К атегория:
Сверление металла
Сверление отверстий на сверлильном станке
Сверление по разметке. Перед началом работы на сверлильном станке подготовляют рабочее место. Инструмент должен быть установлен в шпинделе надежно и правильно, а изделие - неподвижно закреплено на столе станка. Нельзя допускать биения сверла, которое обычно происходит из-за неправильной его установки. Рукоятки (рычаги) управления скоростями станка переводят в положение, соответствующее выбранному режиму резания.
Приступая к сверлению, нужно пустить станок и подвести сверло к изделию плавно, без ударов: оно установится вершиной точно в накерненном углублении. Сверление по разметке выполняют в два приема: сначала производят пробное сверление, а затем окончательное. При пробном сверлении надсверливают при ручной подаче небольшое углубление размером около lU диаметра отверстия, потом сверло поднимают, удаляют стружку и проверяют совпадение засверленного углубления с центром размеченной окружности. Если такое совпадение есть, можно
продолжить сверление и довести его до конца. Если же надсверленное углубление отошло от центра, то его исправляют, для чего прорубают от центра в ту сторону углубления, куда нужно сместить сверло, две-три канавки. Сделав еще одно надсверливание и убедившись в его правильности, доводят сверление до конца.
При сверлении необходимо быть очень внимательным. Надо изредка выводить сверло из отверстия и освобождать его канавки от стружки. Вводить обратно сверло в отверстие нужно осторожно, так как его легко сломать. Если производится сверление сквозного отверстия, то в момент выхода из него сверла надо выключить автоматическую подачу и перейти на ручную, ослабив нажим на сверло.
При диаметрах свыше 30 мм отверстия сверлят в два приема: сначала сверлом меньшего диаметра, а затем сверлом в окончательный размер.
Если требуется повышенная чистота поверхности отверстия, то рассверливание производят зенкером или, для еще большей чистоты, развертками, иногда в несколько переходов.
Рассмотрим несколько примеров сверления отверстий на сверлильных станках.
Сверление в чугунном бруске сквозного отверстия диаметром 20 мм. При выполнении этой работы следует придерживаться такой последовательности действий:
1) получить заготовку и сверло;
2) подготовить рабочее место;
3) разметить брусок, нанеся на его широкую плоскость по диагоналям (с угла на угол) две риски, накернить центр отверстия; очертить циркулем контрольную окружность диаметром 20,5 мм и накернить ее;
4) поставить на стол сверлильного станка машинные тиски и зажать в них брусок, предварительно очистив стол станка, тиски и брусок от стружек;
5) определить наиболее производительный режим сверления;
6) настроить станок на выбранное число оборотов шпинделя и выбранную подачу;
7) установить сверло в шпинделе станка;
8) пустить станок в ход и проверить, не бьет ли сверло;
9) подвести сверло к намеченному кернером центру и засверлить пробное углубление, отвести сверло от бруска;
10) проверить совпадение надсверленного углубления с центром контрольной окружности; если обнаружится увод в сторону, устранить его;
11) исправив надсверленное углубление, окончательно просверлить отверстие;
12) остановить станок, снять брусок, вынуть из шпинделя сверло и очистить станок от стружек.
Рис. 1. Прорубание канавок при уводе надсверленного углубления в сторону
Рис. 2. Чертеж чугунного бруска
Рис. 3. Сверление отверстия в угольнике: а - с зажимом детали в тисках; б - с зажимом детали в приспособлении; 1 - сверло, 2 - угольник (обрабатываемая деталь), 3 - подкладка, 4 - тиски или приспособление, 5 - стол станка
Сверление в угольнике сквозных отверстий диаметром 8 мм. Материал - мягкая сталь.
Работу над каждым отверстием нужно выполнять так:
1) зажать угольник в тисках или в специальном приспособлении;
2) выбрать режим обработки;
3) настроить станок на выбранное число оборотов шпинделя и выбранную подачу;
4) вставить сверлильный патрон или переходные втулки в шпиндель станка;
5) закрепить сверло и проверить его на биение;
6) подвести сверло к намеченному углублению;
7) пустить станок;
8) засверлить пробное углубление и проверить его по контрольным окружностям; остановить станок и исправить увод углубления, если он имеется;
9) пустить станок, вновь засверлить небольшое углубление, проверить, устранен ли увод;
10) окончательно просверлить отверстие;
11) переставить угольник в тисках для сверления отверстия на другой его полке;
12) повторить операции, указанные в пп. 8-11;
13) остановить станок;
14) снять с тисков угольник, вынуть сверло, очистить станок.
Рис. 4. Сверление несквозного отверстия: а-чертеж детали; б -установка детали для сверления; 1 - приспособление, 2 - прижимная планка, 3 - призмы
Сверление в валике несквозного отверстия. Центр отверстия размечен.
Эту работу выполняют следующим образом:
1) приготовляют инструмент и приспособления;
2) устанавливают и закрепляют валик на столе станка;
3) определяют требуемое число оборотов шпинделя;
4) настраивают станок на установленное число оборотов шпинделя и на заданную глубину сверления;
5) закрепляют сверло в патроне и проверяют его на биение;
6) засверливают пробное углубление и проверяют его совпадение с контрольной риской;
7) окончательно просверливают отверстие;
8) останавливают станок, вынимают сверло и патрон, снимают со стола станка валик, очищают станок от стружек.
На рис. 5 показаны другие случаи сверления отверстий.
Сверление по кондуктору.
Рис. 5. Примеры сверления
Рис. 6. Сверление в приспособлениях: а и б - типы кондукторов
Кондуктор накладывают на ту часть поверхности изделия, где нужно просверлить отверстия. Крепят кондуктор на изделии боковыми винтами или прижимами различных конструкций.
Коробчатый кондуктор имеет форму коробки с откидной крышкой. Обрабатываемое изделие закладывают внутрь коробки и крепят крышкой. Для сверления сверло вводят в соответствующую направляющую втулку кондуктора и просверливают в изделии отверстие. Пользование кондуктором сокращает время на установку и выверку изделий; кроме того, отпадает надобность в разметке и пробном надсверливании.
Сверление глухих отверстий. Глухие отверстия свер. лят на требуемую глубину, пользуясь упорным приспособлением, имеющимся на сверлильном станке, или же (если такого приспособления нет) упорной втулкой, закрепленной на сверле. Глубину сверления отмечают на сверле мелом или карандашом. В случаях пользования упором станка сверло, закрепленное в шпинделе, опускают на изделие, а упорный стержень устанавливают и закрепляют на высоте, соответствующей глубине отверстия. Когда сверло опустится на установленную глубину, упорный стержень, дойдя до ограничителя, остановится. В результате этого при ручной подаче сверло не сможет продвинуться дальше в металл, а при автоматической подаче движение сверла прекратится.
Сверление неполных отверстий. Для получения неполных отверстий (полуотверстий) закрепляют в тисках по две детали так, чтобы поверхности их, на которых должны быть просверлены неполные отверстия, совпали. Размечают на линии стыка закрепленных деталей центры отверстий и производят сверление обычным способом.
Рис. 7. Сверление несквозных от< верстий по втулочному упору на сверле: 1 - быстродействующее зажимное приспособление, 2 - изделие, 3 - упорная втулка
Сверление «пакетом». При сверлении тонких деталей для ускорения работы обычно собирают несколько штук деталей в «пакет», сжимают его струбцинами, зажимают в тисках и производят сверление собранных таким образом деталей одновременно.
Работа по сверлению отверстий в металле, в зависимости от вида отверстий и свойств металла, может выполняться разным инструментом и с использованием различных приёмов. О способах сверления, инструментарии, а также о технике безопасности при выполнении этих работ мы хотим вам рассказать.
Сверление отверстий в металле может понадобиться при ремонте инженерных систем, бытовой техники, автомобиля, создании конструкций из листовой и профильной стали, конструировании поделок из алюминия и меди, при изготовлении плат для радиоаппаратуры и во многих других случаях. Важно понимать, какой инструмент нужен для каждого вида работ, чтобы отверстия получились нужного диаметра и в строго намеченном месте, и какие меры безопасности помогут избежать травм.
Инструменты, приспособления, сверла
Основными инструментами для сверления являются ручные и электрические дрели, а также, при возможности, сверлильные станки. Рабочий орган этих механизмов — сверло — может иметь различную форму.
Различают сверла:
- спиральные (наиболее распространённые);
- винтовые;
- коронки;
- конусные;
- перовые и т. д.
Производство свёрл различной конструкции нормируется многочисленными ГОСТами. Свёрла до Ø 2 мм не имеют маркировку, до Ø 3 мм — на хвостовике указано сечение и марка стали, большие диаметры могут содержать дополнительную информацию. Для получения отверстия определённого диаметра нужно взять сверло на несколько десятых миллиметра меньше. Чем лучше заточено сверло, тем меньше разница между этими диаметрами.
Свёрла отличаются не только диаметром, но и длиной — производятся короткие, удлинённые и длинные. Важной информацией является и предельная твёрдость обрабатываемого металла. Хвостовик свёрл может быть цилиндрическим и коническим, что следует иметь в виду при подборе сверлильного патрона или переходной втулки.
1. Сверло с цилиндрическим хвостовиком. 2. Сверло с коническим хвостовиком. 3. Сверло с мечиком для резьбы. 4. Центровое сверло. 5. Сверло с двумя диаметрами. 6. Центровочное сверло. 7. Коническое сверло. 8. Коническое многоступенчатое сверло
Для некоторых работ и материалов требуется выполнение специальной заточки. Чем твёрже обрабатываемый металл, тем острее должна быть заточена кромка. Для тонколистового металла обычное спиральное сверло может не подойти, понадобится инструмент со специальной заточкой. Подробные рекомендации для различного типа свёрл и обрабатываемых металлов (толщина, твёрдость, тип отверстия) достаточно обширны, и в этой статье мы их рассматривать не будем.
Различные типы заточки сверла. 1. Для жёсткой стали. 2. Для нержавеющей стали. 3. Для меди и медных сплавов. 4. Для алюминия и алюминиевых сплавов. 5. Для чугуна. 6. Бакелит
1. Стандартная заточка. 2. Свободная заточка. 3. Разбавленная заточка. 4. Тяжёлая заточка. 5. Раздельная заточка
Для закрепления деталей перед сверлением используют тиски, упоры, кондукторы, уголки, прихваты с болтами и другие приспособления. Это не только требование безопасности, так на самом деле удобнее, и отверстия получаются более качественные.
Для снятия фасок и обработки поверхности канала пользуются зенковкой цилиндрической или конической формы, а для наметки точки под сверление и чтобы сверло «не соскочило» — молоток и кернер.
Совет! Лучшими свёрлами до сих пор считаются выпущенные в СССР — точное следование ГОСТ по геометрии и составу металла. Хороши и немецкие Ruko с титановым напылением, а также свёрла от Bosch — проверенное качество. Хорошие отзывы о продукции Haisser — мощные, как правило, большого диаметра. Достойно показали себя свёрла «Зубр», особенно серии «Кобальт».
Режимы сверления
Очень важно правильно закрепить и направить сверло, а также выбрать режим резания.
При выполнении отверстий в металле сверлением важными факторами являются количество оборотов сверла и усилие на подачу, прилагаемое к сверлу, направленное по его оси, обеспечивающее заглубление сверла при одном обороте (мм/об). При работе с различными металлами и свёрлами рекомендуются различные режимы резания, причём чем твёрже обрабатываемый металл и чем больше диаметр сверла, тем меньше рекомендуемая скорость резания. Показатель правильного режима — красивая, длинная стружка.
Воспользуйтесь таблицами, чтобы правильно выбрать режим и не затупить сверло преждевременно.
| Подача S 0 , мм/об | Диаметр сверла D, мм | |||||||||
| 2,5 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 146 | 20 | 25 | 32 | |
| Скорость резания v, м/мин | ||||||||||
| При сверлении стали | ||||||||||
| 0,06 | 17 | 22 | 26 | 30 | 33 | 42 | — | — | — | — |
| 0,10 | — | 17 | 20 | 23 | 26 | 28 | 32 | 38 | 40 | 44 |
| 0,15 | — | — | 18 | 20 | 22 | 24 | 27 | 30 | 33 | 35 |
| 0,20 | — | — | 15 | 17 | 18 | 20 | 23 | 25 | 27 | 30 |
| 0,30 | — | — | — | 14 | 16 | 17 | 19 | 21 | 23 | 25 |
| 0,40 | — | — | — | — | — | 14 | 16 | 18 | 19 | 21 |
| 0,60 | — | — | — | — | — | — | — | 14 | 15 | 11 |
| При сверлении чугуна | ||||||||||
| 0,06 | 18 | 22 | 25 | 27 | 29 | 30 | 32 | 33 | 34 | 35 |
| 0,10 | — | 18 | 20 | 22 | 23 | 24 | 26 | 27 | 28 | 30 |
| 0,15 | — | 15 | 17 | 18 | 19 | 20 | 22 | 23 | 25 | 26 |
| 0,20 | — | — | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 |
| 0,30 | — | — | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 19 |
| 0,40 | — | — | — | — | 14 | 14 | 15 | 16 | 16 | 17 |
| 0,60 | — | — | — | — | — | — | 13 | 14 | 15 | 15 |
| 0,80 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 13 |
| При сверлении алюминиевых сплавов | ||||||||||
| 0,06 | 75 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| 0,10 | 53 | 70 | 81 | 92 | 100 | — | — | — | — | — |
| 0,15 | 39 | 53 | 62 | 69 | 75 | 81 | 90 | — | — | — |
| 0,20 | — | 43 | 50 | 56 | 62 | 67 | 74 | 82 | - | - |
| 0,30 | — | — | 42 | 48 | 52 | 56 | 62 | 68 | 75 | — |
| 0,40 | — | — | — | 40 | 45 | 48 | 53 | 59 | 64 | 69 |
| 0,60 | — | — | — | — | 37 | 39 | 44 | 48 | 52 | 56 |
| 0,80 | — | — | — | — | — | — | 38 | 42 | 46 | 54 |
| 1,00 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 42 |
Таблица 2. Поправочные коэффициенты
Таблица 3. Обороты и подача при различном диаметре сверла и сверлении углеродистой стали
Виды отверстий в металле и способы их сверления
Виды отверстий:
- глухие;
- сквозные;
- половинчатые (неполные);
- глубокие;
- большого диаметра;
- под внутреннюю резьбу.
Отверстия под резьбу требуют определения диаметров с допусками, установленными в ГОСТ 16093-2004. Для распространённых метизов расчёт приведен в таблице 5.
Таблица 5. Соотношение метрической и дюймовой резьбы, а также подбор размера отверстия для засверливания
| Метрическая резьба | Дюймовая резьба | Трубная резьба | |||||||
| Диаметр резьбы | Шаг резьбы, мм | Диаметр отверстия под резьбу | Диаметр резьбы | Шаг резьбы, мм | Диаметр отверстия под резьбу | Диаметр резьбы | Диаметр отверстия под резьбу | ||
| мин. | макс. | мин. | макс. | ||||||
| М1 | 0,25 | 0,75 | 0,8 | 3/16 | 1,058 | 3,6 | 3,7 | 1/8 | 8,8 |
| М1,4 | 0,3 | 1,1 | 1,15 | 1/4 | 1,270 | 5,0 | 5,1 | 1/4 | 11,7 |
| М1,7 | 0,35 | 1,3 | 1,4 | 5/16 | 1,411 | 6,4 | 6,5 | 3/8 | 15,2 |
| М2 | 0,4 | 1,5 | 1,6 | 3/8 | 1,588 | 7,7 | 7,9 | 1/2 | 18,6 |
| М2,6 | 0,4 | 2,1 | 2,2 | 7/16 | 1,814 | 9,1 | 9,25 | 3/4 | 24,3 |
| М3 | 0,5 | 2,4 | 2,5 | 1/2 | 2,117 | 10,25 | 10,5 | 1 | 30,5 |
| М3,5 | 0,6 | 2,8 | 2,9 | 9/16 | 2,117 | 11,75 | 12,0 | — | — |
| М4 | 0,7 | 3,2 | 3,4 | 5/8 | 2,309 | 13,25 | 13,5 | 11/4 | 39,2 |
| М5 | 0,8 | 4,1 | 4,2 | 3/4 | 2,540 | 16,25 | 16,5 | 13/8 | 41,6 |
| М6 | 1,0 | 4,8 | 5,0 | 7/8 | 2,822 | 19,00 | 19,25 | 11/2 | 45,1 |
| М8 | 1,25 | 6,5 | 6,7 | 1 | 3,175 | 21,75 | 22,0 | — | — |
| М10 | 1,5 | 8,2 | 8,4 | 11/8 | 3,629 | 24,5 | 24,75 | — | — |
| М12 | 1,75 | 9,9 | 10,0 | 11/4 | 3,629 | 27,5 | 27,75 | — | — |
| М14 | 2,0 | 11,5 | 11,75 | 13/8 | 4,233 | 30,5 | 30,5 | — | — |
| М16 | 2,0 | 13,5 | 13,75 | — | — | — | — | — | — |
| М18 | 2,5 | 15,0 | 15,25 | 11/2 | 4,333 | 33,0 | 33,5 | — | — |
| М20 | 2,5 | 17,0 | 17,25 | 15/8 | 6,080 | 35,0 | 35,5 | — | — |
| М22 | 2,6 | 19,0 | 19,25 | 13/4 | 5,080 | 33,5 | 39,0 | — | — |
| М24 | 3,0 | 20,5 | 20,75 | 17/8 | 5,644 | 41,0 | 41,5 | — | — |
Сквозные отверстия
Сквозные отверстия пронизывают заготовку полностью, образуя в ней проход. Особенностью процесса является защита поверхности верстака или столешницы от выхода сверла за пределы заготовки, что может повредить и само сверло, а также снабдить заготовку «заусенцем» — гартом. Чтобы этого избежать, применяют следующие способы:
- используют верстак с отверстием;
- подкладывают под деталь прокладку из дерева или «сэндвич» — дерево+металл+дерево;
- подкладывают под деталь металлический брусок с отверстием для свободного прохода сверла;
- снижают скорость подачи на последнем этапе.
Последний способ обязателен при высверливании отверстий «по месту», чтобы не повредить близко расположенные поверхности или детали.
Отверстия в тонколистовом металле вырезаются перовыми свёрлами, потому как спиральное сверло повредит края заготовки.
Глухие отверстия
Такие отверстия выполняются на определённую глубину и не пронизывают заготовку насквозь. Отмерить глубину можно двумя способами:
- ограничивая длину сверла втулочным упором;
- ограничивая длину сверла патроном с регулируемым упором;
- пользуясь линейкой, закреплённой на станке;
- комбинацией способов.
Некоторые станки снабжены системой автоматической подачи на заданную глубину, после чего механизм останавливается. В процессе сверления может потребоваться несколько раз остановить работу, чтобы удалить стружку.
Отверстия сложной формы
Отверстия, расположенные на краю заготовки (половинчатые) можно выполнять, соединив гранями и зажав тисками две заготовки или заготовку и прокладку и высверлив полное отверстие. Прокладка должна быть выполнена из такого же материала, что и обрабатываемая заготовка, иначе сверло будет «уходить» в сторону наименьшего сопротивления.
Сквозное отверстие в уголке (профильный металлопрокат) выполняют, зафиксировав заготовку в тисках и используя деревянную прокладку.
Сложнее выполнить сверление цилиндрической заготовки по касательной. Процесс разделяется на две операции: подготовка перпендикулярной отверстию площадки (фрезеровка, зенковка) и собственно сверление. Высверливание отверстий в поверхностях, расположенных под углом, также начинают с подготовки площадки, после чего вставляют деревянную прокладку между плоскостями, образуя треугольник, и сверлят отверстие сквозь угол.
Полые детали просверливают, заполнив полость пробкой из древесины.
Отверстия с уступами получают с использованием двух техник:
- Рассверливание. Отверстие высверливается на всю глубину сверлом наименьшего диаметра, после чего на заданную глубину рассверливают свёрлами диаметрами от меньшего к большему. Достоинство метода — хорошо отцентрованное отверстие.
- Уменьшение диаметра. На заданную глубину высверливается отверстие максимального диаметра, затем свёрла меняются с последовательным уменьшением диаметра и углублением отверстия. При этом методе легче контролировать глубину каждой ступени.
1. Рассверливание отверстия. 2. Уменьшение диаметра
Отверстия большого диаметра, кольцевое высверливание
Получение отверстий большого диаметра в массивных заготовках, толщиной до 5-6 мм, дело трудоёмкое и затратное. Относительно небольшие диаметры — до 30 мм (максимум 40 мм) можно получить, используя конусные, а лучше ступенчато-конусные свёрла. Для отверстий большего диаметра (до 100 мм) понадобятся полые биметаллические коронки или коронки с твердосплавными зубьями с центровочным сверлом. Причём мастера традиционно в этом случае рекомендуют Bosch, в особенности на твёрдом металле, например, стали.
Такое кольцевое высверливание менее энергозатратное, но может быть более затратным финансово. Помимо свёрл важна мощность дрели и возможность работы на самых низких оборотах. Причём чем толще металл, тем сильнее захочется выполнить отверстие на станке, а при большом количестве отверстий в листе толщиной более 12 мм лучше сразу искать такую возможность.
В тонколистовой заготовке отверстие большого диаметра получают с помощью узкозубых коронок или фрезой, закреплённой на «болгарке», но края в последнем случае оставляют желать лучшего.
Глубокие отверстия, СОЖ
Иногда требуется выполнить глубокое отверстие. В теории, это такое отверстие, длина которого в пять раз больше диаметра. На практике, глубоким называют сверление, требующее принудительного периодического удаления стружки и применения СОЖ (смазочно-охлаждающих жидкостей).
В сверлении СОЖ нужны в первую очередь для снижения температуры сверла и заготовки, которые нагреваются от трения. Поэтому при получении отверстий в меди, которая обладает высокой теплопроводностью и сама способна отводить тепло, СОЖ можно не применять. Относительно легко и без смазки сверлится чугун (кроме высокопрочных).
На производстве в качестве СОЖ применяют индустриальные масла, синтетические эмульсии, эмульсолы и некоторые углеводороды. В домашних мастерских можно использовать:
- технический вазелин, касторовое масло — для мягких сталей;
- хозяйственное мыло — для алюминиевых сплавов типа Д16Т;
- смесь керосина с касторовым маслом — для дюралюминия;
- мыльную воду — для алюминия;
- скипидар, разведённый спиртом — для силумина.
Универсальная охлаждаемая жидкость может быть приготовлена самостоятельно. Для этого нужно растворить 200 г мыла в ведре воды, добавить 5 ложек машинного масла, можно отработанного, и прокипятить раствор до получения мыльной однородной эмульсии. Некоторые мастера для снижения трения используют свиное сало.
| Обрабатываемый материал | Смазочно-охлаждающая жидкость |
| Сталь: | |
| углеродистая | Эмульсия. Осернённое масло |
| конструкционная | Осернённое масло с керосином |
| инструментальная | Смешанные масла |
| легированная | Смешанные масла |
| Чугун ковкий | 3-5%-ная эмульсия |
| Чугунное литье | Без охлаждения. 3-5%-ная эмульсия. Керосин |
| Бронза | Без охлаждения. Смешанные масла |
| Цинк | Эмульсия |
| Латунь | Без охлаждения. 3-5%-ная эмульсия |
| Медь | Эмульсия. Смешанные масла |
| Никель | Эмульсия |
| Алюминий и его сплавы | Без охлаждения. Эмульсия. Смешанные масла. Керосин |
| Нержавеющие, жаропрочные сплавы | Смесь из 50% осернённого масла, 30% керосина, 20% олеиновой кислоты (или 80% сульфофрезола и 20% олеиновой кислоты) |
| Волокнит, винипласт, оргстекло и так далее | 3-5%-ная эмульсия |
| Текстолит, гетинакс | Обдувка сжатым воздухом |
Глубокие отверстия могут быть выполнены сплошным и кольцевым сверлением, причём в последнем случае центральный стержень, образованный вращением коронки, выламывают не целиком, а частями, ослабив его дополнительными отверстиями малого диаметра.
Сплошное сверление выполняется в хорошо зафиксированной заготовке спиральным сверлом, в каналы которого подается СОЖ. Периодически, не останавливая вращение сверла, нужно его извлекать и очищать полость от стружки. Работа спиральным сверлом выполняется поэтапно: сначала берут короткое и надсверливают отверстие, которое затем заглубляют сверлом соответствующего размера. При значительной глубине отверстия желательно пользоваться направляющими кондукторными втулками.
При регулярном высверливании глубоких отверстий можно рекомендовать приобретение специального станка с автоматической подачей СОЖ к сверлу и точной отцентровкой.
Сверление по разметке, шаблону и кондуктору
Сверлить отверстия можно по выполненной разметке или без неё — с применением шаблона или кондуктора.
Разметка выполняется кернером. Ударом молотка намечается место для острия сверла. Фломастером тоже можно отметить место, но отверстие нужно ещё и для того, чтобы острие не сдвигалось от намеченной точки. Работа выполняется в два этапа: предварительное сверление, контроль отверстия, окончательное сверление. Если сверло «ушло» от намеченного центра, узким зубилом делаются насечки (канавки), направляющие острие в заданное место.
Для определения центра цилиндрической заготовки пользуются квадратным кусочком жести, согнутым под 90° так, чтобы высота одного плеча составляла приблизительно один радиус. Прикладывая уголок с разных сторон заготовки, проведите карандашом вдоль края. В результате у вас образуется область вокруг центра. Найти центр можно по теореме — пересечением перпендикуляров от двух хорд.
Шаблон нужен при выполнении серии однотипных деталей с несколькими отверстиями. Им удобно пользоваться для пачки тонколистовых заготовок, соединённых струбциной . Так одновременно можно получить несколько просверленных заготовок. Вместо шаблона иногда используют чертёж или схему, например, при изготовлении деталей для радиоаппаратуры.
Кондуктором пользуются, когда очень важна точность выдерживания расстояний между отверстиями и строгая перпендикулярность канала. При сверловке глубоких отверстий или при работе с тонкостенными трубками кроме кондуктора могут применяться направляющие, фиксирующие положение дрели относительно поверхности металла.
При работе с электроинструментом важно помнить о безопасности человека и не допускать преждевременного износа инструмента и возможного брака. В связи с этим мы собрали некоторые полезные советы:
- Перед работой нужно проверить крепления всех элементов.
- Одежда при работе на станке или с электродрелью не должна быть с элементами, способными попасть под действие вращающихся частей. Глаза от стружки защитите очками.
- Сверло при приближении к поверхности металла должно уже вращаться, иначе оно быстро затупится.
- Вынимать сверло из отверстия нужно, не выключая дрель, по возможности снижая обороты.
- Если сверло не углубляется в металл, значит, его твёрдость ниже, чем у заготовки. Повышенную твёрдость у стали можно выявить, проведя по образцу напильником — отсутствие следов свидетельствует о повышенной твёрдости. В этом случае сверло нужно выбирать из твёрдого сплава с присадками и работать на низких оборотах с небольшой подачей.
- Если сверло маленького диаметра плохо закрепляется в патроне, намотайте на его хвостовик несколько оборотов латунной проволоки, увеличив диаметр для захвата.
- Если поверхность заготовки полированная, наденьте фетровую шайбу на сверло, чтобы гарантировано не нанести царапины даже при соприкосновении с патроном дрели. При закреплении заготовок из полированной или хромированной стали, используйте прокладки из ткани или кожи.
- При изготовлении глубоких отверстий прямоугольный кусочек пенопласта, насаженный на сверло, может служить измерителем и одновременно, вращаясь, сдувать мелкую стружку.
Работа 4
Пример 4. На вертикально – сверлильном станке 2Н135 рассверливают сквозное отверстие диаметром d=20 мм до диаметра Д=50 Н12 (+0,25) на глубину l=70 мм. Обрабатываемый материал – Сталь 45 с δ В =680 МПа, заготовка – штамповка. Охлаждение – эмульсией. Эскиз обработки дан на рисунке 14.
НЕОБХОДИМО: Выбрать режущий инструмент, материал его режущей части, его конструктивные и геометрические параметры. Назначить по нормативам режим резания и определить основное время обработки. Дать эскиз обработки.Рисунок 12 – Эскиз обработки заготовки
РЕШЕНИЕ: Ι. Выбираем сверло и устанавливаем его конструктивные и геометрические параметры. Принимаем спиральное сверло диаметром Д=50 мм; материал режущей части – быстрорежущая сталь Р18 (прилож.1, стр.349). Можно принять также сталь, которая не приведена в приложении 1.
Геометрические элементы: форма заточки – двойная, (прил.2, стр.355). Из-за отсутствия в нормативах рекомендаций по выбору остальных геометрических параметров принимаем их по справочнику : 2γ=118˚, 2γ 0 =70˚, ψ=40…60˚, при стандартной заточке ψ=55˚; α=11˚, длина вторичной кромки b=9 мм. (табл.45, стр.152), ω=24…32˚; у стандартных сверл Д>10 мм для обработки конструкционной стали ω=30˚.
Назначаем режим резания
1.Глубина резания:
t=Д-d/2=50-20/2=15 мм.
2.Назначаем подачу (карта 52, стр.116). По второй группе подач, считая что рассверливается заготовка средней жесткости, находим для обработки стальной заготовки Д=50 мм и d=20 мм S 0 =0,6…0,8 мм/об. Корректируем подачу по станку S 0 =0,8 мм/об.
Проверяем принятую подачу по осевой силе, допускаемой прочностью механизма подачи станка. Из-за отсутствия в нормативах таблицы значения осевой составляющей силы резания при рассверливании, определяем её значение по справочнику (стр.435):
Р 0 =С р ∙Д Qp ∙t xp ∙S 0 yp ∙K p (19)
Выписываем из таблицы 32, стр.281 коэффициенты и показатели степеней для формулы (19) для сверления конструкционной стали с δ в =750 МПа; инструментом из быстрорежущей стали: С р =37,8; Qp=0; xp=1,3; yp=0,7.
Учитываем поправочный коэффициент на силу резания К p =К mp (по табл.9, стр.264):
K mp = где np=0,75, K mp =
Р 0 =37,8∙50 0 ∙15 1,3 ∙0,8 0,7 ∙0,93=1016 кгс=9967 Н.
У станка 2Н135 Р 0 max =1500 кгс, Р 0 < Р 0 max (1016<1500) Следовательно назначенная подача S 0 =0,8 мм/об вполне допустима.
3.Назначаем период стойкости сверла по нормативу , табл.2, стр.98. Для сверла с диаметром Д=50 мм рекомендуется период стойкости Т=90 мин. Допустимый износ сверла по задней поверхности h 3 =1 мм по ленточке h 3 =1,5 мм.
4.Определяем скорость главного движения резания, допускаемую режущими свойствами сверла. По карте 53 (стр.117) находим для формы заточки ДП, разностей диаметров Д- d=50-20=30 мм. (по графе «до 50 мм»), S 0 до 1мм/об, что V табл =13,6 м/мин. Для заданных условий обработки приведённой в карте 53, поправочный коэффициент K nv =1. Согласно примечанию к карте 53 необходимо дополнительно учесть по карте 42, стр.104-105 поправочный коэффициент K mv . Для стали 45 с δ в =680 МПа (смотрите диапазон 560…750 МПа) K mv =1, поэтому:
V=V табл ∙1∙1=13,6∙1∙1=13,6 м/мин.
5.Определяем частоту вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости главного движения резания:
Корректируем частоту вращения по паспортным данным станка и устанавливаем действительную частоту вращения шпинделя n д =90 мин -1 .
6.Действительная скорость главного движения резания
7.Определяем мощность, затраченную на резание (карта 54, стр.118…119). Для δ в =560…680 МПа, Д- d до 32 мм, S 0 до 0,84 мм/об, при V до 15,1 м/мин находим N табл =3,3кВт. Поправочные коэффициенты на мощность в указанной карте не приведены, следовательно: N рез =N табл =3,3кВт.
8.Проверяем, достаточна ли мощность привода станка N рез < N шп. У станка 2Н135 N шп = N д ∙0,8=3,6кВт. Следовательно обработка возможна так как N рез < N шп.
9.Определяем основное время обработки.
При рассверливании сверлом с одинарной заточкой врезание у=t∙ctgγ, а с двойной заточкой y=t 1 ∙ctgγ 0 + t 2 ∙ctgγ, где t 1 –глубина резания на участке вторичных кромок; t 1 =в∙sinγ 0 ; длина вторичной кромки в=9 мм, 2γ 0 =70º; 2γ=118º; t 1 =9∙sin35º=9∙0,57=0,51; t 2 - глубина резания (мм) на участке главных режущих кромок: t 2 = t-t 1 =15-5,1=9,9 мм. У 5,1∙ctg35º+9,9∙ctg59º=5,1∙1,43+9,9∙0,6=13,2 мм. Перебег на участке ∆=1…3 мм. Принимаем 3 мм. Тогда: L=70+13,2+3=86,2 мм.
Задание 4. На вертикально – сверлильном станке 2Н135 рассверливают отверстие диаметром d до диаметра Д на глубину 1 (табл.4).
НЕОБХОДИМО: Выбрать режущий инструмент, материал его режущей части, его конструктивные и геометрические параметры. Назначить по нормативным данным режим резания и определить основное время обработки. Дать эскиз обработки детали.
Таблица 4
Данные к заданию 4
| Вари- анты | Материал заготовки | Д, мм | d, мм | l, мм | Отверстие | Обработка |
| Сталь 20, δ в =500 МПа | 25Н12 | Сквозное | С охлаждением | |||
| Серый чугун, 150 НВ | 25Н12 | Глухое | Без охлаждения | |||
| Сталь 50, δ в =750 МПа | 30Н12 | Сквозное | С охлаждением | |||
| Серый чугун, 220 НВ | 30Н12 | Глухое | Без охлаждения | |||
| Сталь 45Х, δ в =750 МПа | 40Н12 | Сквозное | С охлаждением | |||
| Серый чугун, 170 НВ | 40Н12 | Глухое | Без охлаждения | |||
| Бронза БрАж 9-4, 120 НВ | 50Н12 | Сквозное | Без охлаждения | |||
| Сталь 12ХН3А, δ в =700 МПа | 50Н12 | Глухое | С охлаждением |
Продолжение таблицы 4
| Алюминиевый сплав АЛ 7, 60 НВ | 60Н12 | Сквозное | Без охлаждения | |||
| Медь М3, 75 НВ | 60Н12 | Сквозное | Без охлаждения | |||
| Серый чугун, 229 НВ | 32Н12 | Глухое | Без охлаждения | |||
| Сталь 12ХН3А, δ в =750 МПа | 25Н12 | Сквозное | С охлаждением | |||
| Сталь 50Г, δ в =750 МПа | 25Н12 | Сквозное | С охлаждением | |||
| Серый чугун, 207 НВ | 30Н12 | Глухое | Без охлаждения | |||
| Серый чугун, 187 НВ | 40Н12 | Сквозное | Без охлаждения | |||
| Сталь 30, δ в =500 МПа | 40Н12 | Глухое | С охлаждением | |||
| Сталь 30ХМ, δ в =600 МПа | 35Н12 | Сквозное | С охлаждением | |||
| Серый чугун, 197 НВ | 35Н12 | Глухое | Без охлаждения | |||
| Сталь 35, δ в =500 МПа | 35Н12 | Глухое | С охлаждением | |||
| Чугун М428, 241 НВ | 35Н12 | Сквозное | Безохлаждения |
| | | следующая лекция ==> | |
Отверстия сверлят и зенкуют на радиально-сверлильных станках. Поворотная консоль станка длиной до 4,5 м позволяет сверлить отверстия на листах или профилях без перемещения их для наведения сверла на размеченные центры отверстий. Отверстия сверлят по кернам, намечающим центры отверстий. Одинаковые детали из листового материала сверлят пакетом толщиной до 80 мм.
Основное время сверления рассчитывают по формуле:
где l - глубина сверления, мм; l 1 - размер врезания и перебега сверла, зависящий от типа сверла и диаметра, мм (при диаметре сверла 10 мм этот размер равен 5 мм; до 20 мм - 8 мм; до 30 мм - 12 мм); s c - подача сверла на один оборот, мм; n - частота вращения шпинделя, об/мин,
где υ - скорость резания, м/мин.
Частоту вращения шпинделя и подачу сверла определяют по таблицам режимов резания в зависимости от марки материала, диаметра и типа сверла и с учетом паспортных данных станка. Вспомогательное время включает затраты времени на укладку и закрепление листа, детали; на подвод суппорта к центру отверстия, выведение сверла из отверстия и очистку его от стружки; на включение и выключение подачи и уборку листа детали. Вспомогательное время разделяют на время, приводимое на одно отверстие и на одну деталь, устанавливают по данным хронометражных наблюдений. Примеры значений вспомогательного времени сверления отверстий на детали массой свыше 50 кг приведены в табл. 30, 31.
Время обслуживания рабочего места содержит время на регулирование и смазку станка, смену инструмента, управление станком и уборку рабочего места. Время обслуживания рабочего места, по данным фотографий рабочего дня, составляет 4 % оперативного времени.
Время на отдых и личные надобности принято равным при ручной подаче - 4%, а при автоматической - 2 % оперативного времени.
Подготовительно-заключительное время включает затраты на получение задания и ознакомление с ним, получение инструмента, приспособлений, инструктаж мастера, сдачу выполненной работы. Подготовительно-заключительное время, по данным фотографий рабочего дня, не превышает 4 % оперативного времени.
Коэффициент К , учитывающий время обслуживания рабочего места, время на отдых и личные надобности и подготовительно-заключительное время, при работе с ручной подачей равен 1,12, а при автоматической - 1,10.
Штучно-калькуляционное время на сверление отверстий рассчитывают по формуле
где Т 0 - основное время сверления одного отверстия, мин; t в1 - вспомогательное время на одно отверстие, мин; t вд - вспомогательное время на деталь, мин; m - количество отверстий на детали. Примеры значений штучно-калькуляционного времени на сверление отверстий приведены в табл. 32.
Норму времени на сверление отверстий в листах, деталях, входящих в выполняемые задания, рассчитывают по формуле (22), в которой ΣТ шк - сумма штучно-калькуляционного времени сверления отверстий на листах, деталях, включенных в задание; N - количество листов, деталей.
Пример. Рассчитать норму времени на сверление отверстий на радиально-сверлильном станке с автоматической подачей сверлами из быстрорежущей стали: в четырех листах толщиной 16 мм - по 140 отверстий диаметром 12 мм на каждом листе; в восьми полосах толщиной 10 мм - по 125 отверстий диаметром 20 мм на каждой полосе.
Решение. Норму времени рассчитываем по формуле (22). Штучно-калькуляционное время сверления отверстий определяем по табл. 32 для листов толщиной 16 мм, при диаметре отверстий 12 мм и автоматической подаче Т шк = 40 мин на 100 отверстий, а на 140 отверстий Т шк 1 =40- 1,4 = 56 мин; для полос толщиной 10 мм при диаметре отверстий 20 мм и автоматической подаче Т шк = 45 мин на 100 отверстий, а на 125 отверстий Т шк 2 = 45-1,25 = 56,25 мин. Норма времени на задание: Т н = 56-4 + 56,25-8 = 674 мин.
Гибка листовой и профильной стали . В настоящее время в судостроении применяется, главным образом, гибка в холодном состоянии на валковых листогибочных машинах (вальцах), гидравлических прессах, листогибочных станках, фланцегибочных станках и на профилировочно-гибочных прессах и др.
Основное время гибочных работ - время проката листа на станке до получения необходимой формы - находят по формуле:
где L - путь, проходимый листом за один проход; υ - скорость прохождения листа при холостом ходе, м/мин; υ =πDn/1000; D - диаметр ведущего валка листогибочного станка, мм; n - частота вращения ведущего валка, об/мин; определяют по паспортным данным оборудования; К с - поправочный коэффициент, учитывающий уменьшение скорости в зависимости от толщины прокатываемого листа: при толщине листа 3-6 мм К с = 0,90; 8-10 мм - 0,80; 12-16 мм - 0,75; i - количество проходов (прокаток листа), которое необходимо сделать для получения заданной погиби;
Здесь В- ширина участка.листа, подвергающегося гибке, мм; b - расстояние между следами прокаток (шаг), мм; К м - поправочный коэффициент, учитывающий влияние толщины материала на время гибки:
Вспомогательное время складывается из затрат времени на разметку контрольных линий и границ прокатки листа, подачу листа краном и укладку его на ведущий валок, изменение направления вращения валка, повороты листа в процессе гибки; управление станком; снятие листа; проверка погиби по шаблону. Значения вспомогательного времени, по данным хронометражных наблюдений, приведённых в таблице 33.
Время обслуживания рабочего места состоит из затрат на проверку и регулировку работы всех механизмов станка, на его смазку в процессе работы и уборку рабочего места. По данным фотографий рабочего дня, оно равно 3% оперативного времени.
Время на отдых и личные надобности при работе на гибочных станках составляет 7 %оперативного времени.
Подготовительно-заключительное время включает время на получение задания и ознакомление с ним, получение инструмента и шаблонов, первоначальную настройку станка в соответствии с характером погиби, инструктаж мастера и сдачу выполненной работы. По данным фотографии рабочего дня, подготовительно-заключительное время не превышает 5 % оперативного.
Штучно-калькуляционное время на гибку одной заготовки определяют по формуле Т шк = (Т 0 + Т В)К , где Т 0 - основное время гибки, мин; Т в - вспомогательное время на одну деталь, мин. Коэффициент К к расчету штучно-калькуляционного времени равен 1,15. Примеры значений штучно-калькуляционного времени на гибку листов и профильной стали приведены в табл. 34, 35.
Норму времени гибки листового и профильного материала находят по формуле (22), в которой ΣТ шк - сумма штучно-калькуляционного времени на гибку всех листов и профилей по данному заданию; N - количество деталей (листов, профилей).
Время в таблицах рассчитано на гибку деталей из стали марок 10ХСНД, 10Г2С1Д в трехвалковых вальцах со скоростью вращения валков 6- 8 м/мин, при количестве деталей в партии 3 шт. и угле гиба 90°. При других условиях к нормативам времени применяются коэффициенты: при количестве деталей в партии 1 шт.- К n - U; 5 шт.-0,95; 10 шт.- 0,90; для деталей из материалов марки АМг, 09Г2 К м =0,90; АК-16 - 1,3; КД - 1,5; при угле гиба 45 ° К г - 1,40; 60 ° - 1,15; 80 ° - 1,05; 100° -0,95; 120°-0,85; 140° -0,75; 150° -0,70, при скорости вращения валков до 6 м/мин К в -1,20; свыше 8 м/мин - 0,8; на гибку заготовок шириной менее 500 мм К 3 - 0,80; при гибке в четы-рехвалковых вальцах К к - 0,85; при величине стрелки погиби листов 40 мм К с - 0,80; 80 мм - 0,90; 120 мм- 1,00; 160 мм-1,15; 200 мм- 1,25; 300 мм -1,45; 500 мм - 1,80; при величине стрелки погиби деталей из фасонного и сортового проката 100 мм К с - 0,80; 200 мм -1,00; 300 мм-1,20; 500 мм - 1,40.
Пример. Рассчитать норму времени на гибку деталей из листового проката марки 09Г2 на листогибочных трехвалковых вальцах со скоростью вращения 6 м/мин. Детали цилиндрической формы при угле гиба 60° из заготовок длиной 2000 мм, шириной 1000 мм и толщиной 12 мм, количество деталей 5 шт. Рассчитать время гибки на гидравлическом прессе деталей из сварного таврового профиля с переменной кривизной из стали КД при величине стрелки погиби 300 мм из заготовок длиной 3000 мм и высотой стенки профиля 200 мм, количество деталей 10 шт., гибка - на полку.
Решение. Норму времени рассчитываем по формуле (22). Определяем штучно-калькуляционное время. Время гибки деталей цилиндрической формы из листового проката на листогибочных вальцах (см. табл. 34) при длине заготовки 2000 мм, шириной 1000 мм и толщиной 12 мм Т шк = 0,41 ч, а с учетом приведенных выше коэффициентов на гибку деталей из материала 09Г2 К м =0,90; К г = 1,15 на угол гиба 60°, К n = 0,95 на количество деталей в партии - 5 шт. Т шк1 =0,41 -0,90×1,15-0,95 = 0,403 ч. Время гибки деталей из сварочного таврового профиля с переменной кривизной на гидравлическом прессе определяем по табл. 35 при длине заготовки 3000 мм и высоте стенки профиля 200 мм; Т шк = = 0,98 ч, а с учетом коэффициента на гибку деталей из стали КД К м = 1,5; К с = 1,20 на величину стрелки погиби 300 мм; К n = 0,90 на количество деталей в партии 10 шт. Т шк2 = = 0,98-1,5-1,2-0,9=1,587 ч.
Норма времени на задание Т н = 0,403-5 + 1,587- 10=17.88 ч.