Вторым после точения, самым распространенным видом механической обработки является сверление. К нему же приравнивается развертывание, зенковка, рассверливание. При расчете режимов резания можно, пренебрегая жесткостью системы обработки, представить, что это одновременное растачивание несколькими резцами, поэтому принцип расчета будет аналогичен токарной обработке. Однако при малых диаметрах сверла, менее 10 мм, режимы резания расчитываются исходя из целостности сверла после обработки. Другими словами, режимы считаются таким образом, чтобы сверло не изломалось, поэтому расчет производится исходя из характеристик прочности инструмента.
Однако, во время экспериментов с методикой, было выявлена ошибка, в связи с которой скорость резания была слишком высока, это выражалось длительностью сверления, но высокой стойкостью инструмента, и высоким качеством обработки. Плюс это или минус необходимо решать при определенной задаче, поскольку низкие подачи могут вызвать быстрое затупление режущей части (или даже налипание), однако при слишком высоких подачах вероятен излом инструмента, не говоря уже о понижении безопасности обработки.
С нашей методикой расчета режимов для сверления можно ознакомиться ниже. В соответствующей теме форума можно скачать макрос автоматического расчета режимов резания для сверлильных работ.
Методика расчета режимов резания при сверлильных работах
При сверлильных работах рекомендуется задавать режимы исходя из мощности используемого оборудования. Наиболее удобный материал режущего инструмента – быстрорежущая сталь (Р18, Р6М5). Подачи при сверлильных работах вычислять по формуле:
S- подача, мм/об
D- диаметр сверла, мм
С- коэффициент, зависящий от обрабатывемого материала и иных технологических факторов (чистота поверхности, наличие дальнейшей обработки и т.д) (таблица 1)
Kls- коэффициент на подачу, зависящий от условия выхода стружки (таблица 2)
| Обрабатываемый материал | НВ | Группа подач, определяемая технологическими факторами | ||
| I | II | III | ||
| Сталь | ≤160 | 0,085 | 0,063 | 0,042 |
| 160-240 | 0,063 | 0,047 | 0,031 | |
| 240-300 | 0,046 | 0,038 | 0,023 | |
| >300 | 0,038 | 0,028 | 0,019 | |
| Чугун | ≤170 | 0,130 | 0,097 | 0,065 |
| >170 | 0,078 | 0,058 | 0,039 | |
| Цветные металлы | Мягкие | 0,170 | 0,130 | 0,085 |
| Твердые | 0,130 | 0,097 | 0,065 | |
Таблица 1
I группа подач- сверление глухих отверстий или рассверливание без допуска по 5-му классу точности или под последующее рассверливание
II группа подач- сверление глухих и сквозных отверстий в деталях нежесткой конструкции, сверление под резьбу и рассверливание под последующую обработку зенкером или развертками
III группа подач- сверление глухих и сквозных отверстий и рассверливание под дальнейшую обработку
| Длина отверстия в диаметрах до | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 |
| Коэффициент Kls | 1.00 | 0.95 | 0.90 | 0.85 | 0.80 | 0.70 |
Таблица 2
Режимы резания при сверлении
Затрачиваемая мощность при сверлении зависит от крутящего момента. Крутящий момент вычисляется по формуле:
Мкр- крутящий момент, воспринимаемый сверлом при резании, Н*м
См, q, y- коэффициенты на крутящий момент при сверлении, зависящий от условий резания (таблица 3)
D- диаметр сверла, мм
S- подача, мм/об
Кмр- коэффициент на крутящий момент, зависящий от механических свойств материала (таблица 4)
| Обрабатываемый материал | См | q | y |
| Сталь конструкционная углеродистая, | 0,0345 | 2,0 | 0,8 |
| Серый чугун 190 НВ | 0,021 | 2,0 | 0,8 |
| Медные сплавы | 0,012 | 2,0 | 0,8 |
| Алюминиевые сплавы | 0,005 | 2,0 | 0,8 |
Таблица 3
| Обрабатываемый материал | КМР | Показатель n | ||
| Сталь | С ≤0.6% | -1,0 | ||
| 1,75 | ||||
| 1,75 | ||||
| хромистая сталь | 1,75 | |||
| С>0.6% | 1,75 | |||
| Чугун серый | 1,7 | |||
| Медные сплавы | 1 | — | ||
| Алюминиевые сплавы | 1 | — | ||
Таблица 4
У нормальных сверл диаметром выше 10 мм не возникает опасности излома от чрезмерно большого крутящего момента, так как для этих диаметров наибольшие напряжения, возникающие в сверле, обычно лимитируются скоростью затупления при возрастании скорости резания и подачи. Для сверл диаметра меньше 10 мм, крутящий момент рекомендуется рассчитывать по ф-ле ,
для обеспечения целостности инструмента.
Приравняв и можно вычислить максимально возможные подачи для сверл малого диаметра при сверлении заданного материала (таблица 5).
| Обрабатываемый материал | Сталь | Чугун | Медные сплавы | Алюминиевые сплавы |
| Максимально возможная подача, мм/об | 0,01 | 0,019 | 0,037 | 0,11 |
Таблица 5
Для обеспечения жесткости СПИД при сверлении, необходимо устанавливать сверло в патроне с минимальным по возможности вылетом (больше на 3-5 мм чем глубина обрабатываемого отверстия).
Скорость резания при сверлении вычисляется по формуле:
Частота вращения вычисляется по формуле:
Таблица расчетов режимов при сверлении на станке 2А135 в приложении 1.
Зенкерование и рассверливание
Подача при зенкеровании и рассверливании рассчитывается аналогично по формуле:
Крутящий момент рассчитывается по формуле:
Значения коэффициентов Сm, x, y, q выбирать по таблице 6
| Обрабатываемый материал | См | q | x | y |
| Сталь конструкционная углеродистая, | 0,09 | 1,0 | 0,8 | 0,8 |
| Серый чугун 190 НВ | 0,085 | 1,0 | 0,8 | 0,8 |
| Медные сплавы | 0,031 | 0,85 | 0,8 | 0,8 |
| Алюминиевые сплавы | 0,02 | 0,85 | 0,8 | 0,8 |
Таблица 6
D- диаметр сверла
d- диаметр ранее рассверленного отверстия
Скорость резания рассчитывается по формуле:
Частота вращения вычисляется по формуле:
Развертывание
Для определения крутящего момента при развертывании, каждый зуб инструмента можно рассматривать как расточной резец.
sZ- подача на обин зуб инструмента (равна s/Z)
s- подача, мм/об
Z- число зубьев развертки
Коэффициенты Сp, x, y в таблице 7
| Материал обрабатываемый | Cp | x | y |
| Сталь | 300 | 1 | 0,75 |
| Чугун серый 190 НВ | 92 | 1 | 0,75 |
| Алюминиевые сплавы | 40 | 1 | 0,75 |
| Медные сплавы | 55 | 1 | 0,66 |
Таблица 7
Скорость резания рассчитывается по формуле:
Частота вращения вычисляется по формуле:
Таблица расчетов режимов при развертывании на станке 2А135 в приложении 2.
При введении методики расчетов в системе ТехноПро рекомендуется для сверления и развертывания, подсчитанные режимы внести в информационную базу данных, тем самым, избегая программирования условия расчета и упрощая работу системы. Для расчета режимов при зенкеровании и рассверливании необходимо спрограммировать условия, используя коэффициенты из таблицы 6.
Какое сверло выбрать для сверления металла
Один из первых вопросов, который задают неопытные мастер-каким сверлом сверлить металл ? На самом деле, ответить грамотно не так и легко. Для обработки металла нужно использовать специальные сверла из быстрорежущей инструментальной стали. В них режущая часть изготовлена с добавлением нитрид-титана.
При выборе сверл для сверления металлов, основные и ходовые являются сверла из быстрорежущей инструментальной стали, в магазине их можно найти по отметке HSS.
При работе с чугуном, нержавейкой и прочими металлами которые тяжело поддаются обработке следует использовать сверла твердосплавного состава. Недостатком их является очень высокая цена, что делает работу дорогой.
Если же выбирать сверла с одним из лучших режущих свойств, это будет инструмент с добавлением кобальта, имеющий маркировку-P6M5K5. Это лучшее соотношение цена и качество.
Можно ли сверлить металл сверлом по бетону ?
Бывает необходимость сделать срочно отверстие в металле, и под рукой только сверло по бетону. На таком сверле наконечник выполнен из победита, который даёт возможность сверлить бетон, кирпич с боем. Воспользоваться таким сверлом для высверливания отверстия в металле не получится. Вы можете слизать победитовый наконечник сверла, особенно если попытаетесь воспользоваться сверлом большого диаметра или для высверливания толстого металла. Подытожив, победитовым сверлом просверлить металл не получится.
Однако, если победит заточить под правильным углом, сверлить металл возможно.
Скорость вращения шпинделя
При рассмотрении формулы, которая применяется для расчетов частоты вращения шпинделя, уделяется внимание скорости. Она также должна выбираться в зависимости от определенных условий эксплуатации оборудования. Для расчета скорости вращения -шпинделя станка может применяться формула: v=пdn/1000.
Скорость вращения токарного станка по металлу используется в качестве показателя скорости резания. От него зависит следующее:
- Производительность труда. Стоимость изделия во многом зависит от того, сколько времени было потрачено на его получение. Для повышений производительности труда следует существенно повысить значение скорости резания. Однако это не всегда можно провести, так как слишком высокий показатель может привести к серьезным проблемам, к примеру, нагреву инструмента или износу основной части.
- Шероховатость получаемой поверхности также варьирует в большом диапазоне. С увеличением скорости резания можно существенно повысить качество готового изделия. Поэтому высокие значения применяются в большинстве случаев при чистовом точении.
Выбор определенного показателя скорости вращения шпинделя проводится в зависимости от возможностей применяемого оборудования. Слишком высокий показатель нельзя устанавливать по причине того, что подобная эксплуатация оборудования приводит к сильному износу.
В заключение отметим, что неправильный расчет частоты вращения может привести к весьма тяжелым последствиям. Это связано с возможностью износа привода, а также других элементов. Не рекомендуется выбирать максимальные показателе частоты вращения и скорости резания, так как это может привести к повышенному износу и возможности износа применяемого инструмента.
Как правильно сверлить металлические изделия
Одним из самых важных параметров с высверливании отверстия является острота сверла. Если вы приобрели одно из самых дешевых сверл, оно может оказаться тупым и вовсе из мягкого металла, который не даст вам сделать и пару отверстий.
Насколько быстро будет срезаться и тупиться наконечник сверла, зависит скорость сверления, твердость металла, усилия прилагаемого на сверло, и охлаждения.
- При сверлении больших отверстий, предварительно нужно сделать отверстия меньшего диаметра. Так процесс будет намного быстрее, и сверла не будут так быстро тупиться.
- Для точной центровки отверстия, нужно воспользоваться керном, и накернить центр отверстия перед сверлением.
- Для охлаждения рабочей части сверла, нужно воспользоваться машинным маслом. Просто опустите рабочую часть сверла в емкость с маслом. Периодически повторяйте эту операцию. Можно использовать мыльную воду для охлаждения(за счёт снижения силы трения).
- При высверливании глубоких отверстий периодически доставайте сверло и освобождайте его от стружки.
Как сверлить листовой металл
При работе с листовым металлом особых трудностей возникнуть не должно, даже при высверливании отверстий большого диаметра. Единственное, нужно под место сверления подкладывать деревянный брусок, он поможет снять стружку. Когда вы чувствуйте, что почти просверлили металлический лист-уменьшите давление на сверло, это так же поможет уменьшить вероятность возникновения заусенец.
Как правильно делать отверстия в трубах
Основной проблемой при высверливании отверстий в круглых трубах, является сложность перпендикулярного сверления. Это означает, что отверстие с которого началось сверление, не соответствует выходному. Что бы решить эту проблему, нужно применять сверлильный станок, или специальные направляющие, которые можно сделать самому или приобрести готовые.
Как сверлить алюминий
Кто работал с алюминиевыми деталями, знает, что это мягкий металл. Основная проблема при сверлении алюминия, заключается в обильном обертывании стружкой сверла. Из-за этого сверло перестает сверлить и застревает в металле. Что бы избежать этого, нужно чаще доставать сверло из отверстия и снимать стружку.
Как сверлить нержавейку (нержавеющую сталь)
Нержавейка относится к легированной стали, выполнять сверление который не простое дело. Для того, что бы сверление было комфортное, желательно выбирать сверла с кобальтовым наконечником. Сверлить нержавейку нужно на минимальных оборотах, а именно 100-200 оборотов в минуту. Такие обороты дают нужную скорость реза нержавейки и хорошее качество. Если на вашем инструменте нет регулировки оборотов вращения, стоит нажимать кнопку периодически на секунду-две, что не даст быстро разогнаться сверлу.
Если нужно сделать отверстие большого диаметра, нужно применять коронки по металлу, которые дают возможность сверлить только по наружному диаметру отверстия.
