Історія свердління

Реферат на тему:

«Історія свердління»

зміст

Перші технологічні операціі_ - 3 -

Свердління і розсвердлювання - 4 -

Свёрла_ - 9 -

Обробка отверстій_ - 11 -

Зенкування - 11 -

Розгортання - 12 -

Забезпечення якості обробки при сверленіі_ - 13 -

Свердління отворів з паралельними осямі_ - 13 -

Свердління бічних отверстій_ - 13 -

Можливі дефекти просвердлених отверстій_ - 13 -

Література_ - 15 -

Перші технологічні операції

Одноручне свердління з використанням мікролітів без рукоятки

Одноручне свердління з використанням складеного знаряддя з рукояткою

Дворучне свердління. Свердло складається з дерев'яного стрижня і змінного свердла

Свердло з острова Нової Гвінеї. Свердло складається з стрижня і мікролітів, прикріпленого за допомогою жив або дранки

Технологія свердління із застосуванням абразивних порошків і трубчастих кісток стала великим відкриттям у виробництві інструментів. Під перпендикулярно зрізаний торець трубчастої кістки, що приводиться в обертання спочатку руками, а потім, з відкриттям цибулі, - тятивою лука, оберненої навколо кістки, підсипали абразивний порошок і подавалася вода як змочуються і охолоджуюча рідина. Ця технологія дозволяла виконувати наскрізне свердління у всіх відомих матеріалах, включаючи і кремінь.

Уміння свердлити кремінь дозволило остаточно вирішити проблему надійного закріплення ручок в ударних інструментах - сокири, молотки і т. П. - в наскрізні отвори (так звані всадив) вставлялася і Розклинювальні ручка інструмента. Застосування абразивних матеріалів для заточування і полірування ріжучих лез кам'яних інструментів дозволило довести їх гостроту до максимально можливої ​​межі.

З нових видів інструментів, що виникли в Давньому Єгипті і Межиріччя, потрібно назвати коловорот - інструмент для свердління отворів. Єгиптяни широко застосовували для з'єднання частин дерев'яних виробів дерев'яні ж цвяхи, для яких потрібно свердлити величезна кількість отворів у з'єднують деталях. Єгиптяни ввели у вжиток і дерев'яний молоток, т. Е. Молоток з головкою з дерева. Цей молоток цілком годився для роботи з дерев'яними цвяхами. Окремо необхідно згадати спеціалізований ювелірний інструмент, який виник при роботах з золотом і сріблом. Новий вид інструменту - вимірювальний інструмент - застосовувався, в основному, для землемірних робіт, а також при розбивці будівельних майданчиків під зводяться споруди.

Свердління і розсвердлювання

Найбільш поширеним методом отримання отворів в суцільному матеріалі є свердління. Рух різання під час свердління - обертальний, рух подачі - поступальний. Перед початком роботи перевіряють збіг вершин переднього і

Свердла з конічними хвостовиками встановлюють безпосередньо в конусний отвір пінолі задньої бабки, а якщо розміри конусів не збігаються, то використовують перехідні втулки. Для кріплення свердел з циліндричними хвостовиками (діаметром до 16 мм) застосовують свердлильні кулачкові патрони (малюнок праворуч, нижче), які встановлюються в пінолі задньої бабки. Свердло закріплюється кулачками 6, які можуть зводитися і розлучатися, переміщаючись в пазах корпусу 2. На кінцях кулачків виконані рейки, які знаходяться в зачепленні з різьбою на внутрішній поверхні кільця 4.

Від ключа 5, через конічну передачу приводиться в обертання втулка 3 з кільцем 4, по різьбі якого кулачки 6 переміщуються вгору або вниз і одночасно в радіальному напрямку. Для установки в пінолі задньої бабки патрони забезпечуються конічними хвостовиками 1. Перед свердлінням отворів задню бабку переміщують по станині на таку відстань від оброблюваної заготовки, щоб свердління можна було виробляти на необхідну глибину при мінімальному висунення пиноли з корпусу задньої бабки.

Перед початком свердління оброблювана заготовка приводиться в обертання. Свердло плавно (без удару) підводять вручну (обертанням маховика задньої бабки) до торця заготовки і виробляють свердління на невелику глибину (надсверлівают). Потім відводять інструмент, зупиняють заготівлю і перевіряють точ

Для того щоб свердел не змістилося, попередньо виробляють центрування заготовки коротким спіральним свердлом великого діаметра або спеціальним центрувальні свердлом з кутом при вершині 90 градусів. Завдяки цьому на початку свердління поперечна кромка свердла не працює, що зменшує зсув свердла щодо осі обертання заготовки. Для заміни свердла маховик задньої бабки повертають до тих пір, поки піноль не займе в корпусі бабки крайнє праве положення, в результаті чого свердло виштовхується гвинтом з пінолі. Потім в піноль встановлюють потрібне свердло.

При свердлінні отвору, глибина якого більше його діаметра, свердло періодично виводять з оброблюваного отвору і очищають канавки свердла і отвір заготовки від накопичилася стружки. Для зменшення тертя інструмента об стінки отвору свердління виробляють з підведенням мастильно-охолоджувальної рідини (МОР), особливо при обробці сталевих і алюмінієвих заготовок.

Чавунні, латунні і бронзові заготовки можна свердлити без охолодження. Застосування МОР дозволяє підвищити швидкість різання в 1,4-1,5 рази. Як МОР використовуються розчин емульсії (для конструкційних сталей), компаундують масла (для легованих сталей), розчин емульсії і гас (для чавуну і алюмінієвих сплавів). Якщо на верстаті охолодження не передбачено, то в якості МОР використовують суміш машинного масла з гасом. Застосування МОР дозволяє знизити осьову і тангенціальну сили різання на 10-35% при свердленні сталей, на 10-18% при свердлінні чавуну і кольорових сплавів і на 30-40% при свердленні алюмінієвих сплавів. При свердлінні на прохід в момент виходу свердла з заготівлі необхідно різко знизити подачу щоб уникнути поломки свердла. Для збереження інструменту при свердлінні слід працювати з максимально допустимими швидкостями різання і з мінімально допустимими подачами.

Якщо вісь свердла збігається з віссю шпинделя токарного верстата, свердло правильно заточене і жорстко закріплено, то оброблене отвір має мінімальні похибки. У правильно заточеного свердла працюють обидві ріжучі кромки і стружка сходить по двом спіральних канавках. Розміри отвору при свердленні виходять більше заданих в наступних випадках: ріжучі кромки свердла мають різну довжину, хоча і заточені під однаковими кутами; ріжучі кромки мають різну довжину і заточені під різними кутами; ріжучі кромки мають рівну довжину, але заточені під різними кутами.

При неправильно і недостатньо заточеним сверл виходить косе отвір з великою шорсткістю поверхні. При роботі недостатньо заточеним (тупим) свердлом у вихідний частини отвори утворюються задирки. Неоднакова довжина ріжучих крайок і несиметрична їх заточування, ексцентричне розташування перемички і різна ширина стрічок викликають защемлення свердла в отворі, що збільшує сили тертя (у міру поглиблення свердла в заготовку) і, як наслідок, призводить до поломки інструменту. Обробляється отвір називається глибоким, якщо його глибина в 5 разів більше його діаметра.

При свердлінні глибокого отвору застосовують довге спіральне свердло зі звичайними геометричними параметрами, яке періодично виводять з оброблюваного отвору для охолодження і видалення накопичилася в канавках стружки. Для підвищення продуктивності обробки застосовують свердла з примусовим відведенням стружки, які здійснюються за допомогою рідини (або повітря), що підводиться в зону різання під тиском.

Для свердління отворів застосовують спіральні свердла, які виготовляють з інструментальних сталей (вуглецевої У12А і легованої 9ХС), з швидкорізальних сталей (Р6М5 та ін.), А також з твердих сплавів (ВК6М, ВК8М і ВК10М). Для свердел з швидкорізальних сталей швидкість різання v = 25-35 м / хв, для свердел з інструментальних сталей v = 12-18 м / хв, для твердосплавних свердел v = 50-70 м / хв. Причому великі значення швидкості різання приймаються при збільшенні діаметра свердла і зменшенні подачі. При ручній подачі свердла важко забезпечити її постійне (стабільне значення). Для стабілізації подачі використовують різні пристрої. Для механічної подачі свердла його закріплюють у різцетримачі. Свердло 1 з циліндричним хвостовиком, малюнок ліворуч - а) за допомогою прокладок 2 і 3 встановлюють в резцедержателе так, щоб вісь свердла співпадала з лінією центрів. Свердло 1 з конічним хвостовиком, малюнок ліворуч - б) встановлюють в державке 2, яку кріплять у різцетримачі.

Після вивірки збігу осі свердла з лінією центрів супорт зі свердлом вручну підводять до торця заготовки і обробляють пробне отвір мінімальної глибини, а потім включають механічну подачу супорта. При свердлінні на прохід перед виходом свердла з заготівлі механічну подачу значно зменшують або відключають і закінчують обробку вручну. При свердлінні отворів діаметром 5-30 мм подача S = 0, l-0,3 мм / об для сталевих деталей і S = 0,2-0,6 мм / об для чавунних деталей. Різання під час свердління має ряд особливостей в порівнянні з різанням при точіння, оскільки спіральне свердло - багатолезовий інструмент, який виробляє різання п'ятьма ріжучими крайками (двома головними, двома допоміжними і поперечної). Сили, що діють на свердло в процесі різання, показані на малюнку справа.

На кожну точку A ріжучої кромки свердла діє сила Р, яка може бути розкладена на складові сили Рг, Ру і Рг, Діючі по осях X, Y і Z. Сили Ру на ріжучих крайках спрямовані назустріч один одному і при симетричній заточування рівні за величиною, т. е. їх дія на свердло дорівнює нулю. Осьова сила, що діє уздовж свердла, Ро = 2рx + Рп.к + 2Рл де Рп.к - сила, що діє на поперечну кромку свердла; РЛ - сила тертя стрічки свердла об стінки отвору. Основну роботу при свердленні виконують дві ріжучі кромки, а поперечна кромка (кут різання якої понад 90 градусів) під дією осьової сили Ро мне метал з силою Pп.к0,5Ро

Сумарний момент сил різання Мс = Mz + Mп.до + Мл, де Mz = (0,8-0,9) Mc-який момент, створюваний силою Рz, Мп.к - момент, створюваний силою Рп.к; Мл - момент, створюваний силою РЛ. При свердлінні отворів у міру зносу свердла по задній поверхні осьова сила і крутний момент збільшуються; наприклад, при зносі задньої поверхні свердла на 1 мм вказані параметри зростають майже на 60-80%.

Форми заточування ріжучої частини свердла: а) - нормальна, б) - нормальна з подточкой перемички, в) - нормальна з подточкой перемички і стрічки, г) - подвійна з подточкой перемички, д) - подвійна з подточкой перемички і стрічки.

Розсвердлювання дозволяє отримати більш точні отвори і зменшити відведення свердла від осі деталі. При свердлінні отворів великого діаметра (понад 25-30 мм) зусилля подачі може ока заться надмірно великим. Тому в таких випадках свердління виробляють в кілька прийомів, т. Е. Отвір рассверливают. Режими різання при розсвердлювання отворів ті ж, що і під час свердління. На малюнку зліва елементи різання при свердлінні -а) і розсвердлюванні - б) отвори: n - обертання свердла, Sz - подача припадає на одну ріжучу кромку, a і b - товщина і ширина зрізаногошару, t - припуск на сторону, D - діаметр основного отвори, Do - діаметр попередньо просвердлений отвори.

свердла

Свердління є одним з поширених методів попередньої обробки отворів на токарних верстатах. Залежно від конструкції і призначення розрізняють свердла: спіральні, перовие, для глибокого свердління, центрувальні, ежекторні і ін. Найбільшого поширення набули спіральні свердла (На малюнку свердла: а - спіральне з конічним хвостовиком, б - спіральне з циліндричним хвостовиком, в - для

Свердло має: дві головні ріжучі кромки, утворені перетином передніх гвинтових поверхонь канавок, за якими сходить стружка, з задніми поверхнями, зверненими до поверхні різання; поперечну ріжучу кромку (перемичку), утворену перетином обох задніх поверхонь; дві допоміжні ріжучі кромки, утворені перетином передніх поверхонь з поверхнею стрічки.

Стрічка свердла - вузька смужка на його циліндричної поверхні, розташована уздовж гвинтовий канавки і забезпечує напрям свердла при різанні. Кут нахилу гвинтової канавки v кут між віссю свердла і дотичній до гвинтової лінії по зовнішньому діаметру свердла (v = 20-30 градусів). Кут нахилу поперечної ріжучої кромки (перемички) j- гострий кут між проекціями поперечної і головною різальних крайок на площину, перпендикулярну осі свердла (j = 50-55 градусів).

Кут ріжучої частини (кут при вершині) 2 j- кут між головними ріжучими крайками при вершині свердла (2 j = 118 градусам). Передній кут g - кут між дотичною до передньої поверхні в даній точці різальної крайки і нормаллю в тій же точці до поверхні обертання ріжучої кромки навколо осі свердла.

По довжині ріжучої кромки передній кут g є величиною змінною. Задній кут a - кут між дотичною до задньої поверхні в даній точці різальної крайки і дотичній в тій же точці до кола її обертання навколо осі свердла. Задній кут свердла - величина змінна: a = 8-14 градусів на периферії свердла і a = 20-26 градусів - ближче до центру свердла.

Елементи спірального свердла:

1 - ріжучакромка, 2 - передня поверхня, 3 - задня поверхня, 4 - поперечна кромка, 5 - канавка, 6 - стрічка

Для свердління дерева, ДСП, м'яких і твердих пластиків і металів підійде звичайне свердло з високоміцної сталі. Для каменю, цегли або бетону - твердосплавне свердло. У таких свердел на наконечнику напаяні пластини з твердих (твердіше бетону і каменю) сплавів. У цій іпостасі зазвичай використовується переможе - звідси і назва "побідитові свердла".

Побідитові свердла матеріал не ріжуть, а кришать, тому для свердління стіни підходять ідеально, але для роботи по дереву, пластику або стали не годяться. Такі свердла не ріжуть дерево, а рвуть його волокна - отвір виходить "кошлатим", непривабливим і має більший діаметр, ніж треба.

Для більш твердих матеріалів (наприклад, граніт) використовуються свердла з твердими або середньої твердості побідитовими пластинами, а для більш м'яких матеріалів (цегла, м'який бетон і т.п.) можна використовувати свердла з м'якими або середньої м'якості пластинами.

Обробка отворів

Зенкування. Зенкером обробляють отвори, попередньо штамповані, литі або просвердлені. Малюнок - а). Припуск під Зенкер (після свердління) складає 0,5-3 мм на сторону. Зенкер вибирають в залежності від оброблюваного матеріалу, виду (наскрізне, ступеневу, глухе) і діаметра отвору і заданої точності обробки.

Зенкер має три і більше ріжучі кромки, тому при зенкеровании знімається тонша стружка і виходять більш точні отвори, ніж під час свердління; він міцніше свердла, завдяки чому подача при зенкування в 2,5-3 рази перевищує подачу при свердлінні.

Зенкування може бути як попередньої (перед розгортанням), так і остаточної операцією. Крім обробки отворів зенкери застосовуються для обробки торцевих поверхонь. Для підвищення точності зенкерования (особливо при обробці литих або штампованих глибоких отворів) рекомендується заздалегідь розточити (різцем) отвір до діаметру, рівного діаметру зенкера на глибину, приблизно рівну половині довжини робочої частини зенкера.

Для обробки високоміцних матеріалів (> 750 МПа) застосовують зенкери, оснащені пластинами з твердого сплаву. Швидкість різання для зенкерів зі швидкорізальної сталі така ж, як і для свердел.

Швидкість різання твердосплавних зенкерів в 2-3 рази більше, ніж зенкерів з швидкорізальної сталі. При обробці високоміцних матеріалів і лиття по шкірці швидкість різання твердосплавних зенкерів слід зменшувати на 20-30%.

Розгортання. Для отримання отворів високої точності і якості оброблюваної поверхні застосовують розгортання. Малюнок - б). Розгортка має значно більше різальних крайок, ніж зенкер, тому при розгортанні знімається тонша стружка і виходять більш точні отвори, ніж при зенкеровании. Отвори діаметром до 10 мм розгортають безпосередньо після свердління.

Перед розгортанням отворів більшого діаметра їх попередньо обробляють, а торець підрізають. Припуск під розгортання t = 0,15-0,5 мм для чорнових розгорток і 0,05-0,25 мм для чистових розгорток. При роботі чистовими розгорненнями на токарних і токарно-револьверних верстатах застосовують хитні оправлення, які компенсують розбіжність осі отвору з віссю розгортки.

Для того щоб забезпечити високу якість обробки, свердління, зенкування (або розточування) і розгортання отвори виробляють за одну установку заготовки в патроні верстата. Подача при розгортанні сталевих деталей 0,5-2 мм / об, а при розгортанні чавунних деталей 1-4 мм / об. Швидкість різання при розгортанні 6-16 м / хв. Чим більше діаметр оброблюваного отвору, тим менше швидкість різання при однаковій подачі, а при збільшенні подачі швидкість різання знижують.

Забезпечення якості обробки при свердлінні

Свердління отворів з паралельними осями

Залежно від характеру виробництва одночасна обробка цих отворів виробляється або на багатошпиндельних верстатах з регульованим положенням шпинделів, або багатошпиндельних головками, встановленими на одне-шпиндельних верстатах або силових голівках агрегатного верстата. При свердлінні із застосуванням багатошпиндельних головок свердло направляється по кондукторних втулкам, що встановлюються в кондуктора або в притискної кондукторной плиті. В останньому випадку оброблювану деталь встановлюють на столі верстата в пристосуванні, яке орієнтується з багатошпиндельною головкою за допомогою напрямних колонок.

Свердління бічних отворів

При обробці на багатошпиндельних верстатах чотирьох і більше отворів, застосування ручної подачі виявляється нераціональним, через збільшення осьових зусиль і нерівномірності подач. У зв'язку з цим набули поширення спеціальні багатопозиційні верстати з пневмогидравлическим приводом. На такому верстаті можлива обробка деталей, що мають радіально розташовані отвори в різних по висоті площинах Переналагодження верстата полягає в зміні кондуктора, затискних цанг, свердел і установці свердлильних головок під відповідним кутом.

Швидка переналагодження, невеликі втрати часу, суміщення машинного часу під час свердління дають можливість застосовувати цей верстат в умовах серійного і навіть дрібносерійного виробництва.

Свердління отворів розташованих у взаємно перпендикулярних областях.

Одночасно такі отвори можна обробляти на агрегатних верстатах, скомпонованих з нормалізованих вузлів.

Можливі дефекти просвердлених отворів

1. Діаметр просвердлений отвори трохи більше діаметра свердла. Причини: ріжучі кромки свердла неоднаковою довжини. Дефект невиправний.

2. Вісь отвору не збігається з віссю деталі. Причина: відведення свердла в сторону на початку свердління. Дефект невиправний.

3. Діаметр отвору більше діаметра свердла і конічне дно ступеневу. Причина: неоднакові довжина і нахил ріжучих крайок і осі свердла. Дефект невиправний.

4. розміри отвору по краях більше, ніж в середині. Причина: свердло встановлено вище або нижче осі центру.

5. Вісь отвору не збігається з віссю деталі в кінці отвори. Причина: в матеріалі (на шляху свердління можливі раковина. Дефект невиправний.

6. Шорсткість поверхні отвору не відповідає заданій. Причина: велика подача свердла, затупилося або неправильно заточене свердло, знос стрічок, нерегулярне видалення стружки з отвору.

література

Інтернет-джерела:

- http://www.system.oao-ni.ru/pubpobedit.php

- http://turner.narod.ru/dir1/sverlenie.htm

- http://turner.narod.ru/dir1/zenkerovanie.htm

- http://turner.narod.ru/dir1/sverlo.htm

- http://kuem.ru/iiii.html

- http://history.rsuh.ru/historycd/HISTORY/HTML/T3/T3-02-15.htm

З питаннями, побажаннями і відгуками звертайтеся за адресою: mashka4@nm.ru