Обработка дерева на станках

Сверлильный инструмент

Конструкция сверла определяется его технологическим назначением. В частности, видом обрабатываемого материала, направлением сверления относительно волокон древесины. К сверлам предъявляются такие основные требования. Угловые значения и линейные размеры режущих элементов сверла должны соответствовать условиям сверления. Конструкция сверла должна обеспечивать свободное отделение стружки и вывод ее из отверстия или гнезда, а также многократную заточку при сохранении угловых линейных размеров его режущих элементов.

Сверла изготавливают из инструментальной углеродистой стали У9А - У10А. Для сверл с винтовым центром используют цементированные и закаленные малоуглеродистые стали. Сверла для сверления твердых пород, слоистой прессованной древесины, фанеры или высверливания сучков изготавливают из легированной инструментальной стали Х6ВФ ( хромовольфрамованадиевой), 9ХС (хромокремнистой), В, (вольфрамовой), из быстрорежущей стали Р9.

Сверло представляет собой инструмент в форме стержня с режущими элементами на торцевой части. Сверло (рис. 117) состоит из следующих основных частей: рабочей части 7, шейки 3 и хвостовика 2. Хвостовик предназначен для закрепления сверла и передачи ему крутящего момента. Хвостовик может быть исполнен в виде цилиндра или конуса. При этом он может иметь плоский торец или иметь поводок, предохраняющий сверло от проворачивания в патроне.

Рис. 117. Основные части и элементы сверла:
1 - лапка; 2 - хвостовик; 3 - шейка; 4 - канавки для отвода стружки; 5 - головка (режущая часть); 6 - часть сверла; 7 - рабочая часть сверла; 8 - режущие кромки; 9 - задняя поверхность сверла; 10 - передняя поверхность сверла; 11 - винтовые ленточки; 12 - поперечная кромка

Конический хвостовик заканчивается лапкой 1, которая служит упором при выбивании сверла из конического отверстия шпинделя станка. Шейка сверла 3 - это промежуточная его часть между хвостовиком и рабочей частью. Сверла с цилиндрическим хвостовиком делают без шейки, если диаметры рабочей части и хвостовика одинаковы.

Рабочая часть сверла 7 состоит из направляющей 6 и режущих частей. Режущую часть сверла называют головкой. Направляющая часть служит для ориентации рабочей части сверла во время его работы. На ней имеются канавки 4 для отвода стружки. Головка сверла имеет главные режущие кромки, подрезатели и направляющий центр.

Сверло имеет: главные режущие кромки 8, образованные пересечением передних 10 и задних 9 поверхностей сверла; поперечную кромку 12, образованную пересечением задних поверхностей 9 сверла; винтовые ленточки 11 - две узкие винтовые фаски; подрезатели - резцы на периферийной режущей части сверла для подрезания волокон древесины ( применяется не на всех сверлах); направляющий центр - пирамидальный выступ в центральной режущей части сверла, для точного его ориентирования в центре будущего отверстия.

Сверла разделяются на типы, виды и разновидности по конструктивным особенностям режущих элементов, хвостовика и рабочей части.

Типы сверл по форме режущей части и тела ( рис. 118 ) определяются условиями их работы, направлением сверления (продольное, поперечное), диаметром и глубиной сверления.

Рис. 118. Виды сверл для древесины:
а - сверло спиральное с центром и подрезателями; б - сверло с подрезателем для высверливания сучков; в - сверло цилиндрическое спиральное с конической заточкой; г - сверло цилиндрическое с выталкивателем

По форме тела сверла делятся на следующие типы: с цилиндрическим стержнем (рис. 119 а, б, в) и с винтовым телом (рис. 119 д, е, ж, з, и). Сверла с винтовым телом наиболее рациональны, поэтому получили широкое распространение. Преимущество их в том, что канавки, расположенные в их теле по винтовой линии, обеспечивают лучшее размещение и вывод снимаемых стружек из отверстия. Особенно их превосходство ощущается при глубоком сверлении. Кроме того, они обеспечивают возможность формирования режущих элементов торцовой части сверла вследствие переточек по рабочей длине тела.

Рис. 119. Типы сверл:
а - центровое; б - пробочное бесцентровое; в - пробочное центровое; г - ложечное; д - спиральное; е - спиральное с центром и подрезателями; ж - винтовое; з - шнековое; и - штопорное

По форме режущих частей сверла делятся на две подгруппы: с подрезателями и направляющим центром (рис. 119 е ) и с конической заточкой ( рис. 119 д ). Наличие подрезателей характерно для сверл, предназначенных для сверления перпендикулярно направлению волокон древесины. Назначение подрезателей состоит в том, что они предварительно надрезают волокна и формируют гладкую поверхность отверстия.

Для сверления вдоль волокон сверла имеют наклонно расположенные режущие кромки - коническую заточку.

Сквозные отверстия большого диаметра или полуотверстия на боковых гранях деталей получают при помощи полых цилиндрических сверл - пилок, обеспечивающих образование отверстия путем кольцевого выреза древесины. Эти сверла называют еще чашечными с круговыми подрезагелями. Кроме того, при сверлении применяют ложечные сверла, зенкеры и концевые фрезы.

В настоящее время наиболее широкое распространение получили сверла: спиральные, центровые с круглыми и зубчатыми подрезагелями, полые цилиндрические пилки и зенкеры.

Спиральные сверла применяют в основном для сверления в деревянных деталях сравнительно неглубоких отверстий. Для сверления вдоль волокон применяют цилиндрические спиральные сверла с конической заточкой, длинные диаметром от 5 до 12 мм и длиной от 130 до 210 мм и короткие диаметром 2-12 мм и длиной 45-145 мм. В ряде случаев, когда требуется более тонкая градация, используют спиральные сверла по металлу. Для сверления древесины поперек волокон применяют сверла с центром и подрезагелями. Они бывают размерами от 4х80 до 32х200 мм.

При сверлении перпендикулярно направлению волокон угол при вершине сверла должен составлять 120 °, а вдоль волокон - 85 °.

Центровые сверла ( чашечные'» с круговыми и зубчатыми подрезагелями используют для получения неглубоких отверстий, главным образом для высверливания сучков, точных и чистых отверстий, а также для сверления фанеры и полуокружности на краях деталей. Для высверливания сучков применяют сверла с круговыми подрезагелями диаметром 20-55 мм (диаметром хвостовика 12-18 мм) и длиной 120-150 мм. Сверление отверстий большого диаметра осуществляют сверлами с зубчатыми подрезателями диаметром 30-100 мм. При использовании сверл с круговыми подрезателями максимальная подача составляет 1 мм/об, а максимальная скорость резания - 2 мм/сек. Увеличение скорости подачи способствует тому, что круговые подрезатели вследствие значительного трения сильно нагреваются и подвергаются интенсивному отпуску, что значительно ухудшает режущие свойства сверл.

Полые цилиндрические сверла применяют для получения сквозных отверстий или полуокружностей на краях деталей, а также для выпиливания пробок. Эти сверла выпускают с выталкивателем деревянных кружков или без них. Зубья цилиндрической пилки имеют профиль, подобный профилю зубьев круглых пил для поперечной распиловки с косой заточкой передней и задней поверхностей.

Ложечные сверла применяют для сверления глубоких отверстий в торце деталей вдоль волокон древесины (гнезд для шкантов и др.). Они характеризуются наличием одной режущей кромки и продольного желобка для отвода стружки. Применение их ограничено.

Винтовые сверла разделяют по форме на три вида: винтовые, шнековые и штопорные. Короткие винтовые сверла предназначены для сверления в деталях неглубоких отверстий сравнительно большого диаметра. Они имеют диаметр от 20 до 50 мм. Длинные винтовые, шнековые и штопорные сверла применяют для сверления глубоких сквозных отверстий в брусьях и деревянных формах с помощью ручных электродрелей. Эти сверла имеют длину от 400 мм до 1100 мм и диаметр от 10 до 50 мм. При этом предпочтение отдают шнековым сверлам, обладающим большей жесткостью.

Зенкеры (рис. 120) применяют для частичной обработки, рассверливания отверстий или образования фасонных углублений в деталях.

Рис. 120. Зенкеры:
а - цилиндрическийс направляющей головкой; б - комбинированный конический со сверлом; в - фасонный зенкер

Различают следующие основные типы зенкеров: цилиндрические с направляющей для получения отверстий под цилиндрическую головку винта; конические, для выработки конуса под шляпку винта; комбинированные ( конические и цилиндрические ) со сверлом для одновременного рассверливания отверстий и фасонной обработки их поверхностей, а также фасонные - для образования фасонных углублений.

Зенкование происходит так же, как сверление при двух совместных движениях: вращении зенкера и подаче материала вдоль оси зенкера или поступательном перемещении самого зенкера.

Наиболее рациональной конструкцией является комбинированный конический зенкер со сверлом. При его использовании высверливание отверстия и конического углубления под винты осуществляется за один рабочий ход.