Текст книги "Жестяницкие работы. Сверление металла, пробивание, зенкование и зенкерование отверстий"

Жестяницкие работы
Сверление металла, пробивание, зенкование и зенкерование отверстий

Сверление металла

Сверлением называется операция по выполнению отверстий в сплошном металле режущим инструментом – сверлом. Увеличение предварительно просверленного в детали отверстия с помощью сверла или зенкера называется рассверливанием.

При сверлении обрабатываемую надежно закрепляют в станочных тисках, в специальном приспособлении, в кондукторе или планками на столе сверлильного станка, а сверлу сообщают два совместных движения – вращательное и поступательное (направленное вдоль оси сверла). В результате этих двух, происходящих совместно движений (вращение сверла и подача его в металл) и совершается операция сверления. Вращательное движение сверла называется главным (рабочим) движением, или движением резания. Поступательное движение вдоль оси сверла называется движением подачи.

Сверление применяется при выполнении значительной части жестяницких работ. Оно выполняется ручным пневматическими и электрическими сверлильными машинами, а также на сверлильных станках.

Сверление сквозных и глухих отверстий диаметром до 80 мм на сверлильных станках выполняют с точностью пятого класса. Шероховатость обработанной поверхности отверстий – третьего-четвертого класса.

Выбор режимов резания при сверлении заключается в определении такой подачи скорости резания, чтобы процесс обработки детали был наиболее производительным и экономичным.

Сверление отверстий по разметке

Применяется при обработке единичных деталей. При сверлении отверстий по разметке важным является центровка сверла. Сверло устанавливают так, чтобы ось шпинделя станка, ось сверла и центр отверстия, намеченные керном, точно совпадали.

Сверление отверстий по шаблону

Применяется при серийном изготовлении деталей. Для сверления по шаблону в пакет соединяют по 3-4 заготовки деталей, сверху заготовок накладывают шаблон, а затем их стягивают струбцинами.

Сверление отверстий через кондуктор

Применяют при серийном изготовлении деталей, в которых требуется выдержать расстояние между центрами отверстий. Точность расположения отверстий гарантируется направлением сверла через закаленные втулки кондуктора.

Применение шаблонов и кондукторов позволяет сверлить отверстия без предварительной разметки.

Виды и заточка сверл

Для сверления отверстий применяют спиральные сверла. Спиральное сверло состоит из рабочей части, хвостовика, шейки, лапки, или поводка.

Хвостовик сверла закрепляется в патроне пневматической или электрической машины или в шпинделе станка.

Сверла изготовляют с обыкновенной и двойной заточкой из быстрорежущей стали Р9, Р18 и стали 9ХС.

Сверла с обыкновенной заточкой имеют на режущей части одну поперечную и две режущие кромки.

Сверла с двойной заточкой отличаются тем, что имеют двойной угол при вершине. Их режущие кромки выполнены в виде ломаной линии.

Сверла с обыкновенной заточкой диаметром от 0.25 до 12 мм применяют для сверления стали, чугуна, цветных металлов и их сплавов.

Сверла с обыкновенной заточкой диаметром свыше 12 мм до 80 мм применяют для сверления сталей, имеющих предел прочности при растяжении до 50 кГ/мм².

Сверла с двойной заточкой диаметром от 12 до 80 мм применяют для сверления сталей, имеющих предел прочности при растяжении более 50 кГ/мм².

Для нормальной работы спирального сверла с обыкновенной заточкой необходимо, чтобы угол при вершине был равен 118`.

Если угол при вершине будет больше 118`, сверло, имея укороченные размеры режущих кромок, станет неустойчивым, легко будет перемещаться и разбивать отверстия или сломается, так как оно не может быстро углубляться в металл, когда на него действует усилие подачи. Если, наоборот, угол подачи при вершине будет меньше 118`, получится слишком большое давление острия на обрабатываемый материал, что также часто приводит к поломке сверла.

Обе режущие кромки затачивают строго под одинаковым углом к оси сверла, кромки должны быть равными по длине, в противном случае сверло будет бить и отверстие получится неправильным, т.е. больше диаметра сверла. Кроме того, одностороннее заточенное сверло быстрее тупится, так как работает одной кромкой.

Угол при вершине сверла, равный 118`, до известной степени является универсальным – пригодным для сверления стали и чугуна.

При сверлении отверстий в других металлах и сплавах сверла затачивают следующими углами: латуни и бронзы – 130-140`, красной меди – 125`, алюминия и дюралюминия – 140`, закаленной стали – 125`, баббит – 140`, эбонит – 85-90`, мрамор, стекло и другие хрупкие материалы – 80`, пластмассы – 50-60`.

Сверла с пластинками твердых сплавов. Эти сверла позволяют значительно увеличить скорость резания и тем самым повысить производительность труда при сверлении.

Такие сверла изготовляют с прямыми, косыми и спиральными канавками и предназначаются для обработки металлических материалов, обладающих твердостью HRC 60-64 (например чугуна и закаленной легированной стали), а также хрупких неметаллических материалов: стекла, мрамора, некоторых пластмасс и др.

Пластинки твердых сплавов ВК8 и Т15К6 вставляются в паз, сделанный в корпусе сверла, и припаиваются медным припоем.

Перовые сверла имеют в рабочей части форму лопатки, заканчивающейся углом 116-118`.

Узкие боковые грани сверла заточены с небольшим скосом. Перовые сверла употребляются для грубого сверления неглубоких отверстий.

Ружейные сверла состоят из стальной трубки и приваренной к ней трубки из быстрорежущей стали, которая является режущей частью.

По отверстиям в трубках поступает охлаждающая жидкость, которая вместе со стружкой отводится через специальную продольную канавку. Ружейные сверла применяют для сверления глубоких отверстий.

Вручную заточить правильно сверло трудно, поэтому сверла затачивают на специальных станках.

Для проверки заточки сверл пользуются специальными шаблонами, позволяющими с достаточной точностью определить заточку.

Пневматические и электрические сверлильные машины

Вручную отверстия сверлят главным образом пневматическими и электрическими сверлильными машинами разной конструкции, массы и мощности. В жестяницком деле, обычно сверлят отверстия диаметром не более 10 мм, поэтому применяют сверлильные машины малой массы и небольших размеров. Часто сверлильные машины называют, соответственно, пневмодрелью и электродрелью.

Пневматическая сверлильная машина состоит из корпуса с рукояткой, внутри корпуса расположен двигатель, представляющий собой пятилопастный ротор.

Движение ротора при помощи планетарного механизма передается ведомому шпинделю, на конце которого закреплен сверлильный патрон.

В рукоятке расположен спусковой механизм, действующий от курка.

Сжатый воздух подводится по шлангу, соединяемому с футоркой резьбовым ниппелем.

При нажиме на курок сжатый воздух из сети через шаровой клапан и каналы в рукоятке поступает в корпус.

Ротор вместе с лопатками вставлен в неподвижную часть двигателя, называемую статором.

При расположении ротора в статоре эксцентрично образуется пространство.

Сжатый воздух, проходя по каналу статора, поступает в пространство между ротором и при этом давит на лопатки, заставляя тем ротор вращаться.

При своем вращении ротор вращает шпиндель, на котором закреплен сверлильный патрон для зажима сверла.

Патрон всегда вращает зажатое в нем сверло, которым и производится сверление отверстий.

Правила ухода за пневматическими сверлильными машинами заключаются в следующем:

Перед началом работы следует:

1. Убедиться в наличии и чистоте сетки в футорке.

2. Смазать машину чистым турбинным маслом марки "Л", налив его в футорку до краев и поставив выключатель в рабочее положение. Провернуть несколько раз машину за шпиндель, чтобы масло проникло внутрь машины.

3. Продуть шланг и привернуть его к машине.

4. Опробовать машину и при исправности приступит к работе.

Во время работы следует:

1. Включать машину в работу постепенно.

2. Не следует давать машине работать в холостую.

3. Смазывать машину через 2-3 часа.

4. В случае остановки или неисправности машины сдать ее для исправления в инструментальную кладовую.

Электрические сверлильные машины работают от сети постоянного тока.

Применение электрических сверлильных машин не требует устройства дорогостоящих компрессорных установок, необходимых для получения сжатого воздуха.

Эти сверлильные машины широко применяют на предприятиях, где отсутствуют компрессорные установки.

Электрические сверлильные машины по сравнению с пневматическими имеют больший коэффициент полезного действия.

У электрических сверлильных машин коэффициент полезного действия в среднем достигает 0.8-0.9, тогда как у пневматических всего 0.4-0.6.

При работе с электрическими сверлильными машинами необходимо соблюдать следующие правила:

1. При напряжении в сети переменного тока выше допустимого следует включать между сетью и машиной автотрансформатор или стабилизатор напряжения. Включение добавочных сопротивлений для регулирования напряжения не допускается, так как электродвигатель при холостом ходе окажется под полным, более высоким напряжением и может быть поврежден.

2. Необходимо периодически наблюдать за работой щеток электродвигателя, которые должны быть хорошо пришлифованы и при нормальной работе не искрить.

3. Необходимо следить за тем, чтобы не было перегрузки электродвигателя, так как это вызывает сильный нагрев.

4. Электрические машина не снабжены специальной противосыростной изоляцией, необходимо хранить в сухом отапливаемом помещении. Помещение сырое или с резкими колебаниями температуры может вызвать конденсацию влаги, вследствие чего изоляция разрушится и электродвигатель выйдет из строя.

5. Во время работы машина должна быть обязательно заземлена.

6. Если требуется более длинный подводящий провод, чем тот, которым обыкновенно снабжается машина, не следует отключать имеющийся, лучше присоединить к нему добавочным путем штепсельного соединения.

7. При остановке машины, появления искрения или запаха горения, не следует разбирать машину на месте работы: нужно заменить ее на годную в инструментальной кладовой.

Сверление отверстий пневматическими и электрическими сверлильными машинами

Прежде чем приступить к сверлению отверстий сверлильными машинами, их тщательно осматривают, проверяют на исправность и устанавливают режим работы.

Для поддержания машин на необходимой высоте, в особенности при большой их массе, пользуются универсальными балансирами, применение которых значительно повышает производительность труда и уменьшает

Утомляемость работающего

При сверлении отверстий сверлильными машинами необходимо придерживаться следующих правил и последовательности:

1. До присоединения к пневматической сверлильной машине продуть шланг воздухом (через кран воздушной сети), чтобы удалить задерживающуюся в нем влагу и пыль.

2. Проверить, нет ли утечки воздуха из шланга, и если утечка имеется, устранить ее.

3. Во время работы электрическая сверлильная машина должна быть обязательно заземлена.

4. У полученного из инструментально-раздаточной кладовой сверла проверить размер, заточку и состояние режущих кромок.

5. Сверло должно быть надежно закреплено в патроне. При несоблюдении этого требования сверло проворачивается, разбивает отверстие, может сломаться и поранить руки.

6. Проверить, правильно ли размечены отверстия и установлены детали в кондукторе.

7. Сверлильные машины для работы подбирать соответственно диаметру просверливаемого отверстия.

8. Сверло устанавливать под прямым углом к поверхности детали, подлежащей сверлению, так как при наклонном сверлении получается неправильные отверстия.

9. Сверлильные машины при сверлении держать крепко, иначе они будут вибрировать, вследствие чего получатся неправильные отверстия.

10. При горизонтальном сверлении встать так, чтобы корпус был наклонен вперед, правая нога при этом установлена на полшага назад и немного вправо, чтобы можно было наблюдать за положением и работой сверла.

11. При сверлении отверстий, находясь на высоте, необходимо обдумать возможные случаи положений и принять все меры к тому, чтобы можно было прочно держать сверлильную машину.

12. При сверлении отверстий большого диаметра предварительно сверлить их сверлом меньшего диаметра.

13. При сверлении глубоких отверстий чаще вынимать сверло, чтобы удалить стружку.

14. Заметив неисправность в работе сверлильной машины, работу прекратить и сдать машину в инструментально-раздаточную кладовую для устранения неполадок.

Сверлильные станки

Сверлильные станки по конструктивному признаку разделяются на две основные группы: вертикальные и радиальные.

По количеству шпинделей сверлильные станки разделяются на одношпиндельные и многошпиндельные.

Сверлильные станки применяют для сверления и рассверливания отверстий. Отверстия диаметром до 12 мм сверлят на настольно-сверлильном станке НС-12Б, устанавливают на прочный стол или подставку высотой 800-900 мм.

При сверлении отверстий более 12 мм, зенковании, зенкеровании внутренней резьбы метчиками используют вертикально-сверлильные станки.

При выполнении жестяницких работ широко используют радиально-сверлильные станки.

Это объясняется тем, что на этих станках можно сверлить отверстия в деталях больших габаритов, не переставляя их, что сокращает рабочее время. Радиально-сверлильные станки бывают двух видов: с двумя шарнирными складывающимися хоботами и с вертикальной стойкой, на которой закрепляется несущий сверлильную головку поворотный хобот.

Радиально-сверлильные станки имеют вылет от 1500 до4300 мм. На этих станках можно сверлить и рассверливать отверстия диаметром до 50 мм со скоростью резания от 10 до36 м/мин и подачей сверла от 0.15 до 0.48 мм.

Охлаждающая жидкость подается к месту сверления насосом или самотеком из бачка, укрепленного на каретке станка.

Управление станком простое и не требует высокой квалификации рабочих.

Площадь, обслуживаемая одним радиально-сверлильным станком, зависит от размеров крайних возможных положений шпинделя.

Сверление отверстий на сверлильных станках

Для сверления деталь надежно закрепляют на столе станка или на специальных столах. При сверлении отверстий применяют различные охлаждающие жидкости, подбирая их с учетом того, чтобы они одновременно могли предохранять материал от коррозии.

Для охлаждения сверл при обработке стали обычно применяют двухпроцентный раствор каустической соды.

Очень часто при сверлении углеродистых сталей обычного качества применяют сверлильную эмульсию (смесь воды со сверлильным маслом или салом), а при сверлении легированных сталей – суррогат из сурепного масла (смесь сурепного масла с керосином).

Перед тем как приступить к сверлению, станок осматривают, проверяют на исправность, смазывают маслом трущиеся части и устанавливают число оборотов в минуту и подачу сверла.

Число оборотов в минуту сверла определяют в зависимости от свойств обрабатываемого материала и диаметра сверла.

Число оборотов определяют по таблице, пользуясь формулами, подсчетом.

Число оборотов в минуту сверла в зависимости от его диаметра и скорости резания.

Определенное по таблице число оборотов в минуту сверла сравнивают с числом оборотов в минуту станка, указанным на табличке, которая прикрепленной к станку или в паспортных данных станка, и принимают ближайшее число оборотов, которое может дать станок.

В станках с коробкой скоростей число оборотов в минуту шпинделя устанавливают переводом рукояток в положение, соответствующее выбранному числу оборотов.

В станках со ступенчатыми шкивами накидывают на соответствующую ступень приводной ремень.

Автоматическую подачу устанавливают таким же путем.

Ручная подача не устанавливается. Нажим на сверло при ручной подаче регулируется рукой.

При сверлении отверстий необходимо соблюдать следующие правила:

1. При получении сверл из инструментально-раздаточной кладовой проверять заточку и состояние режущих кромок. Сверло должно быть с острыми кромками и правильно заточено.

2. Надежно закреплять сверло в шпинделе станка, так как всякое биение сверла приводит к неточности отверстия и поломке сверла.

3. Надежно закреплять обрабатываемые детали на рабочем столе.

4. Прежде чем подвести сверло к обрабатываемой детали, пустить станок. Сверло подводить к обрабатываемой поверхности детали без резких толчков и ударов, так как в этом случае режущие кромки сверла крошатся.

5. Сверло при выходе из просверливаемого отверстия захватывает слишком большой величины стружку. Поэтому в этот момент надо уменьшить подачу, иначе можно легко сломать сверло.

6. При сверлении глубокого отверстия время от времени, не останавливая станок, выводить сверло из отверстия для удаления стружки. Выводить сверло из отверстия нужно при том же направлении вращения сверла, как и при работе. Остановка станка в момент, когда сверло находится в отверстии, влечет за собой заедание сверла и поломку его.

7. Своевременно затачивать сверла. Сверло меньше изнашивается при частой заточке, чем при сильном затуплении.

8. "Визжание" сверла при работе свидетельствует о том, что сверло затупилось или перекошено в отверстии. При этом работу прекращают и проверяют, остры ли режущие кромки и правильно ли направлено сверло.

9. Сверло из шпинделя станка выбивать клином несколькими ударами, но не одним сильным ударом.

Причина брака при сверлении разные. Основными из них являются небрежность в работе, недосмотр и халатность самого работающего, а также недостаточное знание инструмента и станка, неисправность станка и приспособления, неправильные установки и крепление инструмента и детали, работа неправильно заточенным инструментом.

Отверстие больше заданного диаметра получается по следующим причинам:

1. Сверло взято большого диаметра.

2. Неправильные углы режущих кромок или режущие кромки разной длины.

3. Люфт сверла в конусной переходной гильзе.

4. Люфт шпинделя станка.

Смещение отверстия происходит по следующим причинам:

1. неверно размечена деталь.

2. Неправильно установлена и слабо закреплена деталь на столе станка.

3. Сверло имеет биение в шпинделе.

4. Сверло уходит в сторону.

Перекос отверстия получается по следующим причинам:

1. Неправильно установлена деталь на столе станка.

2. Попали стружки под нижнюю поверхность детали.

3. Неправильно подложены подкладки под детали.

4. Стол станка не перпендикулярен к шпинделю.

5. Неправильный, слишком сильный нажим на сверло при подаче.

Отверстия с грубо обработанной поверхностью получаются по следующим причинам:

1. Применено тупое или неправильно заточенное сверло.

2. Слишком большая подача.

3. Недостаточно охлаждено сверло.

4. Плохо установлены сверло и деталь.

Установка изделий на станке

Перед установкой изделий для сверления стол станка поднимают или опускают в необходимое положение, соответствующее размеру обрабатываемого изделия. Стол должен быть очищен от стружки и чисто вытерт.

Стружка и грязь могут привести к перекосу изделия.

При сверлении отверстий до 10 мм изделие массой свыше 10 кг устанавливается на столе станка без закрепления.

Легкие изделия прикрепляют непосредственно к столу прихватами и болтами, используя для этого перпендикулярообразные канавки стола, или устанавливают в специальных приспособлениях.

К этим приспособлениям относятся машинные тиски, угольники, ступенчатые опоры, упоры, призмы, кондукторы, базовые плиты и др.

Машинные тиски могут иметь различную конструкцию. Важно, чтобы в их основании были отверстия, в которые пропускают стержни болтов, закрепленных головками в перпендикулярнообразных пазах стола сверлильного станка.

Угольники служат для установки на столе станка обрабатываемых поверхностей небольших размеров. Полки угольника имеют продолговатые отверстия для крепления изделий к угольнику и самого угольника к столу. Изделия закрепляют с помощью планок и прихватов.

Существуют конструкции угольников с шарнирным соединением полок, позволяющие располагать изделие под разными углами к столу.

Ступенчатые опоры применяют в комбинациях с упорами и призмами. В том и другом случаях обрабатываемое изделие закрепляют с помощью зажимов.

Кондукторы используют тогда, когда обрабатывается много одинаковых изделий или требуется повышенная точность расположения отверстий.

Кондукторы делают накладными или коробчатыми.

Накладной кондуктор располагают поверх изделия, которое закреплено на столе станка, и крепят к изделию винтами или прижимами.

При использовании коробчатого кондуктора изделие помещают внутрь него, закрывают сверху крышкой с направляющими втулками для прохода сверла, а затем кондуктор укрепляют на столе станка.

Для механизации закрепления изделий все шире применяются электрические, пневматические, гидравлические зажимы, используют электромагнитные плиты.