TEAM CUTTING TOOLS
Съдържание

Как влияе геометрията на дадено свредло върху издръжливостта и допуска при обработка на отвора

Под геометрия на свредлото се разбира броят и положението на режещите ръбове на свредлото, стружковите канали и използваните при това ъгли. 

В зависимост от вида на отвора, който трябва да се направи, се различават:

Спирални свредла

Пробиване на отвор в плътен материал се извършва със спирално свредло. При това се получава цилиндрично кухо тяло чрез обработка на материала чрез рязане. За пробиването на диаметри в диапазон до 20 mm и дълбочина на пробиване до 100 mm спиралното свредло е най-често използваният инструмент. 

Метчик

При нарязване на резба с метчик първо се прави цялостен отвор, след което с метчици се нарязва резба. Тази стъпка може да се извърши на ръка или с машината. Изработената вътрешна резба е стандартизирана, за да може да пасне към съответна външна резба.

Стъпално свредло

Стъпаловидното свредло изработва стъпално оформен отвор, за да може в материала да се вкара свързващ елемент (напр. глава на винт). В повечето случаи не се изисква допълнителна обработка като райбероване или зенкероване.

Геометрия на спиралното свредло

Различните геометрии оказват влияние върху точността на размера на отвора и издръжливостта на свредлото.

За да разберете какъв аспект от геометрията на свредлото върху какъв фактор, свързан с издръжливостта или допуските на свредлото, оказва влияние, може например да разгледаме подробно геометрията на едно спирално свредло. Дори и свредлата, които не разполагат с режещи ръбове, а със сменяеми режещи пластини, са изправени пред предизвикателството да адаптират оптимално отвеждането на стружките, скоростта на рязане и стойностите на подаване.

  1. Ъгъл при върха на свредлото
  2. Главни режещи ръбове
  3. Главна задна повърхност
  4. Спомагателен режещ ръб
  5. Канал за стружки
  6. Направляваща фаска
  7. Страничен ъгъл на рязане

Диаметър на спиралното свредло

Диаметърът на дадено спирално свредло се изтънява в областта на каналите за стружки от върха към опашката на свредлото. Изтъняването възлиза на 0,02 до 0,08 mm на 100 mm дължина на стружковия канал и намалява триенето в свредлования отвор. Освен това се улеснява отвеждането на стружките.

Ъгъл при върха на свредлото – центриране на спиралното свредло

Ъгълът при върха се намира на главата на спиралното свредло. Ъгълът се измерва между двата режещи ръба на върха.

Колкото по-малък е ъгълът при върха, толкова по-лесно е центрирането в материала. В резултат на това е по-малка и опасността от приплъзване при заоблени повърхности. За обработката на материали със слаба топлопроводимост, даващи къси стружки, се избират малки ъгли при върха, които след това способстват за доброто отвеждане на топлината по инструмента при дълги режещи ръбове. Все пак при прекалено малък ъгъл при върха поради вбиване/натрупване на стружките може да се получи запушване на свредлования отвор или на стружковия канал. Малък ъгъл при върха увеличава също износването на режещия ръб.

При материали с добра топлопроводимост или даващи дълги стружки се избира голям ъгъл при върха, тъй като при такъв ъгъл се получава добро отвеждане на стружките и е необходима по-малка сила на рязане. Големият ъгъл при върха все пак води по-лесно до отклонение на свредлото и до по-голям отвор.

Повечето спирални свредла са с ъгъл при върха от 118 градуса. 90 градуса се използват за твърди, износващи се пластмаси, 130 градуса при меки и жилави материали и 140 градуса за леки метали, даващи дълги стружки.

Главни режещи ръбове на спиралното свредло – отговорни за производителността при рязането чрез стружкоотнемане

При спиралното свредло има винаги два главни режещи ръба, които са свързани чрез един напречен режещ ръб. Главните режещи ръбове поемат същинския процес на свредловане. Дългите режещи ръбове в сравнение с късите режещи ръбове по принцип се отличават с по-висока производителност при рязането чрез стружкоотнемане. 

Напречен режещ ръб на спиралното свредло – колкото по-къс, толкова по-добре

Напречният режещ ръб се намира в центъра на върха на свредлото и няма режещ ефект. То упражнява само натиск и триене върху детайла и всъщност възпрепятства процеса на свредловане. Дължината на напречния режещ ръб може да се намали чрез съответни методи на шлифоване. Това така нар. заостряне или кръстообразно заточване води до значително намаляване на силите на триене и по този начин до намаляване на необходимата сила на подаване. Същевременно върхът на свредлото се центрира по-добре в детайла. 

Профил на канала (спираловиден канал) на спиралното свредло – отговорен за издръжливостта на инструмента

Спиралното свредло притежава два спираловидни стружкови канала, разположени един срещу друг, които улесняват отвеждането на стружките и подаването на охлаждащо-смазочната течност. В повечето случаи те се пришлифоват, фрезоват или валцоват в изделието. Каналите с широк профил са по-плоски и допускат използването на свредла с по-голям диаметър на сърцевината.

Лошото отвеждане на стружките означава по-високо топлоотделяне, което от своя страна може да доведе до прогаряне и в крайна сметка до счупване на свредлото.
Едно задръстване от стружки може да причини радиални движения на свредлото и да се отрази на качеството на свредловане, издръжливостта и експлоатационната надеждност на свредлото, както и да предизвика счупване на самото свредло или на пластините. Колкото по-широк е профилът на канала, толкова по-добро е отвеждането на стружките.

Ядрото – гаранция за стабилност на спиралното свредло

Дебелината на сърцевината е решаващият критерий за стабилността на спиралното свредло. Спиралните свредла с голям (дебел) диаметър на сърцевината притежават по-висока стабилност и поради това са подходящи за по-високи въртящи моменти и по-твърди материали. 

Направляващи фаски и спомагателни режещи ръбове на спиралното свредло – отговорни за точността на радиално биене и качеството на обработка на стените на свредлования отвор

  1. Главен режещ ръб
  2. Задна повърхнина
  3. Спомагателен режещ ръб

Чрез затиловане надлъжно по стружковите канали се получават направляващи фаски. В зависимост от диаметъра на свредлото те са с ширина от 0,1 до 5 mm и подпомагат направляването на свредлото в свредлования отвор. Качеството на обработка на стената на свредлования отвор зависи в максимална степен от нейните характеристики. 

Спомагателният режещ ръб оформя прехода от направляващата фаска към канала за стружки. Той отделя и реже стружките, които са се заклинили по инструмента.

Дължината на направляващите фаски и спомагателните режещи ръбове зависи в значителна степен от ъгъла на изкачване на винтовата линия.

Ъгъл на изкачване на винтовата линия (ъгъл на наклона на винтовата линия) на спиралното свредло – определя приложението в зависимост от материала

Ъгълът на наклона на винтовата линия, наричан още ъгъл на изкачване на винтовата линия, се образува от посоката на канала и оста на свредлото. Той определя големината на предния ъгъл на рязане към главните режещи ръбове, а по този начин и процеса на стружкообразуване.

По-големите ъгли на изкачване на винтовата линия осигуряват ефективно отвеждане при меки материали, даващи дълги стружки. От своя страна по-малките ъгли на изкачване на винтовата линия намират приложение при твърди материали, даващи къси стружки.

Спиралните свредла с много малки ъгли на изкачване на винтовата линия (10° - 19°) се отличават с дълга изтеглена спирала. За разлика от това спирални свредла с голям ъгъл на изкачване на винтовата линия (27° - 45°) се отличават със сплескана, къса спирала. Спирални свредла с нормална спирала имат ъгъл на изкачване на винтовата линия 19° - 40°. 

Какво свредло за какъв материал да използвате - 3 типа

Ръководството по DIN класифицира съгласно DIN 1836 свредлата и зенкерите според групата на приложение в следните три типа: N, H и W

  1. Тип N: Нормална спирала за материали с нормална твърдост като обикновени конструкционни стомани, цветни метали и чугун. Не са подходящи за меки материали
  2. Тип H: Дълга спирала за твърди, чупливи и жилави материали, даващи къси стружки, като стомана, твърда пластмаса, плексиглас или слоести пресовани материали
  3. Тип W: За меки и жилави материали, даващи дълги стружки, като алуминий, мед или меки пластмаси.

Скорост на рязане и износване

При правилно избрани условия на рязане износването е навсякъде равномерно. Неравномерно износване може да се получи при висока скорост на рязане, прекалено голямо подаване или прекалено твърд материал. Тогава свредлото трябва да се презаточи по задната повърхнина до пълно отстраняване на износването по главния режещ ръб, напречния режещ ръб и направляващата фаска. Ако износването на направляващата фаска не бъде отстранено, свредлото заклинява.