
Развертка, как и всякий другой инструмент, предназначенный для обработки
внутренних поверхностей, дает всегда отверстия несколько большего размера,
чем ее собственный диаметр. Разность м"жду фактическим диаметром полученного
отверстия и диаметром развертки называют величиной разработки, разбивки или
превышения. Из этого следует важное условие: верхнее отклонение для диаметра
развертки должно быть меньше верхнего отклонения размера для отверстия, так
как иначе развертка из-за наличия разбивки приведет к браку изделия: его раз-
мер уже будет выходить за пределы допуска для отверстия.
Наибольшие разногласия вызвало установление величины разбивки при раз-
вертывании, это объясняется, главным образом, отсутствием исчерпывающих опыт-
ных данных по ее определенью.
Логика подсказывает, что величина разбивки должна зависеть от следующих
факторов:
диаметра развертки,
толщины снимаемого слоя,
режима обработки (скорости резания и величины подачи),
охлаждающей жидкости,
рода обрабатываемого материала и др.
Над определением величины разбивки работало несколько экспериментаторов,
из которых заслуживают внимания инж. Овейт \ производивший опыты в цеховой
обстановке на заводе Дженераль Моторе Ко, и профессора Валликс и Шальброх,
производившие исследования в лаборатории в Лахене.
Овайт исследовал в течение двух лет свыше оОиО отверстий, обработанных раз-
вертками разных диаметров — от G до 60 мм. Обработке подвергались различные
материалы, как-то сталь, чугун, бронза, алюминий, фибра и др. Работа произ-
водилась на разных станках (автоматах, сверлильных и др.), как всухую, так
и с применением охлаждающих жидкостей. Отв(рстия промерялись с помощью
1 См. список литературы в конце книги.
chipmaker.ru
493 Развертки
раздвижных штихмассов и измерительной машины. Диаметр развертки проверялся
с помощью микрометра с точностью до 0,0025 мм.
Из опытов Овайта было установлено, что величина разбивки колеблется в пре-
делах от 0,005 до 0,013 jo, причем ему не удалось установить, что величина
разбивки зависит от диаметра обрабатываемого отверстия. Пользуясь этими
данными, Овайт и построил свою систему допусков на отверстия и на развертки.
К опытам Овайта надо подойти критически. Прежде всего промер как развертки,
так и отверстия производился приборами, обладающими сравнительно небольшой
точностью, с помощью которых трудно было вообще выявить чрезмерно малые
отклонения в размерах отверстий в зависимости от разных факторов (диаметра,
охлаждающей жидкости, рода материала и т. п.). В его статье нет также никаких
указаний и па методику измерения, а она играет большую роль при исследовании
данного вопроса. Например, нет сведений об овальности отверстий, не указано,
в каких местах производился промер развертки и отверстия и сколько было
сделано таких промеров и т. п. Эти обстоятельства заставляют в данные Овайта
вносить некоторые поправки.
Проф. Савин на основании практики завода Шкода-Верке указывает на то,
что величина разбивки не всегда имеет положительную величину. Она может
стать и отрицательной, т. е. отверстие после развертывания получает меньший
размер, чем диаметр развертки. Это явление наблюдается при обработке цветных
металлов, обладающих значительной вязкостью в особенности в том случае, если
инструмент не обладает достаточной остротой. Объясняется опо тем, что вязкие
металлы обнаруживают при обработке значительную упругость, вследствие кото-
рой материал при прохождении режущей кромки несколько поддается назад,
а затем снова возвращается па прежнее место, в результате чего материал и ока-
зывается снятым не полностью.
Далее и проф. Савин и инж. Холмс1 указывают, что нельзя брать для всех диа-
метров разверток одну и ту же величину разбивки. Она будет значительно меньше
у малых диаметров, чем у больших. Так, например, развертка диаметром в 3 мм
недостаточно сильна, чтобы сохранить точную прямолинейность с перемещением
шпинделя и будет следовать по предварительно просверленному отверстию. Вслед-
ствие этого диаметр отверстия получится близким к требуемому. Напротив, раз-
вертка большего диаметра, например, в 40 мм будет иметь тенденцию держаться
собственной линии прохождения через отверстие, так как она не. будет гнуться от
усилия резания и поэтому отверстие окажется несколько «разболтанным», т. е.
с разбивкой. Нельзя не отметить, что указания Савина и Холмса обладают извест-
ной логичностью и поэтому принимать величину разбивки одинаковой для всех
размеров было бы несколько рискованно.
Для определения величины разбивки проф. Валликс и Шальброх произвели
большие лабораторные исследования. Так как при определении разбивки пра-
вильность измерения играет огромную роль, то ими была хорошо проработана
методика измерения как отверстия, так и самой развертки. Первое проверялось
в нескольких сечениях с помощью микротаста Круппа, снабженного трехупорпой
установкой, а развертка — посредством специального приспособления, между
центрами которого устанавливались попеременно то развертка, то эталонный
цилиндр. Сравнения между размерами эталонного цилиндра и развертки произвол
1 См. список литературы.
Допуски на развертки
493
дились с помощью оптиметра Цейсса. Развертка также проверялась в несколь-
ких местах. Измерения дали возможность установить:
1) какую форму имеет
наружная поверхность
всех зубьев,
2) наблюдаются ли
отклонения от идеальной
цилиндрической поверх-
ности,
3) некруглость (оваль-
ность) развертки,
4) биение развертки.
Результаты измерений
показали, что отклонение
радиусов двух противо-
положных зубцов (фиг.
481) можно рассматри-
вать как отклонение диа-
метра развертки. Сред-
нее из отклонений всех
зубцов дает средний дей-
ствительный диаметр раз-
вертки в данном сечении.
Наибольший диаметр раз-
вертки не может считать-
ся действительно нор-
мальным для разверну-
того отверстия, так как
пружинение инструмента
и обрабатываемого мате-
риала производит вырав-
нивающее действие.
Овальность же разверток
обычно бывает гораздо
меньше величины раз-
бивки.
Для получения диа-
метра отверстия измере-
ния производились в
трех местах по длине от-
верстия, а в каждом из
этих мест в шести точках
по окружности. Пз срав-
нения наибольшего и
наименьшего значений
можно было установить
овальность отверстия в
том или ином месте.
chipmaker.ru
491 Развертки
Кроме того, можно было обнаружить также и небольшие отклонения от оси, если
отверстие в процессе развертывания получило несколько коническую форму. Од-
нако все эти отклонения в большинстве случаев не выходят за пределы допусков
для точных пригонок и так как средний диаметр отверстия считается наиболее
правильным для характера посадки дапной сопряженной пары, то из наиболь-
шего п наименьшего значений, полученных при измерении, выводится средний
диаметр отверстия.
Следовательно, величиной разбивки при развертывании следует считать раз-
ницу между средним значением диаметра отверстия и действительным диаметром
развертки.
Следует отметить, что величина разбивки, установленная таким образом, будет
немного больше той, которую мы определяем в обычных заводских условиях,
т. е. когда отверстие проверяется с помощью пробки, а развертка по кольцу.
В этом случае величина разбивки представляет собой разность между наимень-
шим размером отверстия и наибольшим диаметром развертки.
Проф. Валликс и Шальброх были ограничены в количестве размеров развер-
ток для своих опытов, поэтому им не удалось выявить, как влияют па величину
разбивки такие факторы как диаметр развертки, режим обработки, глубина сни-
маемого слоя, род обрабатываемого материала. Но зато нм удалось получить почти
исчерпывающие данные о влиянии на величину р>азрэаботки охлаждающей жид-
кости, применяемой при развертывании. Опыты показали, что каждому обрабаты-
ваемому материалу соответствует определеппая охлаждающая жидкость, которая
дает наименьшую величину разбивки. И, наоборот, меняя эту жидкость на дру-
гие, мы можем при работе с одной и той же разверткой получить различные вели-
чины разбивки. Из наблюдений выяснилось, что существует постоянная зависи-
мость между величиной разбивки отверстия, повышением усилий резания и чисто-
той обрабатываемой поверхности. Эту зависимость можно выразить следующей
схемой.
Разбивка Повышение Чистота
отверстия усилий резания отверстия
большая не наблюдается удовлетворительная
средняя умеренное хорошая
малая большое очень хорошая
На фиг. 482 представлены различные величины разбивки, полученные в зави-
симости от рода применяемой охлаждающей жидкости. Как видно, обработка
всухую дает для всех материалов наибольшую величину разбивки. И нужно ска-
зать, что вообще не следует производить развертывание без охлаждения, так как
это вызывает защемление развертки, поломку режущих зубцов и дает рваную
и нечистую поверхность. При правильно выбранном охлаждении получились
следующие величины разбивки для разных материалов. (См. табл. 122).
Из табл. 122 видно, что величина разбивки колеблется при правильно выбран-
ном охлаждении в пределах от 5 до 13 микрон. Из нее также видно, что на вели-
чину разбивки влияет также и род обрабатываемого материала. По опытам Вал-
ликса и Шальброха цветные металлы дают такую же положительную разбивку,
как и прочие материалы. Однако этот вопрос пока остается мало исследованным.
Вот в основном все данные, которыми мы располагаем по этому вопросу.
Перейдем теперь к рассмотрению тех положений, которые должны быть при-
няты при установлении верхнего отклонения.
Допуски на развертки
495
Таблица 122
Оо;.абатываемый материал Рекомендуемый род охлаждения Велич, раз- бивки в ми- кринах
Чугун (С = 2,53%; вЬ = 20,8 кг/мм*) Эмульсия 5
( таль (С = О,45°/0; 60 кг)мм-) Хромо-никел. сталь (С = О,35"/о; Сг=0,77%; Ni = > 10
= 3.3%; с(, = 95 кг/мм-) > 12
Латунь (Си=63%; Zn=35%; 1’6=2%; cj=22 Ka/.iMi3) Медное литье (Си = 85%: йи = 5%; Zn = 7%; РЬ = Эмульгпя или суреппое масло 13
= 3°/0; о/) = 18 кг!мм-) » 12
Бронза (Си=80%; Sn=8%; РЬ=12%; о/,=18 кг jw.ii2) > 6
Ал кг- иннй (А1 = 99,3%) Керосин или скипидар 11,5
Прежде всего здесь необходимо учитывать пе среднюю величину разбивки,
а максимальную, так как при учете средней величины можно получить брак изде-
лий.
Машинные развертки дают большую величину разбивки по сравнению с руч-
ными; поэтому при установлении системы допусков необходимо учитывать мак-
симальную величину, которую дают машинные развертки. Давать же различные
величины отдельно для ручных и отдельно для машинных разверток вряд ли будет
целесообразным из-за усложнения системы.
Точно так желет смысла давать различные значения разбивки для разверток
сплошных и со вставными ножами, т. е. регулируемых.
Не следует выделять также развертки и по роду охлаждающей жидкости, так
как в каждом производстве должно применяться только то охлаждение, которое
дает наилучпше результаты для определенной работы в зависимости от рода обра-
батываемого материала.
Хотя последний и оказывает влияние на величину разбивки, тем не менее раз-
делять развертки по роду материала не следует опять-таки для упрощения системы
допусков. Кроме того в практике весьма часто одну и ту же развертку употребляют
для обработки разных материалов. Поэтому более целесообразно установить такие
значения для величины разбивки, которые были бы одинаково пригодными для
всех ходовых материалов. Однако в тех производствах, где определенный материал
имеет преобладающее значение, необходимо для него располагать отдельными
развертками, причем в этом случае можно рекомендовать для них другое
менее универсальное значение для величины разбйвки. Вообще следует отметить,
что употреблять одни и те же развертки сначала на одном металле, затем — на
другом совершенно неправильно, так как это вредит развертке и приводит ее
к быстрому износу. Более рационально разделить в инструментальной кладовой
развертки по материалам даже и в том случае, если они сконструированы универ-
сальными для разных материалов (например рыночного типа).
На основании изложенного разбивка для мелких диаметров должна быть при-
нята меньшей, чем для крупных.
Величина разбивки для III класса точности должна быть принята несколько
выше, чем для II класса, так как в первом случае обработка ведется в значительно-
худших условиях (менее точный инструмент, худший станок, менее квалифици-
chipmaker.ru
496
Развертки
xvuodynu q nygngrod /дипьтгад annbadg
е
'. 482. Влпяппе рода охлаждающей жидкости па величину разбивки развертки.
~<r- <sj -sF см —
xnuodgnu д nggngcod igunhnuag эпи badj
Chipmaker.ru
Допуски на развертки
497
рованный рабочий и др.). В результате получается меньшая точность отверстия
и повышенная разбивка.
Пользуясь опытными данными, мы можем установить следующие величины
в микронах:
Таблица 123
Номинальный диаметр развертки мм От—до 1—3 Свыше 3—6 Свыше* 6—10 Свыше 10 18 Свыше 18—30 Свыше 30—30 Свыше 30—80 Свыше 80—120
Величина раз- бивки в микро- с ) 1 ( 11 кл. 5 7 9 10 12 14 16 18
нах III кл. 7 9 11 12 14 16 18 20
Следовательно, верхнее отклонение развертки будет меньше верхнего откло-
нения отверстия на максимальную величину разбивки, т. е. на значения, приве-
денные в данной таблице. Такие развертки не должны давать брака, так как даже
в том случае* если развертка будет сделана по максимуму, все же, несмотря на
разбивку, размер отверстия получится в пределах допуска. Если же поднять верх-
нее отклонение для развертки, тогда размер отверстия может оказаться за пре-
делами допуска.
Определение нижнего отклонения
Нижнее отклонение целесообразно расположить несколько пиже оси 00
(фиг. 480), т. е. ниже нижнего отклонения для отверстия. Это делается для того,
чтобы увеличить несколько величину допуска на износ развертки. Разность
между этими двумя отклонениями лучше всего установить равной минимальной
величине разбивки, а она по опытным данным составляет примерно 5 микрон. Ее
можно принять одинаковой для всех диаметров и обоих классов точности. При
этих условиях развертка, изношенная даже до своего нижнего отклонения, все
же будет, благодаря разбивке, давать отверстия в пределах допуска.
Определение допуска па неточность изготовления развертки
Мы определили верхнее и нижнее отклонения развертки и тем самым уста-
новили и полный допуск на диаметр развертки. Нижнее отклонение дает нам пре-
дельный размер, при котором развертка еще не потеряла своего размераисчитается
годной для эксплоатации. Верхнее же отклонение служит для приема новой раз-
вертки. Чтобы иметь определенный гарантированный запас по диаметру на износ
развертки, необходимо установить нижнее отклонение для новой развертки,
т. е. полный допуск на развертку расчленить на: 1) допуск на неточность изго-
товления развертки и 2) допуск на ее износ.
Некоторые авторы и заводы считают достаточным установление суммарного
допуска на развертки и вовсе пе расчленяют его, мотивируя это тем, что диаметр
развертки контролируется по калиберному кольцу, которое все равно пе учиты-
32 Семенченко.
chipmaker.ru
408 Развертки
вает такого расчленения допуска. Однако с этим нельзя согласиться, так как раз-
вертка весьма часто и в производстве, и в эксплоатации проверяется не с помощью
Фпг. 483. Допуск ла развертку при ходовой посадке.
Фиг. 484. Допуск па развертку при скользящей по-
садке. •
Попинал
Фиг. 486. Допуск па развертку прп прессовой по-
садке.
кольца, а посредством мик-
рометра, который в этом
отношении обладает боль-
шими преимуществами, чем
кольцо, так как он в. состо-
янии выявить действитель-
ную величину отклонения
развертки (численно), в то
время как кольцо только
укажет, что данная развер^
ка находится или не на-
ходится в пределах допуска.
При установлении до-
пуска на неточность изго-
товления необходимо учи-
тывать два противореча-
щих друг другу условия:
1) допуск должен быть
таков, чтобы изготовление и
промер развертки не пред-
ставляли больших затруд-
нений и не вызывали из-
лишних расходов;
2) величина допуска па не-
точность изготовления не дол-
жна быть слишком большой,
так как иначе уменьшается
допуск на износ развертки.
В табл. 124 приведены
значения для допуска на
неточность изготовления
(в микронах).
Эти величины возможно
получить на круглошли-
фовальном станке. Промер
развертки с такой точно-
стью также не представляет
значительных затруднений,
его можно сделать не толь-
ко с помощью калиберпого
кольца, но и микрометра.
Па фиг 483—485 при-
ведено три примера на оп-
ределение допусков на раз-
вертки для II класса (по си-
стеме вала).
Допуски -на рляаертки
4-W
Таблица
Помп л льны й /Хи а метр развертки в ,u.u От—до 1-3 Свыше 3-0 Свыше 6—1U Свыше 10— 8 (выше 18-30 Свыше 1 свыше 30- 30 50 -80 1 Свыше 80—.00
Величина допуска | на неточность пзго-< товления в микронах | 1 п III 5 10 8 12 10 15 10 15 10 15 15 20 15 20 20 25
Существующие системы допусков па разверткп
1. Одной из распространенных систем допусков на развертки является немец-
кая система DIN. Верхнее отклонение для развертки берется меньше верхнего
отклонения для отверстия на */з величины допуска, причем размер развертки отно-
сится к диаметру калиберного кольца, которым проверяется данный инструмент.
Нижнее отклонение не регламентировано, но условно можно принять, что оно
равно нижнему отклонению развертки. Система установлена только для II и III
классов. В основу этой системы также положен принцип, что развертка разби-
вает отверстие. Величина разбивки для II класса выражается в пределах от 3 до
12 микрон, для III класса — от G до 23 микрон в зависимости от диаметра. Следо-
вательно, при применении новой развертки размеры отверстия будут прибли-
жаться к верхнему пределу, по мере же ее износа — к нижнему. Даже в том слу-
чае, если развертка будет по своему размеру равна нижнему отклонению отвер-
стия, то и тогда, благодаря разбивке, размер отверстия будет еще находиться
в пределах допуска. Система D1N не дает указаний па величину допуска па не-
точность изготовления. Недостатком этой системы является то, что она не преду-
сматривает возможности большого использования развертки путем увеличения
запаса на износ при опускании нижнего отклонения на величину минимальной
разбивки (на 5 микрон).
2. Другая система допусков на развдрткп — промстандарт 2587 — 2591.
Она страдает еще большими недостатками. Вней верхнее отклонение определяет! я
таким же образом, как>и в системе DIN. Нижнее же отклонение для развертки
поднято над нижним отклонением для отверстия на */* допуска на отверстие.
Это ничем не может быть оправдано и сделано явно ошибочно. Вследствие повы-
шения нижнего отклонения допуск на развертку и запас на износ уменьшаются,
а вместе с ними понижается и использование развеотки.
3. Английская система BSA (British Standard Association) рекомендует делать
верхнее отклонение для развертки равным верхнему отклонению отверстия. Бла-
годаря этому получается большой запас на износ развертки и, следовательно,
опа будет обладать большей долговечностью. Недостатком является то, что не
исключается опасность получить при развертке, сделанной по максимуму, отвер-
стое большего, чем следует, диаметра из-за разбивки.
4. Система Овайта, разработанная на заводе Дженераль Моторе Ко, основана
па принципе, что максимальный размер /юбого номинального диаметра остается
одним и тем же для всех классов точности, а меняется только минимальный раз-
мер. Величина изменения последнего принята одинаковой для всех классов и равна
величине разбивки отверстия, выявленной фирмой в результате промеров болт,
шего количества разверток. Она составляет 0,013 .«м Преимущество этой системы
chipmaker.ru
600 Развертки
состоит в том, что она позволяет применять развертку максимального диаметра
для обработки одного и того же диаметра независимо от допуска. После же износа,
когда развертка станет меньше минимального диаметра, сю можно будет поль-
зоваться уже для следующего класса и т. д. Другим преимуществом является то,
что для всех классов можно пользоваться одним и тем же браковочным калибром.
Опасность получения отверстий малых диаметров исключается вследствие раз-
бивки. Недостаток системы состоит в том, что у развертки нет запаса на износ,
вследствие чего приходится быстро переводить ее в низший по точности класс.
Кроме того, нет смысла для поточных работ изготовлять развертки с той же точ-
ностью, что и для точных. Развертки по системе Овайта изготовляются с точностью
от 5 до 7,5 микрон для отверстий от 1 до 40 мм.
Допуски для черновых разверток
При изготовлении изделий по II классу точности п ред чистовой разверткой
необходимо пройти отверстие с помощью предварительной или черновой развертки.
При установлении допусков на черновые развертки необходимо учесть следую-
щее:
1) наименьший припуск для черновой развертки должен быть, как минимум,
в два раза больше величины разбивки для чистовой развертки;
2) допуск для черновой развертки должен быть более грубым, чем для чисто-
вой развертки, так как для первой не требуется такой точности, как для второй,
н кроме того это значительно облегчит изготовление и перешлифовку ее из чистовой;
3) в виду малой разности в величинах отклонения одной посадки от другой
(в системе вала) по II классу точности, одна черновая развертка должна обслужи-
вать не менее 2—3 посадок.
На основании литературных и опытных заводских данных можно рекомендо-
вать представленные в табл. 125 припуски и допуски для черновых разверток
в микронах.
Таблица 126
Ном шильный диаметр развертки в мм От—io 1—3 Свыше 3-6 Свыше 6—10 (выше 10-18 Свыше 18-30 Свыше 30-50 Свыше 50-80 Свыше 80—120
Мпипмальн. припуск .... 20 20 20 25 30 35 50 70
Макспмапьн. прпиуск . . . Допуск па иет'тпю/’т-. из- 60 70 80 90 140 110 180 230
готовленпя 15 20 25 30 35 40 50 60
Допуски для рыночных разверток
Рыночными называются те развертки, которые изготовляются инструменталь-
ными заводами на сторону. Завод-потребитель, получая такие развертки, перешли-
фовывает их у себя в инструментальном цеху на определенный размер в зависи-
мости от рода требуемой посадки. Так как инструметальным заводам приходится
в большинстве случаев производить развертки на неизвестного ему потребителя,
то поэтому заводу-производителю необходимо изготовлять их с такими размерами
по диаметру, чтобы они смогли по возможности удовлетворить наибольшее коли-
Допуски на развертки
601
чество посадок. Поэтому возникает прежде всего вопрос, какую посадку выбрать
для рыночной развертки с тем, чтобы она смогла путем перешлифовки обслужить
как можно шире своего потребителя.
Па фиг. 486 представлена диаграмма верхних отклонений чистовых разверток
ZZ4
Фиг. 486. Диаграмма верхних отклонений диаметра разверток.
для II и III классов точности (системы вала). По диаграмме видно, что наиболее
удачным решением было бы, если бы рыночную развертку изготовлять с размером
для посадки Ш3, так как она обладает наибольшими размерами. Но иметь только
одну такую развертку неудобно, так как опа в состоянии экономически выгодно
обслужить только ближайшие посадки. Для использования же на таких ходовых
посадках, как Л3 — Сэ, и неподвижных от Г до П, ее пришлось бы сильно пере-
chipmaker.ru
602 Развертки
шлифовывать. Поэтому желательно дать еще вторую группу рыночных развер-
ток, которые должны быть выполнены с размерами применительно к посадке
Л3 — С3. Тогда эти две группы в состоянии обслужить почти все виды посадок
II п III классов, а именно I группа — посадки Ш, Л и Х3, а II группа — посадки
Д,А- С, П, И, Т, ПЛ, ПР.
Что же касается до посадок X и ГР, то их очевидно труднее будет обслужить,
так как зуб придется сильно перетачивать по затылку.
Допуски на неточность изготовления рыночных разверток можно брать не-
сколько ниже, чем для чистовых и черновых разверток, так как первые всегда
выпускаются инструментальными заводами с небольшим припуском (порядка от
10—35 микрон) на доводку режущей кромки и, кроме того, почти сразу же идут на
дошлифовку.
В табл. 126 приведены рекомендуемые значения допусков для рыночных раз-
верток.
Таблица 126
Поминальный диаметр, развертки мм От до 1—3 Свыше 3—в Свыше 6—10 «'выше 10—18 Свыше 18-30 Свыше 30—50 Свы ше 30—80 Свыше 80—120
Допуск иа неточность изготовления, микро- ны 12 15 20 20 20 25 25 30
Необходимо отметить, что работа, которую производят инструментальные за-
воды по шлифовке и заточке рыночных разверток, в большинстве случаев пропа-
дает, так как потребитель все. равно производит перешлифовку полученной им
развертки под определенный размер. Поэтому естественно возникает вопрос, не
окажется ли более целесообразным прекратить какую бы то ни было шлифовку
развертки на инструментальном заводе. В этом случае рыночные развертки будут
выпускаться на рынок нешлифованными по цилиндрической части. Тогда стои-
мость развертки значительно снизится и отпадет надобность в выполнении на
заводе наиболее дорогих операций, которые все равно являются излишними для
потребителя. Это тем более рационально, что развертка является весьма деликат-
ным инструментом, и при доставке в нешлифованном виде развертки меньше
будут подвергаться порче, чем шлифованные.
III. ПРОИЗВОДСТВО РАЗВЕРТОК
1. МАТЕРИАЛ ДЛЯ РАЗВЕРТОК
Основным материалом для изготовления цельных разверток является углеро-
дистая сталь с содержанием углерода от 1,1—1,25% (марка У-12А по ОСТ). Реже
употребляется быстрорежущая сталь. Углеродистая сталь обладает тем преиму-
ществом, что сохраняет дольше остроту режущих кромок и острую кромку легче,
получить при заточке, чем у быстрорежущей стали. Поэтому отверстие в первом
случае получается более чистым. Кроме того для разверток, которые работают
с весьма низкой скоростью резания, нет никакого смысла употреблять быстроре-
жущую сталь, так как ее основное свойство — стойкость при больших скоростях—
Материал для разверток 503'
здесь совершенно не может быть использовано. Ее применение может быть до
известной степени оправдано только в том случае, если обработка ведется с боль-
шой скоростью, как это имеет место на специальных станках, например в автотрак-
торной промышленности.
Ручные развертки должны изготовляться только из углеродистой стали.
У разверток со вставными ножами корпус обычно делается из инструменталь-
ной стали с низким содержанием углерода (С=0,7%), ножи же изготовляются или
из быстрорежущей стали (марки РФ2 или Р-0 по ОСТ) или легированной с при-
месью хрома до 1,2% и вольфрама до 1,6% (марка ХВГ по ОСТ). По производи-
тельности и по стойкости легированная сталь в применении к разверткам мало
отличается от быстрорежущей. Поэтому в тех случаях, где применение быстро-
режущей стали нс диктуется особыми соображениями, целесообразно с целью
экономии дорогого (импортного) вольфрама изготовлять развертки из легирован-
ной хромо-вольфрамовой стали.
2. ТЕХН0Л0ГИЧЕСК11П ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАЗ-
ВЕРТОК
Развертки принадлежат к хвостовому инструменту; поэтому обработка их,
в особенности на первых операциях, мало отличается от обработки прочих хвосто-
вых инструментов (сверл, метчиков, зенкеров, хвостовых фрезеров и др.).
Ниже в конце раздела приведена подробная типовая карта технологического
процесса по изготовлению ручной развертки в 20 мм диаметром (табл. 142). В
ней даны эскизы с размерами обработки, род и модель станка и применяе-
мый инструмент.
Перейдем теперь к рассмотрению каждой отдельной операции технологического
процесса на изготовление разверток.
Отрезка
При изготовлении разверток материал целесообразнее всего отрезать на отрез-
ном станке, ленточной пиле, приводной ножовке или с помощью шлифовального
диска. Циркулярная пила для этого мало пригодна, так как она дает широкий
прорез (4—12 л.и), вследствие чего получаются большие потери материала. Она
может оправдать себя только на крупных диаметрах.
Отрезной станок обладает высокой производительностью, в особенности, если
он снабжен двумя резцами и имеет механизм для сохранения постоянной скоро-
сти резания. Другими его преимуществами является простота инструмента (рез-
цов) и удобство обслуживания. Недостатки его в том, что, во-первых, он дает
довольно широкий прорез (2—4 мм) и требует после себя еще дополнительной
операции по сточке на точиле, небольшого отростка, оставшегося при отрезке, а во-
вторых, он может быть использован на отрезке только круглого материала.
Ленточная пила дает ровный пропил с малыми потерями материала. Произво-
дительность ее несколько выше, чем приводной ножовки. Недостатком ее является
дороговизна пильного полотна и сравнительно быстрый его износ. Современная
приводная ножовка даст довольно хороший (не косой) прорез, производительность
ее при использовании полотен из вольфрамистой стали также значительно возро-
сла по сравнению с ножовками старой конструкции. Основными преимуществами
ножовка являются простота и легкость в обслуживании (один рабочий в состоя-
r.ru
Развертки
5M
нии обслужить до 5—G ножовок) и независимость ее от формы и диаметра мате-
риала, так как она одинаково хорошо режет и круглый и профильный материал
различных сечений. При отрезке мелких размеров прутки связываются в пачки
и операция производится совместно.
Шлифовальный станок с диском (например фирмы Радиак) дает ровный и чи-
стый прорез, обладает огромной производительностью, но требует применения
специальных абразивных дисков. Кроме того, он может быть использован только
на мелких (до 50 мм) диаметрах.
У нас в СССР материал для разверток большей частью отрезают или на при-
водной ножовке или же на отрезном станке.
Если отрезка производится на отрезном станке, то следующей операцией явля-
ется удаление отростков. Она выполняется вручную на обыкновенном наждачном
точиле. Продолжительность ее не велика
Центровка
Центровальные отверстия играют большую роль у развертки, так как по суще-
ству они являются базами, на которых производится как обработка ее, так и за-
точка зубцов в эксплоатации. Центровка должна быть сделана правильно еще и по-
тому, что здесь мы имеем дело с инструментальной сталью, поверхность которой
всегда обезуглерожена. При неправильной центровке может получиться, что одна
сторона при обточке будет свята глубже, чем другая, и обезуглероженный слой
не будет удален полностью. Неправильная центровка может вызвать также и силь-
ное коробление развертки при закалке, так как плотность материала окажется
не одинаковой но поперечному сечению. Эти обстоятельства заставляют обращать
особое внимание на эту простую, но важную операцию.
Целесообразнее всего центрировать на центровальном станке с двумя голов-
ками, из которых одна предназначена для закрепления простого центроваль-
ного сверла, другая для зенковки. Операция производится в три приема: 1) пакер-
нивание с помощью острого конца зенковки, 2) сверление, 3) раззенкование.
Комбинированные центровальные сверла мало пригодны для центровки раз-
верток, так как они быстро ломаются на таком твердом материале, как инстру-
ментальная сталь.
Токарная обработка
Токарные операции на развертках не отличаются сложностью. Опи включают
обточку хвоста, обточку рабочей части, обточку шейки, заточку лапки под конус
(у машинных разверток) и снятие фаски у квадрата.
Ввиду малых партий токарные работы выгоднее всего производить на простых
токарных станках, снабженных автоматическпмп остановами, которые позволяют
обслуживать несколько станков одному рабочему. Весьма уместно применение
здесь и двухсупортпых станков простого типа, причем обработка может произ-
водиться но двум схемам (фиг. 487):
1) когда на переднем супорте ставится резец для предварительной обточки,
а на заднем — для окончательной или же сечение стружки поровну распределено
между ними (схема I);
Технологический процесс изготовления цельных разверток
505
2) когда на заднем супорте ставится подрезной резец, а па переднем — два
резца, разделяющие пополам общую длину обточки, благодаря чему машинное
время па обточку сокращает» я почти вдвое (схема II).
Схема I дает еще те преимущества, что уравновешивает давление резании и до-
пускает возможность удаления более крупных стружек. При одностороннем же
резании и крупной стружке может получиться прогиб изделия или даже вырывание
его из центров.
Многорезцовые и револьверные станки, а также автоматы как с магазином,
так и для прутковой работы, в производстве разверток себя не оправдывают, так
как партии разверток бывают незначительны, а операции настолько просты,
что использование этого оборудования вряд ли оправдало бы себя. Некоторое
исключение в этом отношении представляют тонкие развертки (например штиф-
товые с конусностью 1 : 50). Их трудно обрабатывать, так как диаметр их весьма
мал по сравнению с длиной. Для таких разверток целесообразно приспособить
токарный автомат швейцарской фирмы
Бехлер. Оп обладает той особенностью,
что у него, вследствие специальной кон-
струкции направляющей втулки (фиг.
488), совершенно исключается прогиб
изделия.
Фиг. 488. Направляющая втулка
у автомата.
Фиг. 487. Схемы обработки с помо-
щью двух резцов.
При назначении режима на токарных операциях необходимо учесть, что раз-
вертки обладают недостаточной устойчивостью обработки. У них отношение длины
к диаметру слишком велико и при чрезмерном сечении стружки, вызывающем
большое давление резания, заготовка может прогнуться или выскочить из центров.
Шлифовка в сыром виде
В настоящее время взамен чистовой обточки стали применять шлифовку в сы-
ром виде. Этот метод более производителен по сравнению с токарной обточкой,
и, кроме того, дает изделия с более высокой точностью. Благодаря этому дости-
гается более правильное закрепление заготовки при фрезеровании квадрата,
в особенности, если для этой цели используется автомат, для которого необхо-
димо, чтобы заготовки по диаметру были в узких границах.
Фрезерование квадрата
В зависимости от производственной программы фрезерование производится или
на горизонтально-фрезерных станках с помощью приспособлений или на спе-
chipmaker.ru
Развертки
Б06
циальных станках и автоматах. Для разверток, в виду небольших их партий, бо-
лее распространенным является первый способ.
Фрезерование обычно производится с помощью двух фрезеров, посаженных на
одну общую оправку и одновременно обрабатывающих обе стороны квадрата.
После прохопа заготовки повертываются на 90° и процесс повторяется снова.
При установке необходимо следить за тем, чтобы стороны квадрата находились
на одинаковом расстоянии от центра, т. е. чтобы квадрат был централен по отно-
шению к оси заготовки. Несоблюдение этого ведет к неправильной работе раз-
вертки и способствует разбивке отверстия. Кроме того квадрат должен быть без
острых углов и на переходах от одной грани к другой должен иметь небольшие
фаски. Закругленные кромки квадрата будут препятствовать образованию заусен-
цев на его гранях при зажиме развертки в воротке во время работы.
У мелких разверток фрезеровать квадрат целесообразнее с ручной подачей,
которая осуществляется с помощью рычага. Это дает возможность рабочему при-
менять большую подачу без вреда для фрезеров, так как рабочий всегда сумеет
ее видоизменить в зависимости от твердости обрабатываемого материала.
Фиг. 489. Типы фрезерования квадратов.
При средних и крупных размерах выгоднее работать с механической подачей,
которая будет меняться в зависимости от размера квадрата.
Ориентировочные величины подач для заготовок из углеродистой стали
.приведены в табл. 127.
Таблица 1Ч~
Размер квадрата ЛЛ4 Подача JWJ4 Размер квадрата JWJ4 Подача ЖЛС
Сторона Длина Сторона Длина
2,4 5 ЭЮ 14,5 17 120
4,3 7 180 16 19 ПО
7 10 160 18 21 100
10 13 150 22 25 90
12 15 140 29 32 80
13 16 130 39 42 70
При фрезеровании развертки зажимаются в самых разнообразных приспособле-
ниях, причем некоторые из них дают закругленную форму квадрата (фиг. 489),
другие — срезанную. Закругленная форма считается лучшей и поэтому чаще ветре-
507
Технологгшес'ки'П процесс изготовления цельных разверток
чается па практике. ОСТ также предписывает закругленную форму. Для ее полу-
чения необходимо, чтобы подача была направлена по оси заготовки, а не перпен-
дикулярно к ней.
Скорости резапия для фрезеров из быстрорежущей стали 30—35 м/мин.
Для фрезерования квадратов одновременно у нескольких заготовок выгодно
применять приспособление, приведенное на фиг. 490. В машинных тисках сделаны
па губках сменные планки, из которых одна (А) из мягкого металла, а другая
(В) — из стали. Последняя снабжена V-образными вырезами, обеспечивающими
заготовке правильное вертикальное положение. Кроме того к тискам приделана
еще поворотная планка С, на которой сделаны вырезы, соответствующие стороне
фрезеруемого квадрата. Планки В и С сменяются в зависимости от размера квад-
рата. Приспособление дает возможность одновременно фрезеровать по 7 заготовок.
После.окончания фрезерования двух первых плоскостей квадратов изделия осво-
Фиг. 490. Приспособление для фрезерования квадратов.
бождаются, и планка С повертывается до тех пор, пока be вырезы не совпадут
с вырезами планки В. Теперь заготовки вставляются своими отфрезерованными
сторонами в направляющие вырезы планки С, чем и достигается правильная уста-
новка изделий. Затем губки тисков снова сдвигаются и фрезеруются две другие
плоскости квадратов.
Это приспособление требует, чтобы заготовки по диаметру были в определенных
границах допуска (не выше 0,03-0,05 мм), так как иначе трудно получить пра-
вильный квадрат. Описанное приспособление отличается простотой и обладает
значительной производительностью, так как благодаря одновременному фрезеро-
ванию нескольких заготовок время на врезание фрезера относится не к одной
развертке, а распределяется сразу на семь, что. конечно, сокращает время обра-
ботки. Кроме того, оно дает возможность одному рабочему обслуживать несколько
станков.
Другое приспособление показано на фиг. 491. Па основание приспособления
насажен диск с четырьмя обычными трехкулачными патронами, в которые верти-
кально вставляются заготовки. Фрезеруются одновременно две стороны с помощью
двух пар фрезеров: сначала первые два квадрата, затем — вторые. После отвода
chipmaker.ru
Развертки
BOS
стола в первоначальное положение диск с патронами повертывается на 90, и фре-
зерование продолжается. Преимущество этого приспособления состоит в том, что
заготовки перед вторым фрезерованием не требуется вынимать из патронов. Это
дает возможность избежать кропотливой установки для сохранения правильной
формы квадрата.
При фрезеровании квадратов применяются трехсторонние или двухсторонние
фрезеры, обрабатывающие плоскости квадрата с помощью боковых зубцов. Так
как торцевые зубцы находятся всегда в худших условиях резания по срав-
нению с зубцами, расположенными на цилиндрической поверхности, то они быстро
изнашиваются. Поэтому более
целесообразно для этой опера-
ции применять дисковые трех-
сторонние фрезеры со вставны-
ми ножами, у которых износ
режущих кромок легко ком-
пенсируется.
Фрезерование лапки
У машинных разверток с
конусом Морзе вместо фрезе-
рования квадрата фрезеруются
лапки конуса. Операция эта
более проста, так как не тре-
буется поворота на 90°, как
это приходится делать при фре-
зеровании квадрата. Поэтому и
приспособления для нее более
просты. Лапки фрезеруются
или по одной или по несколько
Фиг. 491. Приспособление для фрезерования
квадратов.
штук одновременно. При боль-
ших партиях можно пользо-
ваться приспособлением для
непрерывного подвода изделий к обрабатывающим фрезерам, уже описанным
при рассмотрении производства сверл.
Фрезерование канавок
Канавки разверток удобнее всего фрезеровать на горизонтально-фрезерном
станке с помощью одноцентрового или многоцентрового приспособления. В инстру-
ментальных цехах фрезерование канавок обычно производится с помощью дели-
тельной головки.
Для получения правильной глубины канавок и одинаковой ширины пера у всех
зубцов следует фрезеровать в центрах, причем большое влияние на работу оказы-
вает способ закрепления развертки
Существует несколько конструкций зажимов. На фиг. 492, А представлена одна
из таких конструкций. Заготовка вставляется в прямоугольный вырез, сделанный
во втулке с конусом Морзе. Кроме того заготовка направляется еще и с помощью
Технологический процесс изготовления цельных разверток 509
Фиг. 492. Зажимы для закрепления развертки при фре-
зеровании.
центра. Зажим довольно прост и обеспечивает получение правильной работы, но
требует для каждого квадрата отдельного зажима с определенным размером вы-
реза.
Другая конструкция
представлена на фиг.
492. В.
У нее втулка разрез-
ная и потому несколько
пружинит. Один зажим
позволяет обслужить
большое количество раз-
меров заготовок. Недо-
статок его состоит в том,
что при отклонении цен-
тральности квадрата по
отношению к оси заго-
товки режущие перья по-
лучаются неодинаковой
величины. Так как зубцы
у разверток очень мел-
кие, то такой зажим для
них не следует рекомен-
довать, тем более что шаг у них должен быть неравномерным по окружности.
Чтобы получить режущие перья равномерной ширины у всех зубцов, необхо-
димо заготовку вставлять в такой зажим, который выравнил бы малейшее откло-
нение в квадрате. Один из таких зажимов, довольно удачный по своей конструк-
Фиг. 493. Зажим для закрепления развертки с помощью двух рычагов.
ции, представлен на фиг. 493. Заготовка устанавливается в центрах АВ. Закреп-
ление же осуществляется с помощью двух рычагов СО, которые могут качаться
вокруг штифтов 00. При постановке заготовки рычаги под действием пружины D
несколько расходятся. После того как развертка вставлена, за рукоятку Е вра-
щают винт F, который своим коническим конусом и сближает рычаги друг с дру-
chipmaker.ru
Развертки,
sio
гом. Благодаря этому и осуществляется зажим заготовки. Этот зажим хорошо
оправдал себя на практике и его следует рекомендовать и для наших инстру-
ментальных заводов и для цехов.
При больших партиях фрезерование канавок рекомендуется производить
в многоцентровых приспособлениях, причем для мелких и средних размеров (до
Фиг. 494. Приспособление для фрезерования канавок разверток.
35 л.и) следует употреблять пятицентровки, для разверток от 35 до 50 мм — трех-
центровки. Крупные же размеры по большей части фрезеруются по одной шиуке.
Существует довольно большое количество конструкций этих приспособлений,
которые мало чем отличаются друг от друга. У некоторых из них обе бабки (перед-
няя и задняя) смонтированы на одной общей плите, у других же они сделаны от-
дельно. Вторая конструкция менее удобна, так как создает некоторые неудобства
мри установке приспособления на станке.
На фиг 494 представлена одна из пятицентровок, которыми оборудован Мос-
ковский завод «Фрезер». Благодаря соединению приспособления с автоматическим
делительным аппаратом канавки фрезеруются вполне автоматически, т. е. после
Технологи чески й процесс^ изготовления цельных разверток all
прохода одной канавки фрезеры возвращаются назад, развертки сами поверты-
ваются на новое деление и работа продолжается снова. После прохода последней
канавки станок выключается.
Следует отмстить, что работа с многоцентровыми приспособлениями связана
с большими затруднениями. Прежде всего, необходимо обращать особенное вни-
мание на то, чтобы оправка для фрезеров не била, а вращалась точно в шпинделе
станка. Так как фрезеры посажены на одну общую оправку, диаметры их не должны
сильно отличаться друг от друга и биение их не должно превышать 0,05 мм. Несо-
блюдение этого ведет к тому, что не все зубцы фрезера будут участвовать в работе,
а обрабатываемая поверхность не будет чистой и гладкой.
Кроме этого необходимо следить также и за тем, чтобы (фрезеры были посажены
на оправку на равных расстояниях друг от друга. А это возможно только в том
случае, если толщина установочных колец и толщина фрезеров будут выдержаны
строго по своим размерам. При несоблюдении этого условия нельзя достигнуть
одинаковой ширины режущих перьев.
Во избежание пружинепия и прогиба оправки из-за большой нагрузки, вызы-
ваемой большим количеством фрезеров, находящихся одновременно в работе,
диаметр оправки при работе на многоцентровке выбирается зна-
чительно больше, чем при работе на одном центре. Однако это
не должно повлечь за собой сильного увеличения диаметра фре-
зеров, так как иначе получатся большие потери времени, связан-
ные с врезанием фрезеров при начале работы. Поэтому эти фре-
зера имеют часто нс совсем обычный вид, так как расширение
отверстия производится не за счет увеличения диаметра фре-
зера, а за счет сокращения тела кольца корпуса.
Для устранения прогиба разверток малого диаметра необхо-
димо подкладывать под них при фрезеровании небольшие домкра-
тики, которые закрепляются на определенной высоте с помощью
гаек и контргаек. Винты сверху снабжены полукруглыми или призматическими
вырезами, которыми онн и упираются снизу в заготовки.
Многоцентровки требуют большого количества установочных колец. Для со-
кращения размеров некоторые фирмы употребляют переставные установочные
кольца (фиг. 495). Опп представляют собой две втулки, одну с пружиной, дру-
гую — с внутренней резьбой, которая делается односторонней (упорной). На од-
ной втулке по окружности нанесены деления, по которым производится установка
кольца по ширине. Каждое деление соответствует 0,01 мм. Перестановка воз-
можна в пределах 4—8 мм.
Фрезерование канавок является одной из сложных операций у разверток. Как
было уже сказано ранее, для получения чистой и гладкой поверхности разверну-
того отверстия развертка должна иметь неравномерное распределение режущих
перьев по окружности. Неравномерность достигается изменением шага у развер-
ток. Соответственно этому глубина фрезерования и расстояние между осями раз-
вертки и фрезера должны быть различны. Независимо от того, нарезаются ли раз-
вертки с разбивкой шага по всей окружности или только на полуокружности, глу-
бина канавки t и расстояние b между осями рабочего фрезера и заготовки опреде-
ляются по одним и тем же формулам, вывод которых приводится ниже
(фиг. 496). Положим, что фрезерование производится двуугловым фре-
зером.
Фпг. 495.
Установочное
кольцо.
chipmaker.ru
Развертки
512
Найдем углы в треугольнике АОС:
/ АОС — е — 0,
•где угол е соответствует шагу развертки, угол 0, соответствующий ширине режу-
щего пера, также является величиной вполне определенной, зависящей от ширины
пера р.
Z ЛС0 = 180о —»,
где 8 есть угол рабочего фрезера:
Z ОЛС = 180° — е-|-0 — 18О°4-& = 0 + » — е,
__ 300° , Q___360°р
г ’ 2т.Н 1
Фиг. 496. Фрезерование канавок двуугловим фрезером.
где г — число зубцов развертки.
Из заштрихованного треугольника О АС находим:
„р___.40 • sin / О 1С_И • sin (0 р 8 — el
sin \С0 sin О
Из заштрихованного треугольника 0CD находим:
лп лл й-sin (0 4-О— е)
CD = OC • cos о — —— . п---------- • cos ф,
• sin а
где ф есть меньший угол фрезера;
лл I. лл й-sin(0 4-9—г)
OD = b = OC sin © =---------Т--------- • sin ©.
I 1 sin В
Если от величины R отнять величину CD, тогда будем иметь:
, ПГ, sin (04-0—е) ]
. = - п—-COS® .
• 1 I sin 0 I
Технологический процесс изготовления ц -льных разверток 613
Эта величина была бы глубиной фрезерования, если бы фрезер не имел радиуса
закругления. Истинная же глубина фрезерования будет немного меньше и нахо-
дится следующим образом:
Из A KEL определяем:
ып-2
где р — радиус закругления фрезера.
Угол FEL=£HLM = b — ?— ® = | — <?.
Из A EFL находим:
ЕЕ — EL cos
Поправка на глубину фрезерования
NF = EF—р = р
эавпа:
Г /»
c°s( у —<р
Г-» ;
L Sm 2
Поправка на расстояние между осями:
Итак, окончательно мы имеем:
для глубины фрезерования
sin (0 рй—е)
sin &
sin
Р~
для смещения осей фрезера и развертки
__й sin(0 + &— е) sintp
sin &
Следует иметь в виду, что для R в формулах надо вставлять не номинальный
радиус развертки, а радиус заготовки после токарной обработки, т. е. с припу-
ском на шлифовку (0,15—0,40 мм).
Если разбивка режущих перьев сделана только на полуокружности, то фре-
зерование целесообразнее производить таким образом, чтобы после того как про-
делана первая канавка тотчас же должна фрезероваться канавка, диаметрально
ей противоположная, благодаря чему сокращается время на установку фрезера.
Иногда фрезерование производят и таким образом: I-я канавка фрезеруется
только на глубины, затем фрезеруются все остальные канавки на полную глу-
бину и только мосле этого углубляют I-ю канавку.
При фрезеровании канавок с помощью фрезера с углом в 90° или одноугловым
фрезером нет надобности производить смещение осей, так как у таких фрезеров
33 Семенченко
chipmaker.ru
514
Развертки
всегда, один из торцов располагается по радиусу заготовки, как видно из
фиг. 497.
Поэтому установка считается правильной, если один из торцов фрезера про-
ходит через цен гр заготовки.
При фрезеровании фрезером в 90° (при = 0) глубипа фрезерования опреде-
ляется по формуле:
I — R [1 — COS (0 — е)].
При фрезеровании одноугловым фрезером (при ® = 0) та же величина опреде-
ляется но Фонмуле такого вида:
В таблице 128 приведены данные для фрезерования разверток с неравномерным
шагом по окружности. Для разверток от 5 до 16 мм включительно принят фрезер
Фиг. 497. Фрезерование канавок одпоугловым фрезером.
в 90°, для разверток от 17 и выше — двуугловой фрезер в 55 + 30°. Неравномер-
ное распределение дапо только на полуокружности. Припуск на шлифовку
принят:
от 5 до 12 лмг—0,30 мм
» 12 » 25 » —0,25 >
» 25 п выше —0,20 >
Больший припуск принят для мелких размеров потому, что такие развертки
больше дают искривления при закалке по сравнению с более крупными разме-
рами. Однако на практике это не всегда соблюдается, некоторые заводы, на-
против, дают большие припуски не для мелких, а для крупных размеров.
Необходимость устанавливать фрезер перед фрезерованием каждой канавки
требует довольно кропотливой работы от рабочего. Как видно из табл. 128,
глубина фрезерования и расстояние между осями фрезера и заготовки
отличаются друг от друга на сравнительно небольшие величины, причем для воз-
можности получения одинаковой ширины режущих перьев необходимо величины
t и b по возможности выдерживать точно. Однако это пе всегда удается обеспе-
чить вследствие наличия мертвого хода в ходовых винтах станка.
Далее, необходимость изменения глубины и смещения для каждой канавки
исключает возможность использовать многоцентровки с автоматическими дели-
Технологический процесс изготовлении цельных разверток
515
тельными аппаратами, а также горизонтально-фрезерные станки типа Линкольн,
у которых стол не перемещается по высоте (на глубину фрезеровапия).
Таблица 128
Данные но фрезерованию канавок у разверток
Фиг. 498. Данные для фрезеровапия канавок у разверток.
Номпн. Шири- Радиус I II ill IV
диам. кав. па Фрез.
разв. пера t ь t b t b t b
5 6 0,7 0,4 0,71 0,77 0,84
8 6 0,9 0,4 1,25 1,34 1,46
10 6 1,0 0,4 1,63 1,77 1,91
12 6 1,2 0,8 1,94 2,09 2,27
14 8 1,2 0,8 1,10 1,24 1,38 1,54
16 8 1,3 0,8 1,30 1,45 1,62 1,79
18 8 1,4 1,2 2,41 3,59 2,58 3,49 2,76 3,39 2,95 3,28
20 8 1,4 1,2 2,84 3,94 3,04 3,82 3,25 3,71 3,44 3,59
22 8 1,6 1,2 3,11 4,41 3,33 4,28 3,56 4,15 3,78 4,01
24 8 1,6 1,2 3,52 4,70 3,76 4,57 4,00 4,43 4,24 4,27
27 8 1,8 1,2 4,02 5,27 4,28 5,11 4,55 4,95 4,84 4,78
30 8 2,0 1,6 4,34 5,85 4,63 5,68 4,93 5,51 5,23 5,32
32 8 2,0 1,6 4,74 6,20 5,06 6,01 5,38 5,82 5,71 5,63
Для упрощения операции и повышения производительности фирмы Л. Леве
и Шкода-Верке применяют иные методы фрезерования канавок у разверток. Прин-
цип етпх методов состоит в том, что при фрезеровании обрабатывается не канавка,
а непосредственно зуб с помощью специальных фасонных фрезеров.
По методу фирмы Л. Леве фрезерование производится с помощью одного фре-
зера, профиль которого представлен на фиг. 499,а размеры приведены в таблице 129.
chipmaker.ru
Б16
Раавертки
Помин, диам. разв. В1 Иг 31 N t 0 Р а ь X градусы И
27 20 13 4,2 4,55 5,1 3,1 1,15 8 9,5 43 0,75
28 20 13 5,0 5,65 5,5 3,2 1,15 9 10,5 43 0,75
30 26 13 4,9 5,65 5,65 3,4 1,15 9,5 11,0 43 0,75
32 26 13 4,8 5,85 6,1 3,6 1,15 10 11,5 43 0,75
33 20 13 6,8 6,6 5,4 3,5 1,1 9 10,5 38 0,75
34 20 13 6,4 6,3 5,5 3,6 1,1 9 10,5 38 0,75
35 20 13 6,8 6,1 5,7 3,7 1,35 9 10,5 38 0.75
36 26 21 6,2 6,4 5,65 .3,8 1,35 9,5 11,0 38 0,75
38 26 21 7,0 6,7 6,0 4,0 1,5 10 11,5 38 0,75
40 26 21 6,9 6,9 6,4 4,2 1,55 10,5 12,0 38 0,75
42 26 21 7,6 7,2 6,8 4,4 1,5 11 12,5 38 0,75
44 26 21 6,6 6,8 7,2 4,6 1,55 11 12,5 38 0,75
45 26 21 7,7 7,1 7,3 4,7 1,75 11,5 13,0 38 0,75
46 26 21 9,4 7,8 6,2 4,5 1,75 10,5 12,0 34 1,0
48 26 21 9,8 8,1 6,5 4,7 1,75 11 12,5 34 1,0
50 26 21 10,2 8,5 6,8 4,9 1,75 11,5 13,0 34 1,0
Фрезеры Л. Леве (фиг. 500) изготовляются двух типов: Л и В. Число зубцов
у всех фрезеров берется равным 12. Угол рабочего фрезера & = 20°. Все фрезера
одного комплекта должны изготовляться с точностью до ± 0,05 льи. Фрезерова-
ние зубцов у фрезеров одного комплекта производится таким образом, что каждая
канавка у следующего фрезера смещена относительно предыдущего на угол А.
Технологический процесс изготовление ценных разверток 517
V- W i
I—— В---Н
Фпг. 500. Фрезер фгр’и Л. Леве. I
chipmaker.ru
Развертки
518
Основные размеры фрезеров даны в табл. 130.
Таблица 130 ((риг. 500)
Диаметр развертки Тип D d в * градусы 1 ь Число штук в комплекте
От ТОО до 34 жм А 76 27 40 4 6 29,4 6,08 5
От 35 до 50 мм В 88 32 48 5 10 34,8 8,1 3
Толщина фрезеров дана в табл. 131.
v Таблица 131 ((риг. 501)
Диаметр развертки 10 11 12 13 14 13 16 17 18 19 20 21 22 23 24 23
В 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 22 22 22
G 9 9 9 10 11 11 12 13 13 14 12 13 13 15 15 15
Диаметр развертки 26 27 28 30 32 33 34 35 36 38 40 42 44 43 46 48 во
В 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 28 28 28 28
С 16 16 18 19 20 18 18 18 19 20 21 22 22 23 21 22 23
Метод фирмы Шкода-Верке состоит в том, что фрезерование каждого зуба раз-
вертки производится с помощью двух фасонных фрезеров, между которыми про-
Фиг. 501. Фрезеры
фирмы Шкода-Верке.
нежено кольцо для сохранения определенного размера
ширины режущего пера (фиг. 501). Размеры этих фрезеров
и кольца приведены в табл. 132—135.
Угол 0 рабочего фрезера у обоих фрезеров делается в
20°. При затыловании фрезеров затыловочный резец, уста-
новленный под углом в 90° к оси фрезера, должен обра-
батывать под углом в 15°. Допуск по наружному диаметру
для фрезеров одного комплекта не должен быть выше ±
0,05. В каждом комплекте разность между диаметрами
одного и другого составных фрезеров должна быть не
более dt 0,05 мм.
Из приведенных конструкций фрезеров Л. Леве и
Шкода-Верке видно, что ширина пера сохраняется всегда
постоянной, так как она получается непосредственно от
фасонных фрезеров. Благодаря этому совершенно отпадает
надобность в изменении для каждого шага глубины фре-
зерования.
Метод Л. Леве тем удобен, что он не вызывает никаких
затруднений при постановке фрезеров па оправку, метод
же Шкода-Верке в этом отношении более сложен. Но с другой стороны, изготов-
ление фрезеров по первому методу более затруднительно. чем по второму.
Размеры кольца приведены в табл. 134 и 135 (стр. 522) (фиг. 504).
сч © »с С-3 о QOOOOOO 7—1 г-< см см см см of см
В сч U см ююооотщ о о o' г-Г к-Гг-Г
8 S' 8- io 101^X1X0 00 О Сб'ббмНгН
В а ё "t^^^OOOOOO о об'б'о'б'б'б'
"-О СО СО СО СОСООО ОО Т-1 СО сб'со'сб'сф'со'
О Ci Г-t ~ Ь-г-у—у— о о of см сч'см'со'оГ
к о Си ф м ^О1 io Ю Г- 05 г-4 СМ со со
о- И S к еГ £ 11।
сз © В о © СО С}
Он 1 ео сЗ Сч С?
ег
43 со со см о I см г- у— у— г~< r-ч CM GM СМ СМ СМ СМ
«Ч к- оо го го го го со «о
О го 3SS2S88
j Тип 1
Дпам. разв. „ oi О О О Л О О Ю оо о т-н СМ СО тН со Id-
развертит Ы
«> J5- ‘З.’Ч.го, го оо оо оо О ооооо'о-о
% SS3SS83 -ей coco СО О СО
<о >— 1 го I[|
-с> | см см см'см'см co co co
ГО ooooooooooo о о o“dcr-Г—Г
Й! 1O 1O CM CM CM co co co co co
Число 3jбьев о о см см см co co
°s °s^°s iiii
СО- 2 9 p о о о о о СО со тН тн 2? ю 1О §
в О ЬЪЪгоЬЪ&з Ci «Xi I'- CO CO CO 1O
Тип 1
Дпам. раав. 1 a+ + + -H- + • ГО SCOCdCLodc О т-1 CM CO Th <55 L~-
chipmaker.ru
530 Развертки
i
t-в -J
Фиг. 502. Фасонный фрезер фирмы Шкода-Верке с размерами.
Фиг. 503. Угловой фрезер фирмы Шкода-Верке с размерами.
Техно,логический процесс изготовления цельных разверток
521
Таблица 133 (фиг. 503) Размеры вспомогательных фрезеров CD А СО 1П CM 1П 00 cl СМ СО '’ФСОсб'сО см
1Л А ’Ф >П 1О >П GO 00 00 о осообб'о
А 1П1П CM CM CM CM CM CM L— Ш СМСМ
ГО А кО СМ О т-4 О СО'СО СО СО к-Г о"нб'б'с'г-?н
А СО СМ CM со 1П CD сГ т-4 т-4 т—4 т—4
О Ci й 1 1 1 1 1 1 1
С? 1 о СМ’’+1 Г-СО СО со 1 СО 1О СО СО
О о’-Н см ю см см СО СО 'Ф Т*4 x±l 1Q со СО
С? СО СОЮ 1С П Ю 101О СМ CM СО СО СО М4
(S 1П СО С? СО хН in т-4 СП г- CM CM xti ^4 lO lO 1<о
£ CO CO CM СМ1П CO CO lO o' in o'in o'of co co M4 Tfi co co co t-00 00
CO CO CM CM CM Г— D- r-4 r-: Gm Gm CM CM CM
CM 1П lO inoo О т-ч CO”*’ Tf(
Ci in О О in C5 05 00 CO COCOCOt’OOOO
В а i о О О О in ООО 1П «00ООО1ПОО О г-1 СМ СО ^4 со t-
0,5 »n lO^in 1П со Х> 00 О О о o' ООО
А 4,08 xji СО со со со со со
17,7 (O-fT-j?-ф?o'05 О? х-н СМ СМ СМ 04 см см
ф О СМ ^4 о о_ о О_ о о о О 1П О 1П СО Q О ^4 гП 1П кф Я4 хН
&- §0 ^4 о о о о о о о CM in in О in О О -х}4 1П 1О СО СО L— Г-
•=> СМ 1П^1П in^in^ см см см см" СО СО СО
0,5 оооооооо о о о 6'бббгННН
ЕЦ СМ lO ш Cxi'c'f
| Число зубьев о О СМ СМ О1 -^4 СО СО
04 0,2 СМ CM CM lO in Ш in ООООооо
* 00 о 00 СО 7) X о о о CD О О О'кН г-Г-Г
В о
СО- о V— СО СО ^J4 ^J4 in in 1П СО
>- g- со 0 0 0 0 0 0,0 t- со со Г- О*1 О О СО “0 СМ СМ иМ СМ
ра. в. оо 1 @^^^7777
Диан. 1О
chipmaker.ru
522 Развертки
Таб.-t и-ца 134
Диам. раз в. D а 1 а п Л
10,5—45 34 22 24,1 6,08 0,5
46 —75 40 27 29,4 6,08 0,8
Таблица 135
Диам. р 13В. 10,3 11 11,3 12 12,5 13 13,3 14 14,5 13 16 17 18
ъ 6,78 6,69 6,56 6,47 6,36 6,24 6,14 6,04 5,94 5,82 5,61 5,40 5,19
f 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1 5 1,5
Диам. раз в. 19 20 21 22 23 24 23 26 27 28 30 32 33
ь 4,98 4,78 4,19 3,99 3,89 3,60 3,39 3,10 2,98 2,81 2,42 8,10 7,85
f 1,5» 1,5 1,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 1,5 1,5
Дням, ралв. 34 as 36 31 38 40 42 44 43 46 47 48 30
ъ 7,65 7,45 7,22 7,03 6,78 6,38 5,97 5,52 5,34 3,50 3,30 3,11 2,64
f 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1 0,5 0,5 0,5 0,5
Дням. разв. 52 35 58 60 62 66 68 70 72 75
Ъ 2,30 1,70 1,13 0,68 2,28 1,73 1,18 0,88 2,03 1,40
f 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
Скорость резания при фрезеровании канавок выбирается в пределах от
25 -35 мм/мин. Рекомендуемые величины подач в минуту для обработки угле-
родистой стали приведены в табл. 136.
Та Улица 136
Диаметр разв. Подачи в мм/мин при работе на Примечание
1 центре 3 центрах 5 центрах 7 центрах
3— 9 220—200 210—190 200—180 190—170 Прп обработке быстроре-
10—20 240—160 230-150 220—140 210—130 жущей стали подачи должны
21-30 160—140 150—130 140—120 130—110 быть уменьшены па 1О°/о
31—40 140— 80 130— 70 120— 60 —
41—50 80— 60 70— 50 —
Технологический процесс изготовления цельных 'разверток 523
При фрезеровании конических разверток также требуются небольшие расчеты
для определения необходимых величин.
Ширина пера р должна быть одинаковой но всей длине рабочей части развертки.
Для осуществления этого необходимо делительную головку наклонить под онре-
Фиг. 604. Установочное кольцо.
деленным углом т, тогда дно канавки развертки будет параллельно горизонталь-
ной плоскости стола. Поэтому в рабочих чертежах на конические развертки должны
Фиг. 606. Фрезерование конической развертки.
быть указаны размеры: угол т и величины смещения переднего и заднего центров г»
а также и глубины фрезерования (фиг. 505).
chipmaker.ru
524_________________________Развертки_________________________
Выведем формулы для определения этих величин (фиг. 506).
ж=В8Шт;
tg’ = 7-;
c—N—п\
п=т — Ъ\ N = M — В\
т = гсо&р\ M=Rcosp\
b = actg(); В —A ctg 1);
a=rsinp; Л = Я sin?;
п = г cos р — г sin р ctg Н; N= й cos Р—R я»п Р ctg 0;
с — R еос р — R ain Р ctg v—г cos р 4~ г sin р ctg &;
ig -t — R> cos p — b sin I cig 0 — d cos p -j- d ctg u.
Высота зуба у меньшего конца равна
* — rfi вш(&— р)А
• —И1------
С У б0ЛЫП*Г0 120ПЦ<*
r==pfi—
\ sin а у
Тгт: ?лк раоочн" ёазггг имеет рзднус закругления, то в эти формулы необ-
ходимо внести поправку. При фрезеровании одноугловым фрезером эта поправка
равна;
Технологический процесс изготовления цельных разверток
635
где q — радиус закругления (фиг. 507). Следовательно, действительная высота
равна:
/ = — i и Т = Т' — i.
Глубина фрезерования равна высоте зуба, умноженной на cos т, т. е.
w—t' cost; W = Т-cost.
Клеймение
Каждая развертка должна иметь клеймение, указывающее на род материала,
размер по диаметру и марку завода-изготовителя. Кл(ймо обычно ставится на
t--t,-q(ctgp/2 4)
Фпг. 507. Определение влияния радиуса закругле-
ния.
хвосте недалеко от квадрата.
Клеймение может быть про-
изведено с помощью следующих
методов: 1) накатки, 2) травле-
ния, 3) с помощью электриче-
ского карандаша, 4) гравирова-
нием.
Фпг. 508. Маркировочный
стапок.
Наиболее распространенным способом, благодаря дешевизне и простоте, явля-
ется накатка. Он состоит в том, что цилиндрическая заготовка прокатывается по-
степенно по плоскому клейму, на котором нанесены соответствующие буквы и
цифры. Последние при накатке выдавливаются на цилиндрической поверхности
заготовки.
На фиг. 508 изображен один из маркировочных станков, а на фиг. 509—приспо-
собление для зажима набора плоских клейм. Заготовка устанавливается на столе,
клейма находятся в салазках, которые перемещаются влево и вправо с помощью
рычага. Стол может подниматься и опускаться в зависимости от диаметра обра-
батываемого предмета.
Накатка может быть произведена или до термической обработки или после нее.
Как тот, так и другой методы обладают своими преимуществами и недостатками.
chipmaker.ru
Развертки
53b
Если клеймение производится до термической обработки, то, вследствие искри-
вления развертки при закалке, часто не удается при шлифовке в центрах сохра-
нить ясное и отчетливое обозначение. Кроме того, необходимость из-за последую-
щей шлифовки давать более глубокое клеймение вызывает иногда больший расход
инструмента, чем при клеймении после термообработки.
Хвост у средних и крупных разверток остается всегда незакаленным, поэтому
клеймение после закалки вполне возможно. В этом случае операция производится
после окончания всей обработки развертки. Так как здесь нет опасения, что клеймо
Фиг. ЕС 9. Приспособление для зажима плоских клейм.
в дальнейшем будет сошлифовано, то нс требуется большой глубины клеймения,
т. о. большого нажима клейма на изделие.
При клеймении с помощью накатки мелкие размеры рекомендуется клеймить
до закалки, так как хвост у них вследствие незначительной длины заготовки
получается закаленным.
Кл( ймепие с помощью накатки дает не всегда красивое клеймо, в особенности
на мелких размерах. Поэтому вместо накатки производят химическое клеймение.
Способ состоит в том, что изделие в требуемом месте покрывается специальным
лаком; когда лак загустеет, развертку подстагляют под пресс и выдавливают па
лаке с помощью штемпеля надпись или гравируют ее на гравировальном станке.
Штемпель предварительно смачивается каким-либо составом, обладающим свой-
ством разъедать лак в местах соприкосновения изделия со штемпелем. После этого
Технологический прогресс изготовления цельных разверток
627
производится травление с помощью азотной кислоты или царской водки затем
изделие промывается от кислоты, очищается от лака и просушивается.
Клеймение с помощью ручного электрического карандаша требует хороших
каллиграфических способностей от рабочего и отличается малой производитель-
ностью. Поэтому в заводском масштабе при массовом или крупносерийном произ-
водстве оно себя не оправдывает.
Метод гравирования также редко применяется в производстве разверток из-за
его малой производительности.
Корректирование центровых отверстий
Перед отправкой разверток в термообработку необходимо произвести коррек-
тирование центровых отверстий.
При токарной обработке, в особенности, если снимается крупная стружка,
центровые отверстия сильно разрабатываются. Еще хуже обстоит дело у кониче-
ских разверток, у которых раз-
работка центров достигает чрез-
мерной величины из-за опу-
скания заднего центра дели-
тельной головки при фрезеро-
вании канавок. Вид такого
центрового отверстия дан на
фиг. 510. Разработанные центры
не позволяют изделию пра-
вильно вращаться при последу-
ющей шлифовке из-за несоот-
ветствия углов центров шлифо-
вального станка И конического Фиг. ЫО. Направление центров развертки,
отверстия у развертки. В ре-
зультате этого диаметр развертки принимает не ту форму, которая требуется
по чертежу. Развертка в большинстве случаев получается овальной в поперечном
сечении. Для устранения влияния разработки центровых отверстий производится
дополнительная операция по их корректированию. Для этой цели торцы развертки
подрезаются на величину I и затем с помощью зенковки коническое отверстие
несколько углубляется до первоначального размера. Благодаря этой операции
базы развертки восстанавливаются,и онабудет теперь точно, без биения,вращаться
между центрами, что для развертки необходимо.
К сожалению, па наших заводах эта операция не всегда производится и поэтомх
развертки часто не обладают требуемой формой по диаметру.
Термическая обработка
Термическая обработка разверток состоит из следующих операций:
промывка,
закалка режущей части,
закалка квадрата,
отпуск,
правка,
очистка песком,
контроль.
chipmaker.ru
528 Развертки
Нагрев разверток из углеродистой стали обычно производится в свинцовой
ванне. Для постепенного и равномерного прогрева всей развертки нагревание
должно производиться в 2—3 приема. Обычно для предварительного подогрева
свинцовая ванна снабжается еще одним-двумя тигелями, обогреваемыми с по-
мощью отходящих газов.
Мелкие развертки диаметром до 10 мм нагреваются обычно без подогрева.
Нагревание производится до 820—830°, так как замачивание осуществляется в ма-
сле. Ввиду того что соль при погружении в масло не отстает от изделия, свинцо-
вая ванна, во избежание выгорания свинца, сверху покрывается не смесью солей,
а древесным углем.
Развертки от 10 до 20 мм нагреваются с одним подогревом до температуры 500—
550°. Температура нагрева — 780—800°, далее — замачивание в воде с перено-
сом в масло. В этом случае свинцовая ванна покрывается смесью солей, так как
пум замачивании в воде соль сразу отскакивает и изделие получает чистый вид.
Развертки от 20 мм и выше нагреваются с двумя подогревами: первый — до
200—250°, второй — до 500—550°. Температура окончательного нагрева — 760—
780°. Замачивание в воде с последующим переносом в масло.
Развертки опускаются вертикально в ванну, причем в расплавленном свинце
должна находиться только режущая часть.
Нормально закаленная развертка должна иметь твердость по Роквеллу 64—67
(шкала С), причем сердцевина должна оставаться мягкой.
Нагревание квадрата производится также в свинцовой вапне. Температура
нагрева 800—820°. Для разверток 15 мм нагревание производится с предвари-
тельным подогревом до температуры 500—550°. Замачивание разверток диаметром
от 3 до 24 мм производится в масле до полного охлаждения, свыше 24 мм в воде
с последующим переносом в масло. Момент для переноса определяется прекраще-
нием специфического шума при замочке в воде.
Развертки из легированной стали перед закалкой также нагреваются в свинцо-
вой ванне, причем для средних и крупных необходим подогрев до температуры
500—550°. Температура нагрева — 800—820°, охлаждение в масле.
В том случае, если развертки не принимают закалки в масле, применяют метод
Люиса. Он состоит в том, что после нагревания развертки замачивают в распла-
вленной смеси солей при температуре 140—230° с выдержкой около одной минуты
с последующим охлаждением на воздухе. Смесь делается следующего состава:
1 часть азотнокислого калия (KN03) и 1 часть азотистокислого натрия (NaN0?).
Температура плавления смеси —120°.
Нагрев квадрата производится при температуре 830—840° с минимальной
выдержкой во избежание отпуска рабочей части. Охлаждение — в масле.
Для разверток из быстрорежущей стали употребляют электродные соляные
ванны с хлористым барием. Температура нагрева —1250—1270°. Мелкие размеры
нагреваются без предварительного подогрева, средние и крупные — с одним или
двумя подогревами. Первый подогрев — до температуры 400—500° С, второй —
до 900—950°. Охлаждение производится в масле.
Нагревание для закалки квадратов или лавок производится в свинцовой ванне
до 820—840°. Охлаждение сначала в воде, а затем в масле.
В том случае, если отпуск разверток производится в масляной ванне, развертки
не подвергаются промывке. Если же для отпуска применяются воздушные печи
(типа Хомо), тогда развертки обязательно должны пройти промывку в 5%-пом
Технологический процесс изготовления цельных разверток 52!)
растворе каустической соды. Промывка производится или на машине или же
в выварном котелке. Непромывание изделий влечет за собой загрязнение печи.
При отпуске в масляной ванне температура нагрева для углеродистой стали
выбирается в пределах 180—230°. Продолжительность нагрева — 30—40 мин.
Для воздушной печи режим берется таким: температура —150—160°, выдерж-
ка —1,5—2 часа.
Для легированной стали отпуск в масляной ванне производится при темпе-
ратуре 140—150°, в воздушной же печи режим тот же, что и для углеродистой
стали.
Развертки из быстрорежущей стали лучше всего отпускать в воздушной печи.
Температура отпуска 530—580°, время выдержки 5—6 часов. Охлаждение на
воздухе.
Твердость после отпуска по Роквеллу для рабочей части 60—63, для квадрата
35—50. Контроль на твердость обычно производится с помощью напильника или
на приборе Роквелла.
После отпуска и проверки на твердость развертки подвергаются правке, кото-
рая производится на специальных прессах с подогревом с помощью газовой го-
релки. Ни в коем случае не рекомендуется производить правку в холодном состоя-
нии, так как вследствие этого развертки ломаются. Проверка на биение произво-
дится в центрах с помощью индикатора. Допуски на биение следующие:
для разверток до 10 лыс 0,10 мм
» » » 10—18 — 0,15 »
» * » 19—30 > 0,18 »
» » » 30—50 » 0,20 »
После правки развертки очищаются на пескоструйном аппарате, мелкие раз-
меры — в барабане, средние и крупные, во избежание получения забоин па режу-
щих кромках, очищаются вручную.
При окончательном контроле после термической обработки развертки прове-
ряются на твердость, отсутствие трещин, выбоин и чистоту. Перед отправкой
в шлифовальное отделение развертки, во избежание ржавле-
ния, подвергаются оксидированию (см. раздел «Сверла») и по-
крываются тонким слоем масла. Смазка производится в ванне,
подогреваемой электричеством, при температуре масла в 40—50°.
Полировка центровых отверстий
Для обеспечения получения правильной и точной цилиндри-
ческой формы развертки центровальные отверстия у развертки
обязательно должны подвергаться шлифовке или полировке, так
как в результате термической обработки всегда наблюдается
искажение их формы. Операция по шлифовке центровальных
отверстий весьма простая и производится па специальном станке
с помощью карандашного камня (фиг. 511). В случае отсутствия
специального станка операция может быть произведена также
и на сверлильном станке, в особенности, если он дает боль-
шое число оборотов. Вместо сверла в патрон вставляется
Фпг. 511. Ка-
рандашный
камень.
шлифовальный
камень.
31 Семенченко
chipmaker.ru
о 30
Развертки
Шлифовка хвоста
Шлифовка хвоста должна производиться на круглошлифовалыюм станке
в центрах. Если хвост имеет коническую форму, то для получения конусности
производится смещение верхней части стола. Проверка конического хвоста осу-
ществляется с помощью конической втулки или прибора для конусов.
Шлифовка или полировка канавок
Канавки развертки должны быть чистыми, без черновин, задирин и заметных
штрихов от фрезерования, получающихся в том случае, если подача была выбрана
чрезмерно большой, или же фрезер «бил» на оправке. У мелких размеров шли-
фовка канавок производится одновременное заточкой передней грани развертки;
для средних и крупных размеров эти операции разделены, так как шлифовальный
камень уже не в состоянии охватить всю обрабатываемую поверхность. Полировка
канавок может быть осуществлена вручную па вращающихся полировальных голов-
ках с помощью насаженных на них кружков, обклеенных наждаком.
Некоторые заводы этой операции не производят, мотивируя это тем, что, во-
первых, развертка снимает очень незначительный слой металла, который в состоя-
нии поместиться в канавках, а во-вторых, удаление стружек из канавок иод дей-
ствием охлаждающей жидкости вряд ли необходимо, и скорее желательно, чтобы
они задерживались в канавках и не попадали снова под режущие кромки. В этом
отношении шероховатая поверхность может оказаться более предпочтительной по
сравнению с чистой.
Заточка породнен грани зуба
Основным требованием, которое предъявляется к каждой развертке, является
то, чтобы она была как можно более острой. Как известно, термическая обработка
всегда связана с некото-
рым обезуглероживанием
поверхности изделия. На
фиг. 512 показан в утри-
рованном виде зуб раз-
вертки с обезуглерожен-
ным слоем (пунктир). По-
этому, если шлифовать
развертку по диаметру и
затылку, то мягкий слой
будет удален только с
одной поверхности зуба,
большая часть которой
Фпг. 512. Обезуглероженный слой у зуба разверток. ДЗЖС И Не участвует В
работе резапия, а па пе-
редней режущей грани мягкий слой останется. Если же будет произведена под-
точка под зубом, то тогда мягкий слой будет удален и режущая грань будет обла-
дать необходимой твердостью, остротой и стойкостью, в особенности после того
как будет произведена круглая шлифовка. Вот почему так необходима эта опера-
ция, которая, к сожалению, редко производится в цаших инструментальных цехах.
Технологический процесс изготовления цельных разверток 531
Подточку под зубом необходимо производить до шлифовки по диаметру. Это
диктуется следующими соображениями: во-первых, всегда целесообразнее менее
точные операции производить перед более точными, во-вторых, при такой последо-
вательности операций исключается влияние заусенцев от шлифовки под зубом на
точность размера по диаметру.
Операция по заточке передней грани осуществляется на универсальпо-заточном
станке. Необходимо обращать внимание на правильный выбор камня, так как иначе
он будет засаливаться и прижигать обрабатываемую поверхность. Хорошие ре-
зультаты дают шлифовальные алундовые круги с зернистостью 46—СО и твер-
достью К. Ни в коем случае не допустима быстрая подача камня (не выше
3.0—3.5 м/мин) или сильный прижим его к изделию. Несоблюдение этого ведет
к отжигу режуших кромок развертки и потери ее твердости и стойкости. Скорость
вращения камня 25—30 м/сек.
Круглая шлифовка
Круглая шлифовка состоит из трех операций:
шлифовки рабочей части по цилиндру,
шлифовки заднего конуса и
шлифовки заборной части.
Наиболее существенной является первая, так как после нее развертка получает
окончательный размер.
Шлифовка заборной части необходима для того, чтобы выравнять коническую
поверхность зубцов. Благодаря шлифовке все зубцы будут расположены на равных
расстояниях от центра развертки и, следовательно, в работе они будут участво-
вать одинаково. Это является важным условием для развертки, так как при нерав-
номерной нагрузке зубцов износ их не будет одинаковым и развертка окажется
недолговечной. Несмотря на важность этой операции, на наших заводах нс всегда
ее выполняют.
При шлифовке по цилиндру размер удобнее проверять с помощью микрометра,
который дает возможность рабочему численно установить, какой еще требуется
доснять слой, если операция еще не окончена. Калиберное кольцо этим достопн-
ствомле обладает. Поэтому рабочие охотнее работают с микрометром, чем с коль-
цом. При проверке по кольцу нужно следить за тем, чтобы вершины всех зубцов
касались везде поверхности кольца, в противном же случае развертка не будет
иметь одинакового размера по всем диаметрально-противоположным зубцам.
Ясно, что такая развертка не может хорошо работать, так как в процессе резания
больше всего будут участвовать только те пары зубцов, которые обладают наи-
большим размером. Вместо кольца можно пользоваться также и скобами, преиму-
щество которых по сравнению с кольцом состоит в том, что ими можно проме-
рить каждую диаметрально-противоположную пару зубцов и иритом в различных
местах.
Конусность заборной части проверяется или по специальному калиберному
кольцу или с помощью шаблона.
Заточка зубцов
После круглой шлифовки приступают к снятию затылка на режущих зубцах,
т. е. к заточке, которая обычно производится в центрах на станке для заточки
инструментов. Нужно следить за тем, чтобы центра, па которые насаживается
532
Развертки
разверни, были в надлежащем состоянии и предмет вращался точно, без биения,
так как в противном случае заточенный инструмент окажется не центрированным.
При заточке режущее перо упирается в специальный упор, который имеет на конце
язычок и делается почти всегда пружинящим (фиг. 513). При наточке зуб развертки
упирается своей рабочей стороной в язычок. После того как этот зуб заточен,
развертка повертывается и к язычку подводится следующее режущее перо. Язычок
для разверток с прямыми зубцами не должен быть слишком узким, для винтовых
же зубьев делают его широким. При заточке нужно следить за тем, чтобы язычок
обязательно упирался только в тот зуб, который непосредственно натачивается,
в противном же случае можно получить неправильную заточку, так как расстоя-
ния между зубцами вследствие изменений при закалке часто получаются неоди-
наковыми. При неравномерном распределении зубцов по окружности для получе-
ния правильной заточки лучше затачивать развертку без всякого упора.
Фиг. 513. Направление шлифовального круга при заточке разверток. ♦
Направление вращения камня может быть принято по способу А или Б (фиг. 513).
Достоинством второго способа является то, что при вращении камня зуб прижи-
мается к язычку и таким образом предохраняет развертку от повертывания. На-
ряду с этим такое направление вращения камня обладает и недостатком, а именно,
режущие кромки весьма сильно нагреваются, так как через них проходит самая
нагретая часть камня и весь сноп искр. Кроме того обрабатываемая поверхность
не получается достаточно гладкой из-за образования заусенцев. Если дать камню
обратное направление вращения, тогда получается меньше шансов отпустить режу-
щие зубцы, и поэтому шлифовать можно при большом сечении стружки. Вместе
с этим поверхность режущих кромок получается более гладкой, без заметных
следов от камня. Единственное неудобство этого способа заключается в том, что
камень все время отжимает шлифуемый зубец от язычка. Поэтому во избежание
проворачивания развертки требуется добавочное приспособление для прижимания
обрабатываемого зубца к упору. Обычно достигается это с помощью груза на нити,
которая наматывается на инструмент.
Технологический процесс изготовления цельных разверток 533
Для получения требуемого угла снятия затылка нужно оси камня и развертки
расположить соответствующим образом. Если развертка шлифуется чашечным кам-
нем, то снятие затылка получается благодаря поднятию оси развертки над упо-
ром на величину Я, указанную на фиг. 514. Напротив, если развертка шлифуется
дисковым камнем, тогда ось развертки нужно опустить на величину Н. Следует
заметить, что более целесообразно применять для заточки чашечные камни,
так как они значительно лучше работают, чем дисковые. Последние никогда не
могут дать прямолинейной режущей кромки, и опа будет тем более вогнутой,
чем меньше диаметр шлифовального камня, хотя для разверток это не имеет суще-
ственного значения.
Кроме того при большом угле снятия затылка и большом диаметре развертки
нежелательно применять большие камни, так как в этом случае есть опасность про-
шлифовать соседний зуб.
Фиг. 614. Выбор шлифовального круга при заточке разверток.
Чашечные круги обладают тем достоинством, что у них вследствие малой поверх-
ности соприкосновения нагревания значительно меньше, чем у дисковых, и окруж-
ная скорость камня, несмотря па его изнашивание,всегда остается однойи той же.
Угол снятия затылка обозначен па фиг. 514 через а.
Высота установки II определяется из формулы:
Я
= -о sin а,
где а—угол снятия затылка, О —диаметр развертки при шлифовке
чашечным камнем и диаметр камня в случае шлифовки дисковым. Например,
нужно пойти высоту установки И для развертки диаметром 35 мм, если
заточка производится чашечным камнем и угоч снятия затылка должен
быть равным 5°.
Н = у • sin а — 36 • sin 5°= 1,53 лмс,
£ и
chipmaker.ru
531 Развертки
т. е. упор для зубцов нужно опустить ниже оси развертки на 1,53 мм.
Если же шлифовку производить дисковым камнем, диаметр которого
D = 150 мм, тогда
Н = sin 5° =6,54 мм,
Ci
т. е. па такую величину нужно поднять ось камня выше оси развертки.
Ниже приводится табл. 137, в которой указана высота установки Н
для различных диаметров разверток при разных углах снятия затылка. Таб-
лицей очень легко пользоваться, следует только не забывать, что при шли-
фовке чашечным кругом для D нужно брать диаметр развертки, при шли-
фовке же дисковым—диаметр камня. Далее, при чашечпом круге ось раз-
напротив, ось развертки ниже
оси камня.
На фиг. 515 показана
установка развертки при
заточке. Развертка встав-
ляется между центрами
передней и задней бабок.
Затем стол устанавли-
вается на соответствую-
щую высоту Н для полу-
чения требуемого угла
снятия затылка и к нему
прикрепляется упор для
зубьев. Для этого ось
обрабатываемого пред-
вертки ставится выше упора, прп дисковом,
фиг. 615. Заточка развертки на универсально-заточном. Мета И ВСрХПЯЯ грань
станке. упора с помощью про-
стого индикатора .уста-
навливаются на одинаковой высоте с осью шпинделя шлифовального станка. Стол
остается в этом положении, а упор на соответствующую величину II опускается.
Во время заточки развертка легко прижимается к упору. Движение стола про-
изводится с помощью рычага. Окружная скорость камня берется в 25—30 м/сек,
подача ручная, скорость не более 3.0—3,5 м/мин.
При заточке пера у развертки получается небольшая фаска, о значении которой
было уже сказано прп рассмотрении конструкции развертки.
После заточки цилиндрической части затачивается передняя заборная часть,
у которой зубцы делаются без фасок и затачиваются до остроты. При заточке кони-
ческой части нужно обращать особенное внимание на то, чтобы все зубцы развертки
были одинаково и равномерно заточены. Как показали опыты, хорошая заточка
уменьшает расход энергии па вращение на 65%, а давление подачи па 75%.
Большая часть поломок разверток происходит от неправильной заточки, которая
вызывает неравномерную пагрузку зубцов.
Для получения гладкой поверхности в отверстии переход от кони-
ческой части к цилиндрической необходимо осторожно зачистить с помощью
арканзаса.
Технологический процесс изготовления цельных разверток 53В
Таблица 137
вагин г~* 7,92 8,53 9,14 9,75 10,36 10,97 11,58 12,19 13,71 15,23 16,76 18,28
из СО « И tc го о сто 6,79 СМ со ь^* 7,84 со со со 8,88 9,41 9,93 10,45 11,76 13,07 СО' ми* 15,68
ри угле ( ЗГО 5,67 6,10 6,54 6,98 7,41 ю оо 8,28 8,72 9,81 О о* 11,98 13,07
и Ч го го а S# 4,54 4,89 см ХО 5,58 5,93 6,28 6,63 6,98 7,85 8,72 9,59 110,46
я го а со 3,40 3,66 3,92 4,18 4,45 4,71 4,97 ! 5,23 5,89 6,54 7,20 7,85
Ci ЗЕ в ММ 130 140 150 160 170 180 190 200 225 250 275 300
тылка о мн см* 3,05 3,35 99‘е 3,96 4,27 4,57 ОО со 5,18 5,49 5,79 6,10 6,70 7,31
ГО ео И S К и QS 2,35 2,61 2,87 3,14 5 СО 3,66 3,92 4,18 4,44 О тН 4,96 5,23 5,75 6,27
риугле с « 1,96 2,18 2,40 1 2,62 со оо см* 3,05 3,27 3,49 j 3,71 3,92 4,14 4,36 4,80 5,23
а ч го го а О '•* 1,57 1,75 СМ о 2,09 2,27 2,44 2,62 2,79 2,97 3,14 3,32 3,49 3,84 4,19
Я ГО ГО со СО 1,31 1 1,44 , 1,57 О 1,83 1,96 2,09 2,22 2,35 2,48 2,62 I 2,88 МН i—< СО
Ci S3 ГО а ММ 45 50 хо 09 хО СО О t- хП L— 80 хО ОО 06 хП О 100 110 о СМ
пылка о 0,37 С? о 0,61 0,73 0,85 0,98 О 1,22 1,34 1,52 1,71 ' 1,83 2,13 2,44
го го го а го го £э 0,31 0,42 0,52 0,63 0,73 МН оо о 0,94 1,05 1,15 1,31 1,46 1,57 СО СО 2,09
рпугле с о 0,26 0,35 МН о 0,52 0,61 0,70 0,78 18‘0 0,96 1,09 1,22 1,31 1,53 1,74
а Ч го го го Sr 0,21 00 см o' 0,35 СМ o' 0,49 0,56 0,63 0,70 о* 0,87 0,98 1,05 1,22 1,40
а го го о СО ср о 0,21 0,26 0,31 СО О СМ о* L" М< О 0,52 0,58 0,65 0,73 со о 1 0,92 1,05
Ci X го и WW со СО О т—1 12 MJ СО 00 V1 20 СМ см 25 OQ СМ 30 хО СО 40
536
Рапвертки
Доводка разверток
При рассмотрении допусков на развертки было установлено, что точность
их по диаметру должна быть выдержана в узких пределах, что пе всегда можно
получить на круглошлифовальном станке.
С другой стороны, вследствие относительно крупной величины зерен шлифо-
вального круга, а также до известной степени и вибраций станка, поверхность
зуба получается недостаточно гладкой. На фиг. 516 представлены два вида поверх-
ности зуба развертки в 125-кратном увеличении, из которых видно, насколько
пилообразную форму дает шлифовальный станок и какая ровная и гладкая поверх-
ность получается при доводке.
Ясно, что развертки с доведенными зубцами дают более чистое отверстие,
так как поверхность зубцов равномерно и по всей длине забирает материал, в то
Фиг. 616. Вид поверхности зуба развертки после шлифовки и доводки.
время как у шлифовальных разверток более выступающие пилообразные зубчики
скорее проникают в металл, чем стоящие ниже, в результате чего получается неко-
торое заедание развертки и неровная работа.
Доводка нужна еще и потому, что фаска, которая оставляется при заточке раз-
вертки па цилиндрической части, не дает возможности хорошо производить кали-
бровку отверстия, так как она представляет собой часть окружности и, следова-
тельно, режущая кромка несколько закруглена. Доводка дает возможность не-
сколько заострить режущую кромку или даже снабдить фаску небольшим углом
снятия затылка, как рекомендуют делать некоторые заграничные фирмы.
Существует несколько способов доводки развертки. Еще до сих пор распро-
странен способ ручной доводки зубцов с помощью оселка, несмотря на то, что он
довольно часто оказывает для развертки больше вреда, чем пользы. Развертка
(фиг. 517) закрепляется своим хвостом в тиски, и рабочий при небольшом нажиме
производит заточку. При этом необходимо следить за тем, чтобы со всех зубцов был
снят одинаковый слой металла. Во избежание срабатывания оселка в одном месте
и получения выбоины, доводку надо производить не вдоль, а поперек зуба.
Технологнческ1^про1р>сс_изготовления цельных разверток 537
Более рациональным методом является доводка с помощью чугунного разжим-
ного кольца, которое легко можно регулировать по внутреннему диаметру. Раз-
вертка своим хвостом вставляется в шпиндель токарного станка или вращающейся
головки. При вращении кольцо, посаженное в специальный вороток, держится
в руках и легко прогоняется вправо и влево по развертке. Для ускорения доводки
кольцо смазывается смесью масла и тонкого наждачного порошка. Этот способ тем
хорош, что обладает значительной производительностью и легко обеспечивает
получение правильной цилиндрической формы развертки.
Фирма Линднер выпускает на рынок специальные приспособления для доводки
разверток. Одно из них представлено на фиг. 518. Оно состоит из основания с
установленными на нем двумя бабками, между центрами которых вставляется раз-
вертка. Брусок из арканзаса вставлен в
зажим, который может перемещаться взад
и вперед по направляющим вдоль раз-
вертки. Направляющие устанавливаются
Фиг. 518. Доводка па приспособлении
Фиг. 517. Ручная доводка разперткп. Линднера.
несколько наклонно для того, чтобы при перемещении камня последний не работал
одним местом, а равномерно изнашивался по всей длине. Направляющие салазки
посажены на стойку и с помощью микрометрического винта могут быть установлены
на требуемой высоте. Приспособление так устроено, что оно позволяет получить
фаску со снятым в 1° затылком, как указано па фиг. 519. Такая форма фаски
значительно улучшает работу развертки. В процессе доводки зуб развертки упи-
рается в соответствующий упор. Приспособление пригодно для доводки не только
разверток с прямыми зубцами, но также и для разверток конических и с винтовыми
канавками. Приспособления фирма выпускает двух типов: одно для разверток
от 5 до 50 лл, другое для разверток от 50 до 100 лл.
Сравнительно недавно фирма Л. Леве выпустила специальный станок для доводки
разверток, представленный на фиг. 520. Развертка зажимается между центрами
двух бабок. Верхняя плита может повертываться на требуемый угол, причем точная
установка ее для доводки зубцов па заборной части или на заднем конусе пронз-
chipmaker.ru
538
Развертки
водится с помощью плиток Иогапсона. Сзади станка сделана стойка, на которой
посажен мотор и доводочный круг. Последний может повертываться вокруг стойки.
Это необходимо потому, что шлифовальный круг работает под некоторым углом,
как указано на фиг. 521. Фирма рекомендует выбирать р доЗ°. Шлифовальный
Фиг. 519. Фаска со снятым затылком.
круг сделан из специального состава и отличается довольно хорошей стойкостью.
Правка его производится не ранее, чем после доводки 75 разверток. Алмаз для
правки вставляется в заднюю бабку. Перед доводкой круг должен быть смочен
маслом или керосином. Во время доводки зуб развертки упирается в специальный
Фиг. 520. Станок для доводки разверток Л. Леве.
упор, заканчивающийся пружинящим язычком (фиг. 522). Упор вставляется в одно
из четырех отверстий, сделанных в головке подшипника для шлифовального
камня. Язычок точно устанавливается на требуемой высоте, которая зависит от
угла снятия затылка. Благодаря срезу на клине, язычок при поворачивании
микрометрического винта поднимается или опускается. Небольшая пружина
прижимает клин к срезу у язычка. Упор смонтирован таким образом, что если
Технологический процесс изготовления цельных разверток
539
риска, сделанная на язычке, совладает с торцом упора, то язычск стоит тогда на
оси развертки. Каждый штрих на гайке микрометрического винта соответствует
перемещению язычка на 0,01 мм. После
установки язычок закрепляется в требуемом
положении с помощью бокового вийта.
Язычки делаются сменными в зависимости
от рода развертки. Формы их приведены на
фиг. 523. Толщина их от 0,75 до 1,5 мм.
Выбор правильной формы язычка иг-
рает большую роль, в особенности для
разверток малых диаметров. Так как ка-
навки у таких разверток очень узкие, то
при ТОЛСТОМ язычке происходит соприка- Фиг. 621. Установка кампя при до-
сание его с другим нижележащим зубом водке разверток.
(фиг. 524.Л). В результате этого полу-
чается некоторое защемление, и салазки начинают перемещаться с трудом,
что лишает возможности из-за отсутствия свободы движения салазок определить,
Фиг. 522. Установка развертки при доводке.
Фиг. 523. Форма язычков.
правильно ли работает шлифовальный камень. Поэтому чем уже канавки, тем
тоньше должен быть выбран язычок, но при этом не следует забывать, что чем
chipmaker.ru
640
Развертки
эластичней язычок, тем с большей осторожностью нужно производить доводку
зубцов.
Точно так же нельзя достигнуть правильной доводки, если язычок упирается
Сиг. 524. Установка язычка.
не на режущую грань, а на кривую поверхность, полученную от радиуса закругле-
ния фрезера "(фиг. 524, Б). От этого уменьшается высота установки II. При этих
условиях может даже случиться, что зуб получит не положительный, а отрицатель-
Фиг. 525. Величина фаски при доводке.
ный угол снятия затылка.
Необходимо также обращать внима-
ние и на величину ширины фаски, ко-
торую желают получить после доводки.
Она должна быть не больше двойной
высоты II. Слишком широкая фаска об-
разует на окружности А хорду (фиг. 525),
острый угол которсй (па спинке зуба)
при развертывании может оказать дав-
ление и отверстие будет не круглым, а
несколько граненым. Поэтому большой
припуск, оставленный после круглой
шлифовки на доводку, а также недоста-
точный угол снятия затылка по фаске
может вызвать эту ошибку.
Фирма Леве рекомендует делать на
фаске снятие затылка в пределах о'г
0,5 до 1° для мягких материалов и
до 3° для твердых. Величина Н определяется по обычной формуле
17 D
Н = -g- • 81П «,
где D — диаметр развертки, а — угол снятия затылка по фаске.
Материалы и ?пермичрская обработка 5^1
IV. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ЦЕЛЬНЫЕ РАЗВЕРТКИ
Основные данные, которые должны быть предъявлены к ручной развертке при
окончательной приемке, сводятся к следующему:
1. Ручная цилиндрическая развертка предназначается для получения вруч-
ную правильного цилиндрического отверстия, причем снимаемый ею слой должен
быть незначительным.
2. Развертки, сдаваемые заводом-поставщиком, должны соответствовать рабо-
чим чертежам, утвержденным заказчиком. Рабочие чертежи должны быть соста-
влены на основании разработанных и утвержденных общесоюзных стандартов
на габаритные размеры разверток.
3. Развертки должны удовлетворять всем допускам на готовые изделия, кото-
рые указаны в рабочих чертежах или оговорены при сдаче заказа на поставку
разверток.
1. МАТЕРИАЛЫ И ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
4. Ручные развертки должны быть изготовлены из высококачественной (тигель-
ной или электростали) углеродистой стали с содержанием углерода 1,10—1,25%
(марка У-12А по ОСТ). Химический состав стали в отношении полезных и вред-
ных примесей, а также ее механические свойства, должны удовлетворять техни-
ческим условиям на приемку стали (ОСТ 4956).
5. Развертки должны быть правильно закалены и отпущены. При проверке на
твердость они должны давать показания по Роквеллу 62—63 (шкала С) па режу-
щей кромке.
6. При металлографическом исследовании закаленной части развертки из
углеродистой стали микроструктура должна показывать мелкозернистый или
мелкоигольчатый мартенсит, распределенный равномерно по всей поверхности
без следов цементитовой сетки.
7 В изломе закаленная часть развертки должна показывать мелкозернистую
и однородную по всей поверхности структуру без трещин, пленок, шлаковых
включений, волосности и других дефектов.
8. Сердцевина развертки должна по возможности оставаться мягкой, в осо-
бенности у средних и крупных размеров.
9. Хвост развертки не должен быть закален.
10. Квадрат должен быть немного закален. Твердость его по Роквеллу 35—50
(шкала С).
И. Проба на твердость с помощью напильника производится только рабочей
части развертки, причем она должна производиться в таких местах, чтобы не
повредить остроты режущих кромок развертки. При пробе личной нанилышк не
должен совершенно брать.
2. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
12. Наружная поверхность развертки должна быть тщательно обработана
с точным соблюдением всех размеров рабочего чертежа и установленных допусков.
13. Диаметр цилиндрической части должен удовлетворять установленному
допуску. По направлению к хвосту диаметр развертки должен уменьшаться (зад-
ний конус). Принимается по микрометру или калиберному кольцу.
chipmaker.ru
642 Развертки
14. Режущие кромки по всей длине должны быть острыми без всяких завалов,
заусенцев, задирин, черповин и ржавчины. Заточенные части должны иметь бле-
стящий вид хорошо шлифованной поверхности. Ни в коем случае не допустима
приемка разверток с зубцами, которые были отожжены от сильного нажима кампя
при заточке (имеют цвета побежалости).
15. Фаски на цилиндрической части должны быть у всех перьев одинаковой
ширины. Точно так же одинаковым и соответствующей величины должен быть
и угол снятия затылка у всех зубцов. Развертки, у которых нет фаски на одном пли
нескольких зубцах, подлежат браковке.
16. Развертки должны иметь одинаковую ширину режущих перьев и неравно-
мерное распределение канавок по окружности.
17. Зубцы должны иметь правильную форму. Вершины их должны быть рас-
положены па цилиндрической поверхности, ось которой должна совпадать с осью
развертки. Отклонение допускается в пределах не выше х/2 допуска на диаметр
развертки.
18. Канавки развертки должны быть снабжены требуемым радиусом закруг-
ления.
19. Канавки должны быть чисто отшлифованы или отполированы без задирин,
черновин и ржавчин. В случае,если канавки не шлифуются, поверхность их должна
быть хорошо очищена с помощью пескоструйного аппарата и оксидирована.
20. Заход рабочего фрезера в хвостовую часть развертки должен быть нор-
мальным.
21. Хвост развертки должен быть чисто отшлифован без черновин и ржавчины.
22. Квадрат должен иметь фаски; стороны его должны быть расположены на
равном расстоянии от оси развертки.
23. Развертка должна быть снабжена правильными центровальными отвер-
стиями, которые не должны быть разработаны или сточены.
3. МАРКИРОВКА И ИСПЫТАНИЕ В РАБОТЕ
24. Каждая развертка должна иметь марку завода-производителя, размер
и условное обозначение материала. Клеймение должно быть четкое и ясное.
25. Для испытания в работе с целью проверки режущих свойств развертки
отбираются в количестве 2% от всей партии, предъявленной к приемке.
26. Испытание в работе заключается в развертывании вручную отверстия.
Диаметр предварительно обработанного отверстия должен быть выбран в соответ-
ствии с тем слоем, который сможет снять ручная развертка. Отверстия под раз-
вертку для грубых пригоночных работ берутся по ОСТ 448. Длина отверстия дол-
жна быть не больше трех диаметров развертки. Испытание должно производиться
при нормальной смазке.
27. В качестве материала берется нормально отожженная углеродистая сталь
с содержанием углерода 0,4—0,5%. Поверхность полосы может быть и не обра-
ботана.
28. Развертка должна пройти не менее 10 отверстий, причем поверхность
развернутого отверстия должна быть совершенно чистой, гладкой, без задирип
и рисок.
29. Размер отверстия проверяется по предельным калибрам. Диаметр его
нс должен выходить из пределов допусков на отверстия по II или III классу точ-
ности в зависимости от требований.
Маркировка и испытание в работе 513
30. После испытания в работе на режущих гранях развертки не должно быть
обнаружено ни притупления, ни выкрашивания, ни каких-либо других поврежде-
ний. Развертка не должна потерять своего размера по диаметру.
31. Квадрат развертки при испытании в работе не должен свертываться или
деформироваться.
Примечание. Для остальных типов цельных разверток технические условия
мало чем отличаются от нриведе.шых. Исключение составляет испытание в работе,
которое для машинных разверток производится на станке. Режим выбирается обычный,
принятый для работы с этими развертками.
V. УСЛОВИЯ РАБОТЫ РАЗВЕРТКИ
Правильная работа развертки, точность и чистота обрабатываемого отверстия
зависят не только от конструкции инструмента и качества его изготовления, но
в пе мсныпей степени и от других факторов, из которых основными являются
следующие:
припуск под развертку,
способ закрепления развертки и состояние станка,
режим обработки,
род охлаждения,
уход за развертками.
Развертка является весьма деликатным инструментом, и его долговечность
очень незначительна. Вот почему надо обращать особенное внимание на правиль-
ную эксплоатацию этого инструмента.
1. ПРИПУСК ПОД РАЗВЕРТКУ
Точность, стойкость и продолжительность работы развертки в сильной степени
зависят от того слоя металла, который приходится ей снимать. Чем меньший
слой снимает развертка, тем дольше сохраняется острота режущих кромок. Вот
почему предварительная обработка отверстия под развертку играет большую
роль.
Однако несмотря на важность и актуальность данного вопроса, до сих пор нет
типового стандартного технологического процесса па отверстия. Почти па каждом
заводе можно встретить такие примеры, когда одинаковое отверстие в одном случае
обрабатывается одним набором инструмента, а в другом — совершенно иным,
в то время как все условия позволяют применять только одип и тот же технологи-
ческий процесс.
Выбор набора инструментов для обработки отверстий зависит в первую оче-
редь от класса точности и диаметра развертки.
Для отверстий II класса точности типовая схема может быть принята в таком
виде (табл. 138).
Вследствие дороговизны разверток некото^ю заводы отказываются от исполь-
зования второй (черновой) развертки и заменяют ее зенкером или чаще всего чисто-
вым расточным резцом. Однако такой метод не всегда дает хорошие результаты
при работе на станке, и окончательный размер все равно приходится калибровать
вручную с помощью проверочной ручной развертки Далее, если не пользоваться
предварительной разверткой, то окончательная быстро теряет свой размер из-за
chipmaker.ru
Развертки
необходимости съема большего слоя металла, а также и вследствие недостаточно
чистой предварительно обработанной поверхности отверстия. Однако II и III ва-
риант обладают тем большим преимуществом, что допускают выравнивание оси
отверстия в случае, если оно было просверлено неправильно.
Таблица 138
Для отверстий диаметром до 18 мм (фиг. 526, А)
1 вариант 11 вариант
Сверло Черновая развертка Чистовая развертка Сверло Зенкер Развертка
Для отверстий с диаметром свыше 18 мм (фиг. 526,13)
I вариант 11 вариант 111 вариант Дли диаи. свыше 80 лл
Сверло Зенкер Черновая развертка Чистовая развертка Сверло Расточный резец Чнстовой расточный резец Развертка Сверло Расточный резец Чистовой расточный резец Черновая развертка Окончательная раз- вертка
Расточный резец предпочтительнее употреблять вместо зенкера, так как первый
обходится всегда дешевле, чем второй.
Некоторые заводы для отверстий II класса точности употребляют только сверло
и развертку. Такое упрощение процесса вряд ли себя может оправдывать. Сверло
никогда не дает чистого отверстия, особенно в вязком материале, и оставляет глу-
бокие риски, которых одна развертка не в состоянии вывести при нормально до-
пустимой величине снимаемого слоя. При большом же слое долговечность раз-
вертки сильно уменьшается.
Для отверстий III класса точности типовая схема может быть представлена
в таком виде (табл. 139).
Таблица 139
Для отверстий с диаметром до 18 .ил
I вариант II вариант
Сверло Развертка Сверло Чистовой расточный резец
Припуск под развертку
545
Для отверстий с диаметром свыше 18 мм
I вариант II вариант III вариант Для дпам. свыше 80 лм
Сверло Зенкер Развертка Сверло Расточный резец Развертка Сверло Расточный резец Чистовой расточной резец
Выбор того или иного метода обработки отверстий зависит не только от класса
точности и диаметра, но тагже и других факторов:
1) рода отверстия (сверленое, литое, штампованное),
2) его длины; при коротких и больших отверстиях (свыше 120 лл) более удобно
применять расточный резец, так как развертка сильно провисает от собственного
веса; в таких случаях нередко и чистовая развертка заменяется двусторонним
регулируемым резцом;
3) наличия двух и более отверстий (системы отверстий), которые расположены
на одной оси и подлежат обработке с помощью одной борштанги.
Независимо от выбора технологического процесса припуски для окончатель-
ной развертки и предшествующих инструментов должны быть установлены соот-
ветствующих величин.
В табл. 140 приводятся данные, которыми молено пользоваться на практике.
Таблица UO
Диаметр отверстия В ЛЛ От до 1—1,3 Свыше 1,5—3 Свыше 3—6 Свыше 6—10 Свыше 10—18 Свыше 18—30 Свыше 30—50 Свыше 50—80 Свыше 80—100
Припуск для зен- кера или расточи, резца (но диаме- тру) Для от версти В II кл 0,80 асса т< 1,00 эчноств 1,20 1X0 2,00
Припуск для чер- новой развертки или чист, растичн. резца 0,10 0,10 0,15 0,15 0,20 0,25 0,30 0,40 0,50
Припуск для чисто- вой развертки . . 0,05 0,05 0,03 0,08 0,10 0,12 0,15 0,20 0,25
Припуск для зен- кера или расточи, резца |,ЛЯ ОТЕ ерстий III кл 0,80 асса т< 1,00 )ЧН0СТИ 1,20 1,50 2,ОС»
Припуск для раз- вертки или чисто- вого расточного резца 0,10 0,10 0,15 0,15 0,20 0,20 0,25 0,25 0,30
•/435 Семенченко
chipmaker.ru
546
Раяверткг^
Фиг. 526. Схемы обработки отверстий.
Фиг. 527. Обработка отверстия диаметром
125 мм.
Следует иметь в виду, что для
расточного резца указан припуск
только для окончательной расточки.
Для ориентировки в выборе при-
пусков приведем два примера из
практики Ленинградского станкост-
роительного завода им. Свердлова.
1. Требуется обработать на расто-
чном ставке литое отверстие диамет-
ром 125 мм.
Отверстие 115 мм обрабатывается
с помощью обдирочного резца на
размер 120 мм, затем следуют два ра-
сточных чистовых резца: один раста-
чивает до 124 мм, другой — до 124,80
мл. После этого производится раз-
вертывание до размера 125 мм, при-
чем рабочий старается не доводить до
полного размера при машинном раз-
вертывании и придает окончатель-
ный размер отверстию с помощью
ручной развертки. Схема обработки
представлена на фиг 527.
2. Требуется обработать отвер-
стие в 50 мм, входящее в систему
нескольких отверстий.
Сначала но кондуктору произво-
дится сверление сверлом в 35 мм
диаметром. Далее с помощью однокон-
цевой оправки с резцом отверстие ра-
стачивается до 45 лл; затем приме-
няется борштанга с двумя расточ-
ными резцами: предварительнымдля
49 мм и чистовым —до 49,8 мм.
После расточки отверстие разверты-
вается до 50 мм диаметром. И в этом
случае также применяется еще и руч-
ная развертка. Схема этой обработки
дана на фиг. 528.
В качестве примера рассмотрим
еще обработку отверстия в 22 мл для
цилиндрического фрезера. Схема ее
приведена на фиг. 529. При назна-
чении припусков всегда надо исхо-
дить из окончательного размера от-
верстия и его допуска. Отверстие
фрезера должно быть шлифовано
после термической обработки, окон-
Припуск под развертку
547
чательные размеры его после шлифовки должны быть в пределах 22,000—
22,023 лл. Размеры, получаемые от каждой обработки, приведены в табл. 141.
Фиг. 528. Обработка отверстия диаметром 22 мм.
Таблица 141
При определении припусков на отдельные операции всегда надо исходить из
окончательного размера, т. е. иттп от последней операции (сборки или шлифовки)
к первой (сверлению и т. п.).
2. ЗАКРЕПЛЕНИЕ РАЗВЕРТОК
При работе па станке рекомендуется пользоваться качающимися оправками
для разверток. Влияние их па правильное получение отверстия было уже подробно
выявлено при рассмотрении конструкций разверток.
Нужно следить за тем, чтобы станок был в надлежащем состоянии. Ни в коем
случае не допустимо биение шпинделя или разработка направляющих для револь-
верной головки свыше нормально допустимой величины.
chipmaker.ru
Развертки
548
Развертка должна входить в отверстие по возможности при помощи самохода,
так как у нее всегда одновременно работают все зубцы и при неравномерной или
слишком большой подаче они легко заедают и ломаются. Машинная подача гаран-
тирует получение чистового отверстия и устраняет выкрашивание зубцов.
При ручном развертывании нужно стремиться к равномерной и осторожной
подаче без всяких толчков, иначе развертка будет оставлять после себя риски
в отверстии. При работе ни в коем случае не допустимо обратное вращение ручной
развертки, так как это может повести к поломке зубцов и повреждению обрабаты-
ваемой поверхности.
Насадные развертки с коническим отверстием не рекомендуется насаживать
на оправку без задней отжимной гайки. Дело в том, что развертка в процессе ра-
боты нагревается, вследстие чего отверстие расширяется и перемещается по оправке
к хвосту. После окончания работы и охлаждения развертка запрессовывается
к оправке и удаление ее сопряжено с большими затруднениями.
Фиг. 630. Насаживание насадной развертки па оправку.
Для снятия развертки употребляют зубило, с помощью которого постепенно
перемещают обратно насадную развертку. Однако этот метод требует довольно
много времени и приводит к повреждению развертки и оправки. В том же случае,
если применяется переставное кольцо с отжимной гайкой (фиг. 530), то при работе
развертка оказывается уже не в состоянии перемещаться по оправке и таким
образом исключается ее запрессовка. Снятие развертки с оправки производится
довольно легко при вращении отжимной гайки.
3. РЕЖИМ РАБОТЫ
Скорость резания при развертывании выбирается значительно меньшей вели-
чины, чем при сверлении. Объясняется это тем, что, во-первых, развертка гораздо
глубже проникает в отверстие, во-вторых, она имеет значительно большее коли-
чество режущих зубцов, находящихся в соприкосновении с обрабатываемой поверх-
ностью. Развертка обладает слишком топкими режущими кромками, которые
при применении высоких скоростей резания подвергаются быстрому износу. Так,
для стали в зависимости от ее твердости употребляют скорость резания в преде-
лах 6—15 м/мин.
Подача при развертывании берется больше, чем при сверлении, так как раз-
вертка снимает незначительный слой металла и сопротивление резанию распреде-
ляется на большое количество зубцов (в пределах 0,3—2,0 мм в зависимости
от диаметра развертки и рода обрабатываемого материала).
4. ОХЛАЖДЕНИЕ
Вопрос о чистоте отверстия и производительности развертки тесно связан
с охлаждением. Сам по себе процесс работы развертки, которая не режет, а скоблит
Режим работы
549
материал и стружки, остающиеся во время дальнейшей работы в канавках ведет
к нагреванию как поверхности отверстия, так и развертки. Нагревание’ ведет
к преждевременному притуплению режущих кромок, вследствие чего получается
нечистота и разбивка отверстия. Вот почему на охлаждение нужно обращать серьез-
ное внимание. Хорошие результаты дает смесь сурепного масла и скипидара
рекомендуется также применять и животный жир (lard oil). Немцы употребляют
для стали и ковкого чугуна обильную смазку из сверлильной эмульсии или жид-
кого сурепного масла. Развертывание отверстий в бронзе, меди и чугуне часто
производится всухую. Однако рекомендуется и здесь пользоваться смазкой,
которая и для этих материалов не только не вредит, а напротив, способствует
получению чистого и гладкого отверстия и уменьшает величину разработки. Для
алюминия следует употреблять керосин или скипидар.
О влиянии рода охлаждающей жидкости на величину разбивки было уже
подробно сказано при рассмотрении допусков на развертки.
б. УХОД ЗЛ РАЗВЕРТКАМИ
Зубцы развертки должны быть всегда ост{ыми. без трещин и зазубрин, так
как иначе отверстие получится нечистым. Поэтому, перед тем как пускать развертку
в работу, необходимо ее внимательно осмотреть и проверить остроту режущих
кромок. Во избежание повреждения развертки должны быть тщательно ограждены
от ударов. Поэтому необходимо каждому заводу обеспечить правильное хранение
этого дорогого инструмента. Ни в коем случае не допустимо хранение разверток
в навалку, а лучше применять для них картонные или деревянные футляры или
же, наконец, доску с сверлеными отверстиями.
Развертку почаще надо проверять на правильность вращения (биение). Для
этой цели удобно применять приспособление с двумя стоиками для центров, между
которыми вставляется развертка. Проверка производится по индикатору. Следует
иметь в виду, что при несовпадении осей рабочей части и хвоста отверстие полу-
чается со значительной разбивкой.
Развертка с цельными зубцами после некоторой, часто весьма непродолжи-
тельной, работы теряет свой размер, который в большинстве случаев восстановить
уже невозможно. Обычно такая развертка идет па перешлпфовку и затем употре-
бляется в качестве черновой или чистовой, но для меньшего диаметра.
Развертки со вставными ножами после износа могут быть переставлены на
необходимый размер. Для этой цели производится открепление зажимных гаек
и винтов и освобождение ножей. После этого ножи с помощью деревянного или
медного молотка равномерно подаются вперед или назад в зависимости от напра-
вления наклона канавки, корпуса и ножей. Надо стараться, чтобы нолей выдвига-
лись по возможности на одинаковую величину, так как иначе приходится много
шлифовать для выравнивания удаления ножей от центра развертки.
Затем ножи закрепляются и производится шлифовка развертки по диаметру
и ее заточка. Торцы ножей также должны выступать на одинаковую величину.
Для выравнивания их необходима шлифовка по торцу развертки. В том случае,
если после износа ножей перестановка их оказывается уже невозможной, то для
дальнейшего использования необходимо под ножи подкладывать тонкие полоски
из бумаги или листового железа. Когда же и это окажется уже невозможным,
ножи должны быть сменены на новые.
chipmaker.ru
Развертки
550
Таолица 14%
Карта обработка М Годовая про- грамма 8120 Род материала Углерод, сталь
Наян, издел. Ручная развертка с прямыми канав- ками диам. 80 жж Партин 180 Размер заготов. диам. 25X310 жж
Переход Род обработки Твп оборудования Приспосо- бление Режущий ин- струмент Мерительный инегрумент
Я Операция Наииенованне Фирна Мод.
1 Отрезка Отрезн. Ган и Кольб — 2 рез. Линейк.
8 Сточка концов Точило Зав. Ильич — — — —
3 а б Центровка 8-х ст. 2-х пшинд. центр. По типу А. Шютте Сверло Зенкер
4 Обдирка раб. части Токари. Краев. Пролет. 2-х супор. 2 Обд. резца Пред, скоба
3 Обдирка хвост, части В » » • в
6 Проточка шейки в 9 » Резец в
7 Проточка «аски • Поводок В —
8 Шлифовка раб. части Кр. шлиф. Луганск, зав. — Шлиф. камень Пред, скоба
9 Шлифовки хвост. части » в в В
10 Фрезеровка квадрата (по 2 шт.) Спец. Фр. Вуттнг Наб. вз 4 фрез.
11 Фреаер. 10 кан. (3 шт. одноврем.) Фр. гориз. Горьк. зав. 3-х цен. делит, головка 3 углов. Фрез.
18 Термообработка
13 Полир, центров Пальц. камень Ш 1пф. камень
14 Шлифовки хвост, части Кр. ШЛИФ. Луганск, вав. Пред, скоба
15 Заточ. иод зубом Заточной Зав. Ильича в
16 Шлиф. раб. части Кр. шлпф. Луганск, зав. в Колиб. кольцо
17 Шлиф. вади, конуса а в в
18 Шлпф. пер. конуса в в в
19 Заточка зубцов Заточной Зав. Ильича в
80 81 Заточка заб. част. Клеймение В Маркпров. В По типу Л. Шю те — в Кругл, клеимо
Уход за развертками
551
chipmaker.ru
Chipmaker.ru
ЛИТЕРАТУРА
А. Книги и статьи на русском языке
Дипнебир, Развертывание и зенкование, 1926.
О - в о Герм, ин ж., Режущий инструмент, изд. Орга-Металл, 1927.
Тоже, Взаимозаменяемость и практика ее применения, Статья Рейндля, 1927.
Производственный справочник «II ii 11 е», т. III, 1927.
Шлезингер, Г., Нормальный и специальный инструмент для обработки отвер-
стий, 1933.
О р г а - С п р а в о ч и и к, т. II, Инструментальное дело, 1926.
Четвериков, С. С., Инструментальное дело, 1931 и 1936.
Соколовский, А. П., Технология машиностроения, т. II, 1933.
Шевченко, И. А., Конструкция режущего инструмента, 1933.
Главста нкоипструмент, Проект допусков на развертки, 1933—1934.
Жуков, Н. И. и Алпатов, II. А., Допуски отверстии по ОСТ и развертки
«Станки и инструмент», Л» 7, 1932.
Зимин, В. И. и Г о р о д е ц к и й, И. Е., Допуски разверток, «Стапки и ппстру-
мепт», № 7,1932.
Яровивский, Я., Систему допусков па развертки по промстапд. 2587—2591
необходимо дополнить и переработать, «Станки и инструмент», А? 8,1931.
Ж у к о в, Н. П. и А л п а т о в, П. Н., О спиральных сверлах под развертку, «Станки
и инструмент», 1931.
Система допусков для максимального использования разверток (перев. е
англ.), «Станки и инструмент», № 8, 1931.
Ваксман, Нормализация зенковок, «Предприятие», № 7, 1929.
Малов, Как подсчитать глубину зубьев при нарезании па фрезерах и развертках,
«Предприятие», № 8, 1929.
Махровский, Допуски для конусов, 1933.
Феста. Режущие инструменты, 1930.
Б. Книги и статьи па иностраппых языках
Abziehen der Schneide an Reibahlen. Werkzeugmaschine, 1933, № 7.
В a c h h о 1 z. Maschinelles Wetzen von Keibahlen. Locwe-Notizen, 1932, № 10—12
и Werkstattstechnik, 1932, 15/XII.
U1 m. Neuartige nachstellbare Maschinereibahlen. Maschinenbau, 1930, № 8.
Duxbury. Combined Boring and Reaming Tool. Am. Mach. Lond., 1928, № 13.
S t о e w e r. Arbeitsbedingungen und Zweckmassige Ausbildung von Nietlochreibahlen
Stock-Zeitschrift, 1928, № 1 n 2.
C a r e of Reamers and Counterbores. Machinery Lond., 1929, № 89 (Nowember).
Литература
553
Burr. Schneidenwinkel an Drehstahlen, Frasern, Reibahlen. ’Werkstattstechnik 1928
№ 7.
Dressier. Bohren, Senken, Reiben. Loewe-Notizen, 1928 — VIII.
Se i de raa nn. Die Entwicklung der Senkwerkzeuge und ihre Anwendung. Machi-
nery, 1928, № 16.
Konstruktion von pendelnden Reibahlen Werkstattstechnik,1928, № 24.
D a r b e c k. Hochleistungsreibahlen. Werkzengmaschine, 1929, № 15.
Buettner. Reaming a Curved Hole. Am. Mach. Lond., 1929, v. 71, № 2, VIII.
Zapfensenker. Maschinenbau, 1930, № 6.
F. Jones. Cylinder Boring, Reaming and Grinding, N. Y., 1921.
Deutscher Werkmeiste r-Kalender-Schheidwerkzeuge and Vorrichtungsbau,
p. 269—294.
M a c h i n e r y’s Handbook
American Machinist’s Handbook.
Dressier. Wetzen kleiner Reibahlen. Loewe-Notizen, 1933, VII—IX.
Oberg. Handbook of small tools, N. Y.
D e - L e e u w. Metall Cuttig Tools, N. Y.
Dowd and Curtis. Tool Engineering, N. Y.
Jones. Modern Toolmaking Methods, N. Y.
New Expension Reamer. Machine Tool Record, 1930, № 2.
W a 11 i c h s. Ueber die Ilerstellung der Bohrungen im Maschinenbau nach dem Aus-
taschverfahren. Der Betrieb, 1922, № 4.
R e i n d 1. Feste Reibahlen fur Genaulocher. Der Betrieb, 1921, p. 461—467.
Haas. Designing Variaus Types of Reamers. Am. Mach., N. Y., 1913, 2/X
Manufacturing an Adjustable Reamer Am. Mach., N. Y., 1915, ll/II.
Davis. Reaming Tapered Holes. Am. Mach., N. Y., 1916, 7/XII.
Smart. Reamers for Machine and Hand Use Am. Mach., N. Y., 1914, 17/IX.
Holstead and Dane. Making Reamers and Hollow Mills with Blades Having
Excentric Relief. Am Mach., N. Y., 1914, 11/VI.
Doorakkers. Shell Reamers with Unequally Spaced Teeth. Am. Mach., N. Y.,
1915, 21/X.
AW F-Blatter fiir Arbeiter und Betriebsbeamte, Blatt 43.
Rice andRiggs. Power requered for driving reamers. Machinery N. Y., 1917,
v. 24, XII.
Schallbroch. Untersuchungen fiber das Senken und Reiben von Eisen, Kupfer
und Aluminium-Legierungen. (Diss. Aachen).
Wallichs und Schallbroch. Das Senken und Reiben von Bohrungen in
Eisen und Nichteisen Metallon. Werkstattstechnik, 1931, № 11.
W. Holmes. Tolerances for Maximum Reamer Service. Machinery, N. Y., 1931,
v. 37, № 5 (Januar).
W. H о 1 m e s. Practicale Hole Tolerances Am. Mach. Lond., 1931, vol. 74, № 9, 4/IV.
'Dowd. Tools, Chucks and Fixtures N. Y. — Floating Reamer Holders.
S a w i n. Tolerances and Tools. Am. Mach., 1931, v. 74, № 7, 21/IJI, p. 289.
0 v a i 11. Practical Hole Tolerances. Am. Mach., 1931, v. 74, № 8, 28/III, p. 317.
0 v a i 11. Tolerances and Tools Am. Mach., 1930, v. 72, 23, p. 903 и 956; Mac-
hinery N. Y., 1930, № 12.
Gai Hard. Practical Hole Tolerances. Am. Mach., 1931, v. 73, № 19, p. 727.
Smart. Reamers for machine and hand use. Am. Mach., v. 41, p. 494,1914, 17/IX.
chipmaker.ru
Л54 Литература
The Scboenert reamers and taps. Mach., N. Y., 1917, VII, v. 23,
p. 1029—30.
How small tools were made quickly. Iron Trade Review., 1918, v. 62,
p. 858—869.
Berk. Scheidwerkzeuge. Zeits. fur Praktische Metallbearbeitung, 1920, v. 53 и 64
(Serially).
Zylind er Bohrwerkzeuge und Reibahlen Zeits. f. Praktische Masch. Konstr. 1921,
v. 54, p. 12—16.
Le travail rational des metanx Mgers. Pratique des Industries M5caniques, 1928,
VII, v. II, p. 153—157.
Darling. Factors that increase reamer life Am. Mach., 1929, 7/VII, v. 71, p. 12,
Temp 1 i n. Machining aluminum. Am. Inst. Min. Engrs. Techn. Pub., № 31, p. 15;
1927; abstr. in Min. and Met., 1927, v. 8, p. 443.
Templin Tools and methods for machining aluminum Min. and Met., 1927, X,
p. 443.
Chiimaker.ru