Быстрая навигация по таблицам
- Таблица скоростей сверления по материалам
- Таблица подач для различных диаметров сверл
- Таблица выбора материала сверла
- Таблица смазочно-охлаждающих жидкостей
- Таблица расчета режимов резания
Таблица скоростей сверления по материалам
| Материал | Диаметр 2-4 мм (об/мин) | Диаметр 5-8 мм (об/мин) | Диаметр 10-15 мм (об/мин) | Диаметр 16-25 мм (об/мин) | Особенности |
|---|---|---|---|---|---|
| Сталь углеродистая | 1000-1500 | 600-800 | 400-600 | 200-400 | С охлаждением |
| Сталь нержавеющая | 500-800 | 300-500 | 200-300 | 100-200 | Малая подача, охлаждение |
| Чугун | 1500-2000 | 800-1200 | 500-800 | 300-500 | Без охлаждения |
| Алюминий | 2000-3000 | 1200-2000 | 800-1200 | 400-800 | Высокие обороты |
| Латунь, бронза | 1800-2500 | 1000-1500 | 600-1000 | 300-600 | Без охлаждения |
| Дерево мягких пород | 2500-3500 | 1500-2500 | 1000-1500 | 750-1000 | Высокие обороты |
| Дерево твердых пород | 2000-3000 | 1200-2000 | 800-1200 | 500-800 | Умеренные обороты |
| Пластик | 1500-2500 | 1000-1500 | 600-1000 | 400-600 | Избегать перегрева |
| Керамическая плитка | 800-1000 | 600-800 | 400-600 | 300-400 | С водяным охлаждением |
| Бетон, кирпич | 2500-3000 | 2000-2500 | 1500-2000 | 1000-1500 | Ударный режим |
Таблица подач для различных диаметров сверл
| Диаметр сверла (мм) | Сталь (мм/об) | Чугун (мм/об) | Алюминий (мм/об) | Дерево (мм/об) | Пластик (мм/об) |
|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 0,05-0,08 | 0,08-0,12 | 0,10-0,15 | 0,20-0,30 | 0,08-0,12 |
| 4 | 0,10-0,15 | 0,15-0,20 | 0,20-0,30 | 0,30-0,50 | 0,15-0,25 |
| 6 | 0,15-0,25 | 0,20-0,30 | 0,30-0,45 | 0,50-0,80 | 0,20-0,35 |
| 8 | 0,20-0,30 | 0,25-0,40 | 0,40-0,60 | 0,60-1,00 | 0,25-0,45 |
| 10 | 0,25-0,40 | 0,30-0,50 | 0,50-0,80 | 0,80-1,20 | 0,30-0,55 |
| 12 | 0,30-0,50 | 0,40-0,60 | 0,60-0,90 | 1,00-1,50 | 0,35-0,65 |
| 16 | 0,40-0,60 | 0,50-0,80 | 0,80-1,20 | 1,20-2,00 | 0,45-0,80 |
| 20 | 0,50-0,80 | 0,60-1,00 | 1,00-1,50 | 1,50-2,50 | 0,55-1,00 |
| 25 | 0,60-1,00 | 0,80-1,20 | 1,20-1,80 | 2,00-3,00 | 0,70-1,20 |
Таблица выбора материала сверла
| Материал сверла | Маркировка | Применение | Скорость резания (м/мин) | Особенности |
|---|---|---|---|---|
| Быстрорежущая сталь | HSS, Р6М5 | Универсальное | 25-35 | Оптимальное соотношение цена/качество |
| Кобальтовая сталь | HSS-Co, Р6М5К5 | Нержавеющая сталь | 20-30 | Повышенная жаростойкость |
| Твердый сплав | ВК6М, ВК8М | Высокопроизводительное | 50-70 | Высокая скорость, требует жесткости |
| С титановым покрытием | HSS-TiN | Повышенные нагрузки | 30-40 | Увеличенный срок службы |
| Углеродистая сталь | У12А | Дерево, пластик | 12-18 | Низкая стоимость |
Таблица смазочно-охлаждающих жидкостей
| Материал заготовки | Рекомендуемая СОЖ | Концентрация | Способ подачи | Эффект |
|---|---|---|---|---|
| Конструкционная сталь | Эмульсия | 5-10% | Поливом | Охлаждение, смазка |
| Легированная сталь | Компаундированное масло | Чистое | Поливом/кисточкой | Смазка, предотвращение налипания |
| Нержавеющая сталь | Сульфофрезол | 15-20% | Поливом | Интенсивное охлаждение |
| Чугун | Сухое сверление | - | - | Избежание налипания стружки |
| Алюминий | Керосин + эмульсия | 50/50 | Поливом | Предотвращение налипания |
| Латунь, бронза | Сухое сверление | - | - | Хорошая обрабатываемость |
| Титан | Масло + керосин | 50/50 | Обильным поливом | Интенсивное охлаждение |
Таблица расчета режимов резания
| Параметр | Формула | Обозначения | Единицы измерения | Примечания |
|---|---|---|---|---|
| Частота вращения | n = 1000v / (π × D) | v - скорость резания, D - диаметр сверла | об/мин | Основная формула |
| Скорость резания | v = π × D × n / 1000 | D - диаметр сверла, n - частота вращения | м/мин | Линейная скорость |
| Подача минутная | Sмин = S₀ × n | S₀ - подача на оборот, n - частота вращения | мм/мин | Скорость подачи |
| Время обработки | T = L / Sмин | L - глубина отверстия, Sмин - минутная подача | мин | Основное время |
| Мощность резания | Ne = Pz × v / (60 × 1000) | Pz - осевая сила, v - скорость резания | кВт | Требуемая мощность |
Оглавление статьи
- Введение в технологию сверления отверстий
- Основные параметры режимов сверления
- Выбор материала и типа сверла
- Расчет скорости резания и частоты вращения
- Выбор подачи и глубины резания
- Смазочно-охлаждающие жидкости
- Практические рекомендации и безопасность
Введение в технологию сверления отверстий
Сверление отверстий является одной из наиболее распространенных операций механической обработки материалов. Качество получаемых отверстий и производительность процесса напрямую зависят от правильного выбора режимов резания, которые должны учитывать свойства обрабатываемого материала, характеристики режущего инструмента и возможности используемого оборудования.
Современные таблицы режимов сверления представляют собой результат многолетних исследований и производственного опыта. Они позволяют технологам и операторам станков быстро определить оптимальные параметры обработки для достижения максимальной производительности при обеспечении требуемого качества отверстий.
Процесс сверления характеризуется сложными условиями резания: наличием поперечной режущей кромки, затрудненным отводом стружки, интенсивным тепловыделением в зоне резания. Эти факторы требуют особого внимания к выбору режимов обработки и применению смазочно-охлаждающих жидкостей.
Основные параметры режимов сверления
Режим резания при сверлении определяется тремя основными параметрами: скоростью резания, подачей и глубиной резания. Каждый из этих параметров оказывает значительное влияние на процесс формообразования отверстия, качество обработанной поверхности и стойкость режущего инструмента.
Скорость резания
Скорость резания представляет собой окружную скорость вращения сверла и измеряется в метрах в минуту. Она определяет интенсивность процесса резания и напрямую влияет на температуру в зоне обработки. Оптимальная скорость резания зависит от материала заготовки, материала сверла и условий охлаждения.
n = 1000 × v / (π × D)
где: n - частота вращения (об/мин), v - скорость резания (м/мин), D - диаметр сверла (мм)
Подача
Подача характеризует величину перемещения сверла вдоль оси за один оборот и измеряется в миллиметрах на оборот. Правильный выбор подачи обеспечивает эффективное удаление материала без перегрузки режущих кромок сверла.
Глубина резания
При сверлении сплошного материала глубина резания равна половине диаметра сверла. При рассверливании глубина резания составляет половину разности между окончательным и предварительным диаметрами отверстия.
Для сверления отверстия диаметром 10 мм в стали Ст45 сверлом из быстрорежущей стали:
- Скорость резания: v = 25 м/мин
- Частота вращения: n = 1000 × 25 / (3,14 × 10) = 796 об/мин
- Подача: S₀ = 0,25 мм/об
Выбор материала и типа сверла
Выбор материала сверла является критически важным фактором, определяющим эффективность процесса сверления. Современные сверла изготавливаются из различных материалов, каждый из которых имеет свои преимущества и области применения.
Быстрорежущие стали
Сверла из быстрорежущих сталей марок HSS, Р6М5 являются наиболее универсальными и широко применяемыми. Они обеспечивают хорошее соотношение производительности и стоимости при обработке большинства конструкционных материалов. Рабочие скорости составляют 25-35 м/мин.
Кобальтовые стали
Сверла из кобальтовых сталей HSS-Co, Р6М5К5 обладают повышенной теплостойкостью и предназначены для обработки труднообрабатываемых материалов, включая нержавеющие и жаропрочные стали. Содержание кобальта 5-8% значительно повышает красностойкость инструмента.
Твердосплавные сверла
Твердосплавные сверла обеспечивают наивысшую производительность благодаря возможности работы на скоростях 50-70 м/мин. Однако они требуют высокой жесткости технологической системы и точного соблюдения режимов резания.
Расчет скорости резания и частоты вращения
Скорость резания является определяющим параметром режима сверления, от которого зависят все остальные показатели процесса. Правильный расчет скорости резания требует учета множества факторов, включая физико-механические свойства обрабатываемого материала, геометрию и материал сверла, условия охлаждения.
Базовые значения скорости резания
Базовые значения скорости резания определяются экспериментально для стандартных условий обработки. Для конструкционных сталей твердостью до 200 НВ скорость резания сверлами из быстрорежущей стали составляет 25-30 м/мин, для чугуна - 15-20 м/мин, для алюминиевых сплавов - 80-120 м/мин.
Поправочные коэффициенты
В реальных производственных условиях базовые значения скорости резания корректируются с помощью поправочных коэффициентов, учитывающих конкретные условия обработки. Основными факторами, влияющими на скорость резания, являются твердость материала, глубина отверстия, жесткость технологической системы.
v = v₀ × Km × Kt × Kl × Ks
где: v₀ - базовая скорость, Km - коэффициент материала, Kt - коэффициент твердости, Kl - коэффициент глубины, Ks - коэффициент жесткости системы
Влияние диаметра сверла
Диаметр сверла оказывает существенное влияние на выбор частоты вращения. С увеличением диаметра частота вращения должна снижаться для поддержания оптимальной скорости резания. Это объясняется тем, что окружная скорость пропорциональна диаметру сверла.
Выбор подачи и глубины резания
Подача является вторым по важности параметром режима сверления после скорости резания. Правильный выбор подачи обеспечивает оптимальную нагрузку на режущие кромки сверла и определяет качество формируемой поверхности отверстия.
Факторы, влияющие на выбор подачи
Основными факторами, определяющими величину подачи, являются диаметр сверла, свойства обрабатываемого материала, требуемая точность и качество поверхности отверстия, жесткость технологической системы. Для сверл диаметром до 10 мм подача рассчитывается по формуле S₀ = 0,025 × D, для больших диаметров - S₀ = 0,063 × D^0,6.
Ограничивающие факторы
При выборе подачи необходимо учитывать ограничения по прочности сверла, мощности станка, требуемой точности обработки. При сверлении глубоких отверстий подача должна быть снижена на 10-25% для улучшения условий стружкоудаления.
При сверлении отверстия диаметром 8 мм в стали 45 глубиной 40 мм:
- Базовая подача: S₀ = 0,025 × 8 = 0,2 мм/об
- С учетом глубины: S₀ = 0,2 × 0,9 = 0,18 мм/об
- Окончательная подача: S₀ = 0,18 мм/об
Подача при рассверливании
При рассверливании существующих отверстий подача может быть увеличена в 1,5-2 раза по сравнению со сверлением сплошного материала. Это обусловлено меньшей нагрузкой на поперечную режущую кромку и улучшенными условиями центрирования сверла.
Смазочно-охлаждающие жидкости
Применение смазочно-охлаждающих жидкостей при сверлении позволяет повысить скорость резания в 1,4-1,5 раза, улучшить качество обработанной поверхности и значительно увеличить стойкость инструмента. Выбор типа СОЖ зависит от материала заготовки и условий обработки.
Функции СОЖ
Смазочно-охлаждающие жидкости выполняют несколько важных функций: охлаждение зоны резания для предотвращения перегрева инструмента, смазывание контактных поверхностей для снижения трения, вымывание стружки из зоны обработки, защита от коррозии обработанной поверхности.
Виды СОЖ для различных материалов
Для конструкционных сталей рекомендуется использование водных эмульсий концентрацией 5-10%. При обработке легированных сталей применяются компаундированные масла или сульфофрезол. Алюминиевые сплавы обрабатываются с применением смеси эмульсии и керосина в соотношении 50:50.
Способы подачи СОЖ
Эффективность применения СОЖ во многом зависит от способа ее подачи в зону резания. Наиболее распространенными являются подача поливом, через каналы в сверле, распылением. При сверлении глубоких отверстий рекомендуется подача СОЖ под давлением через внутренние каналы сверла.
Практические рекомендации и безопасность
Успешное применение табличных данных режимов сверления требует понимания практических аспектов технологического процесса и соблюдения требований безопасности. Рекомендации, основанные на производственном опыте, помогают избежать типичных ошибок и достичь оптимальных результатов.
Подготовка к сверлению
Перед началом сверления необходимо выполнить кернение центра отверстия для обеспечения точного позиционирования сверла. Заготовка должна быть надежно закреплена, особенно при сверлении сквозных отверстий. При работе с листовыми материалами рекомендуется использование подкладок для предотвращения заусенцев на выходе сверла.
Контроль процесса сверления
В процессе сверления следует контролировать характер образующейся стружки, температуру сверла, качество получаемого отверстия. Правильно выбранные режимы обеспечивают образование стружки в виде спирали, равномерный нагрев инструмента, отсутствие вибраций.
Техника безопасности
При сверлении необходимо использовать защитные очки, особенно при работе без СОЖ. Рабочая одежда не должна иметь свисающих элементов, которые могут попасть во вращающиеся части оборудования. При сверлении глубоких отверстий следует периодически выводить сверло для удаления стружки и охлаждения инструмента.
Типичные дефекты и их предупреждение
Наиболее распространенными дефектами при сверлении являются увод оси отверстия, разбивка диаметра, неудовлетворительное качество поверхности. Предупреждение этих дефектов достигается правильным выбором режимов резания, качественной заточкой сверла, обеспечением жесткости технологической системы.
