ГЛАВА VI

СВЕРЛОВКА И РАЗВЕРТКА

1. СВЕРЛОВКА

  Под сверлением разумеют прорезывание цилиндрического углубления или отверстия при помощи инструмента с режущими кромками, носящего название сверло. Для приведения сверла во вращательное движение служат ручные приборы или механические станки.
  Для ручного сверления употребляются как перовые, так и цилиндрические спиральные сверла, а для механического — исключительно спиральные, более совершенные, чем перовые.
  Перовые сверла (фиг. 45) изготовляются из круглой или квадратной инструментальной стали; они имеют на одном конце копьеобразную форму с режущими кромками, образующими концевой угол от 90 до 130° (обычно — 116°), а на другом так называемый «хвост» различной формы в зависимости от диаметра сверла. Мелкие сверла имеют цилиндрический хвост, а большие — конический или пирамидальный. Сверла бывают разной длины.

  Концевой угол изменяется в зависимости от твердости высверливаемого металла: чем мягче металл, тем меньше берется угол.
  Вершина угла служит центром вращения сверла и находится на средней оси его, причем стороны угла имеют одинаковую длину. Режущие грани для уменьшения трения имеют небольшой скос в сторону, противоположную вращению сверла. Угол скоса берется от 10 до 15°. Боковые ребра сверла на некоторую длину параллельны между собою, что дает правильное направление сверлу во время работы.
  Режущая часть сверла затачивается и закаляется при вишневокрасном цвете, а отпускается при темножелтом. Правильно заточенное сверло должно иметь симметричные грани. Неправильно заточенное сверло уходит во время работы в сторону и разрабатывает отверстие, т. е. делает его больше диаметра сверла (фиг. 46).

  Проверка правильности заточки производится с помощью шаблона.
  Преимущество перовых сверл состоит в их малой чувствительности к перекосам, в большей стойкости при твердом металле и в простоте изготовления; последнее позволяет делать их самим слесарям в мастерской. Недостаток перовых сверл — плохое направление, забивание стружкой просверливаемых отверстий и вместе с тем затупление режущих кромок, быстрая потеря размера во время работы и необходимость частой перековки и заточки. Вследствие перечисленных недостатков перовые сверла мало употребительны; в настоящее время применяются большей частью спиральные сверла, свободные от этих недостатков.
  Спиральные сверла (фиг. 47) по легкости сверления, чистоте и точности получаемых отверстий являются наилучшими.

  Изготовляются спиральные сверла исключительно на специальных крупных заводах из лучшей инструментальной углеродистой стали. Лучшими считаются сверла, изготовленные из быстрорежущей стали, так как они допускают большую скорость вращения, не требуя при этом частой заточки. Спиральные сверла имеют следующие основные части.
  1. Конусная головка, режущие части которой образуют угол 116°. Увеличение или уменьшение угла влечет за собою искривление режущей кромки, что уменьшает производительность и вызывает быстрый износ. Острая часть головки называется жало м.
  2. Цилиндрический стержень с двум я спиральными канавками, имеющий по всей длине одинаковый диаметр, что дает хорошее направление при сверлении глубоких отверстий.
  Для уменьшения трения сверла вдоль спиральных канавок делается узкая фаска 2 — 4 мм, отшлифованная на конус. Кроме того цилиндрическая часть сверла слегка сводится на конус (0,1—0,3 мм на 100 мм длины).
  Спиральные канавки цилиндрической части сверла обеспечивают легкое удаление стружек из отверстия и облегчают подвод охлаждающей жидкости в нутро сверла.
  3. Хвостовик служит для укрепления сверла в патроне во время работы. Хвостовики делаются цилиндрической и конической формы. Для правильной работы необходимо, чтобы хво- стовик точно совпадал с размерами гнезда в шпинделе станка. Конусный хвост кроме конуса имеет язык для более правильного направления сверла в патроне. Нормальные углы строения сверла следующие:
  1) режущий конец сверла 116°;
  2) угол вершины каждого из двух конусов — 26°;
  3) угол пересечения осей конусов — 90°.
  При неравной длине режущих ребер и неравных углах их наклона, как и у перовых сверл, получаются отверстия больше диаметра сверла
  Заточка сверл. Изношенные режущие ребра спирального сверла восстанавливаются заточкой, не требуя перековки и закалки. При этом при меньших углах заточки режущие ребра заедают и выкрашиваются; при более тупых углах увеличивается сопротивление вращению и раздаются отверстия. Следовательно заточка сверла играет основную роль в отношении правильной работы и срока его службы. Ручной заточкой почти невозможно правильно заточить оба лезвия, поэтому для заточки сверл прибегают к специальным точильным станкам.
  Фиг. 48 представляет станок для заточки сверл с установленным сверлом. При пользовании станком получаются автоматически режущие кромки под одним углом к оси сверла и длины режущих ребер получаются совершенно одинаковыми.

  Спиральное сверло должно затачиваться своевременно, т. е. сейчас же, как появятся признаки затупления (скрипение), и никогда нельзя доводить сверло до полного затупления, так как в этом случае потребуется снять значительно больше материала. Своевременная заточка удлиняет срок службы сверла.
  При отсутствии станка и необходимости заточки от руки прибегают к обыкновенным наждачным кругам; при этом сверло следует держать под углом 55—60° к поверхности круга, опираясь левой рукой на подручник станины наждачного станка.
  Признаком правильной заточки сверла служат получаемые при сверлении железа две одинаковые стружки (фиг. 49), а при неправильной получается одна сплошная, а другая — мало заметная.

  Для проверки правильности ручной заточки сверл пользуются шаблоном (фиг. 50), который имеет вырезы с требуемыми углами заточки и делениями для проверкой длины режущих кромок.

  Охлаждение сверла. При сверлении железа и стали необходим подвод охлаждающей жидкости. Хорошее охлаждение предохраняет сверло от отпуска, препятствует затуплению и повреждению режущих граней и способствует получению гладких просверливаемых отверстий.
  Охлаждающей жидкостью обычно является: для железа — эмульсия (вода с минеральным маслом) или смесь мыльной воды с вареным маслом. Чистая вода для охлаждения не годится, так как от нее ржавеют станок и инструмент (сверло, патрон). Чугун сверлится без охлаждения, но при длительном сверлении одним сверлом необходимо работу вести с перерывами, давая возможность сверлу охлаждаться.
  Патрон. Под этим наименованием известны наиболее употребительные «конус Морзе» для закрепления сверл с коническими хвостовиками и «сверлильные зажимные патроны» для зажатия сверл с цилиндрическими хвостовиками (фиг. 51). При работе сверло вставляется в «конус» или «патрон» от руки, а наружная конусная часть патрона вставляется (также от руки) в коническое отверстие шпинделя станка. Сверло в конусном патроне держится исключительно трением и отчасти плоским языком, который не позволяет сверлу вращаться внутри конуса; в зажимном патроне сверло держится зажимами, сдвигаемыми винтом с помощью ключа. Зажимной патрон и конус Морзе не только сжимают хвостовую часть сверла, но вместе с этим и центрируют ее. В табл. 3 даны стандартные размеры конических хвостовиков соответственно конусам Морзе с их размерами (номерами).

  В тех случаях, когда размер конуса в шпинделе больше конуса патрона, употребляют «переходные конуса», которые последовательно конусности надеваются на хвост сверла и вместе вставляются в конус шпинделя «станка (фиг. 52); при этом необходимо, чтобы переходные конуса плотно прилегали один к другому.

  Для того чтобы вынуть сверло из конусного патрона, останавливают станок, пропускают через прорез патрона стальной клин (фиг. 53) и нажатием на последний выталкивают сверло. Никогда не следует выбивать сверло ударами молотка по клину или конусу. Этим портятся сверло и патрон.

  Ручные сверлильные приборы. При ручном сверлении в отличие от механического работа происходит с меньшей скоростью и точностью. Несмотря на это, ручное сверление находит применение не только в мелких мастерских, но и на крупных заводах, когда почему-либо неудобно поставить изделие под приводной станок.
  К ручным приборам относят: 1) коловорот, 2) дрель, 3) трещотку, 4) ручной сверлильный станок и 5) электродрель.
  1. Коловорот (фиг. 55) имеет форму окобы, на верхнем конце которой находится шляпка (иногда называемая нагрудником), свободно вращающаяся на оси и служащая для нажима рукою или грудью во время вращения коловорота. На противоположном конце коловорота имеется гнездо для вставки сверла, закрепляемого зажимным патроном. Выгиб скобы служит для вращения сверла.

  Коловорот применяется для сверления отверстий от 6 до 12 мм.
  Точную сверловку коловоротом выполнить нельзя, так как при вращении скобы зачастую получаются перекосы и качание сверла в отверстии.
  2. Дрель (фиг. 56) бывает винтовая и с зубчатой передачей.

  Винтовая дрель состоит из винтового стержня с гайкой-муфточкой. Верхний конец имеет свободно вращающуюся шляпку, а нижний — наглухо присаженный патрон для сверла.
  Двигая муфточку вверх и вниз, заставляют вращаться стержень и сверло.
  Винтовая дрель применяется для сверления отверстий до 5 — 6 мм.
  Более усовершенствованной дрелью является зубчатая дрель.
  Зубчатая дрель состоит из двух зубчатых колес, стержня с шляпкой, патрона для сверла и рукоятки, скрепленной с большой шестерней.
  Вращение сверла осуществляется сцеплением двух шестерен при круговом движении рукоятки. Дрелью можно сверлить в любой плоскости, т. е. горизонтально, вертикально и наклонно.
  Зубчатою дрелью сверлят отверстия диаметром до 8 — 10 мм. Зажим Сверла производится привертным патроном.
  3. Трещотка состоит из рукоятки, оканчивающейся вилкой, в которой укреплено храповое колесо на оси, на одном конце которой закрепляется сверло, а другой имеет винт с ленточной резьбой, на которую навертывается стальной закаленный наконечник, служащий упором при работе. Обыкновенно для упора употребляется скоба, прикрепляемая к просверливаемому изделию (фиг. 57).

  Трещотка употребляется большею частью в тех случаях, когда место, где нужно просверлить отверстие, совершенно недоступно для других приборов или когда приходится просверливать вручную дыры значительных диаметров.
  Трещоткой просверливают отверстия диаметром от 10 до 30 мм.
  Работа трещоткой заключается в движении рукояткой «на себя», при котором «собачка», упираясь в зубцы и соскакивая с них, приводит сверло во вращение. По мере углубления сверла в металл подвинчиванием верхнего наконечника сверло поджимают к изделию. По окончании сверления наконечник из скобы освобождают посредством отвинчивания.
  4. Ручной сверлильный станок состоит из небольшой станины, пары шестерен, шпинделя с патроном для сверла, маховичка и ручки. Станок привертывается к доске, укрепляемой к стене (фиг. 58).

  Сверло приводится во вращение посредством ручки и конических шестерен, в то же время вращением верхнего маховичка сверло опускается.
  Ручными сверлильными станками просверливают отверстия до 10 мм.
  5. Электродрель состоит из небольшого мотора, заключенного в металлический корпус. В нижней части корпуса выведена ось с патроном для зажатия сверла, а в верхней — винт с маховичком (или нагрудником) для нажима на сверло во время сверления. Для более регулярной подачи и правильности положения сверла применяют кронштейн или скобу (фиг. 59); нажатием на ручку производят распор и нажим дрели на сверло. Пуск дрели в ход производится нажатием на выключатель, называемый «курком».

  Электродрели применяются для высверливания отверстий диаметром до 30 мм и именно в тех случаях, когда изделия почему-либо не могут быть поднесены к приводному сверлильному станку, а потому находят преимущественное применение для периодических работ при монтаже (например сверление кронштейна и т. п.).
  При работе электродрелью необходимо соблюдать следующие предосторожности:
  1) провод должен быть с неповрежденной изоляцией;
  2) подводка тока должна быть произведена тщательно в смысле отсутствия соединений с корпусом электродрели. В противном случае во время работы ток может пройти через тело работающего;
  3) при работе электродрели нельзя производить удаления стружек и смену сверла до полной остановки вращения.
  Механические сверлильные станки. Кроме ручного сверления, как мы уже сказали ранее, применяется механическое, при котором работа производится скорее, легче и значительно точнее ручного способа.
  Типов механических станков для сверления существует очень много. Мы остановимся только на некоторых из них, наиболее удобных и часто встречающихся в вентиляционном производстве. Простейший их тип — так называемый «стенной приводной станок», дополняется отдельным столом, имеющим приспособление (винт) для подъема и опускания его. Такое устройство дает возможность подвести обрабатываемое изделие под сверло. Вращение станка производится приводным ремнем от отдельного электромотора на ступенчатый шкив контрпривода и далее посредством конических зубчатых колес на сверло. Подача сверла нроизводится маховичком через зубчатку от руки.
  Стенной приводной станок применяется для просверливания отверстий диаметром до 10 — 12 мм.
  Так называемый «сверлильный станок на колонке», более массивный, обычно применяется для сверления отверстий диаметром до 20 мм в небольших предметах. Станина станка имеет вид колонны с уширением книзу для устойчивости. Имеющийся стол для укрепления изделий двигается в вертикальном направлении. На фиг. 60 изображен тип станка на колонке с ремнем.

  Движение сверла производится посредством ремня от электромотора и ступенчатого шкива. Подача сверла производится от руки нажимом на ручку.
  Все перечисленные сверлильные станки требуют подведения изделия под сверло. В тех случаях, когда обрабатываемый предмет имеет большие размеры и вес или когда на нем требуется просверлить большое число разбросанных на значительной площади отверстий, применяется так называемый «радиальный сверлильный станок». Станок этот состоит из круглой пустотелой колонны, привернутой к фундаментной плите и обхваченной «поперечиной», иногда называемой «рукавом», перемещающейся по радиусу. Вдоль поперечины в свою очередь перемещается шпиндель, который может быть закреплен в любом положении и кроме того имеет вертикальное перемещение.
  При наличии этих трех перемещений сверло может быть установлено для любой высоты изделия и подведено к любой точке его. Такое устройство станка делает возможным сверление без перестановки изделия (экономия времени рабочей силы).
  Разметка и закрепление изделий при сверлении. Изделие, подготовленное к сверлению, должно быть размечено и глубоко в центрах накернено, причем «кернер» ставится отвесно над изделием. В противном случае сверло сместится в сторону (фиг. 61).

  Для контроля правильности сверловки (в ответственных случаях) прочерчивают циркулем контрольные окружности из того же центра на 2 — 3 мм больше диаметра сверла (фиг. 62).

  По окончании сверления расстояние между окружностями должно быть одинаковым.
  Для получения правильного отверстия необходимо после разметки укрепить изделие к столу станка; для этого на поверхности стола имеются «пазы», а иногда и отверстия для пропускания в них закрепляющих болтов. Помимо болтов применяются прикрепляемые к столу параллельные тиски, угольники и металлические прокладки различной формы.
  Угольники и параллельные тиски (фиг. 63) применяются для зажима небольших изделий. Окружность Для лучшего зажима к губкам отверстий тисков привертываются стальные закаленные планки с насечкой.

  На фиг. 64 дано прикрепление изделия к столу посредством планки и прижимного болта, заведенного в паз стола. Закрепляющие болты должны находиться по возможности ближе к изделию, иначе под действием сверла изделие может изменить свое положение. Изображенная на фиг. 64 деревянная прокладка а применяется для сбережения стола станка при проходе сверла сквозь изделие.

  Изделия неправильной формы и различной толщины укрепляются планками со «ступенчатой подставкой» (фиг. 65). Иногда в этих случаях вместо ступенчатых подставок применяются «домкратики», которые служат не только для поддержания планки, но главным образом для выверки.

  Шляпка домкратика сделана на шарнире. Вращением винта за ручку можно производить опускание и поднятие шляпки.
  Если изделие тонкое, то при затяжке планки закрепительным болтом части лопаются или сгибаются края последних. В этих случаях необходимо под край изделия помещать подкладки. При сверлении длинных изделий применяется подставка с подъемным винтом (фиг. 66).

  Изделия во время работы должны быть обязательно укреплены. Ни в коем случае не допускается удерживание их руками, что зачастую влечет за собою поранение руки или другие увечья.
  Виды сверления. Существуют два вида сверления: «на проход» и «под резьбу». «На проход» сверлят в случаях необходимости получить сквозное отверстие для пропускания болта или заклепок; «под резьбу» сверлят для нарезания в просверленном отверстии нарезки, причем последний вид сверления бывает кка «сквознойб, так и не сквозной, «в упор». При сверлении в упор на сверле мелом отмечается требуемая глубина сверления.
  Таблица ОСТ по подбору сверл. Ниже приводятся таблицы из ОСТ 439, 440 и 441 подбора сверл в зависимости от требуемого вида и диаметра скрепления.

  Резьба по ОСТ 33а и 33б.
  Пример. Для нарезания резьбы в 1" следует при сверлении взять сверло 22,2 мм, если не требуется плотности соединения, и сверло 21,8 мм, когда соединение должно быть более плотным.

  Пример. При нарезании резьбы 20 мм следует взять сверло 17,4 мм, если не требуется плотности соединения, и сверло 17 мм, когда соединение должно быть более плотным.

  Приемы сверления. Подготовленное к сверловке изделие, как мы говорили, должно быть размечено и глубоко накернено в центрах будущих отверстий. Затем подбирают подходящее по величине сверло и вставляют в патрон, следя, чтобы оно при вращении не «било». Изделие устанавливают так, чтобы оно лежало твердо в положении, удобном для сверления. Конец сверла устанавливают в намеченную керном точку и приводят его во вращательное движение, одновременно осторожно нажимая на него, и наблюдают, чтобы сверло углублялось перпендикулярно к плоскости изделия и параллельно контрольным окружностям.
  Если сверло начнет уклоняться в какую-либо сторону, то со стороны широкого поля (фиг. 67) крейцмесеелем прорубают канавку (одну или две), которая сместит центр сверла и направит его по нужному пути.

  Для получения более точных отверстий сверлят отверстие за два раза: сначала небольшим сверлом, а затем сверлом нужного диаметра.
  При сверлении необходимо обильно подливать охлаждающую жидкость от руки или при помощи приспособления, автоматически подающего жидкость на сверло. Иначе сверло нагреется и может потерять закалку.
  По мере углубления сверла его вынимают из отверстия, прочищают последнее и очищают сверло от стружек. При сверлении на проход, в момент выхода конца сверла, сверление нужно вести осторожно при легком нажиме, чтобы не прорвать металл и не сломать сверло.
  Скорость сверления (число оборотов) зависит от диаметра сверла; при малых диаметрах число оборотов допускается больше, чем при больших.
  По окончании сверления, прежде чем остановить станок, надо обязательно вывести сверло из отверстия, иначе оно может сломаться.
  Кроме указанных ранее причин поломка сверла может быть вызвана следующими причинами (фиг. 68):

  1) неправильностью заточки сверла;
  2) неоднородностью просверливаемого металла (наличие твердых мест наряду с мягкими);
  3) наличием пустот в металле и несплошной поверхностью при выходе сверла;
  4) сверлением глубоких отверстий короткими сверлами, канавки которого, уходя в металл, закрывают этим выход стружки;
  5) неправильно выбранной скоростью и недостаточным охлаждением сверла.

2. РАЗВЕРТКА

  В случаях, когда отверстия, просверленные сверлом, получаются недостаточно чистыми — волнистыми или эллиптическими, то для придания им чистой и правильной формы проходят отверстие «цилиндрическими развертками». В тех же случаях, когда необходимо получение конических отверстий, употребляют «конические развертки» (фиг. 69).

  Развертки изготовляются из углеродистой стали с режущими гранями на боковых поверхностях, причем режущие грани идут либо вдоль оси развертки либо по спирали. Спиральные развертки применяются преимущественно при обработке отверстий с канавками, чтобы не попортить края последних.
  Развертки имеют следующие основные части: 1) режущую рабочую, 2) шейку и 3) хвостовик с квадратом для воротка.
  Для облегчения работы разверткою цилиндрическая часть отшлифовывается, а грани затачиваются под углом 5 — 6°.
  Точность и чистота работы развертки зависят от правильности угла резания и распределения режущих граней неравномерно по окружности развертки; другими словами, шаг развертки должен быть неодинаковый. Делается это для того, чтобы при повороте развертки на один шаг ни один зуб не попадал на места, обработанные предыдущими зубьями. Практика показывает, что если грани в развертках распределены по окружности равномерно, то отверстие получается неточное, рифленое.
  Число зубцов развертки в зависимости от ее диаметра бывает от б до 18. Чем больше зубцов, тем тоньше и чище снимаемый слой металла и тем меньше развертка тупится.
  Количество металла, снимаемого разверткой, должно быть не более 0,1 — 0,2 мм на сторону. Чем больше металла будет снимать развертка, тем менее точное и менее чистое получится развертываемое отверстие.
  Приемы развертывания. Обрабатываемое изделие закрепляют в тиски, вставляют развертку нижней частью в отверстие, надевают на нее хвостовик-вороток (фиг. 70) и вращают ее слева направо, равномерно нажимая. Вращать развертку в обратную сторону не допускается. При работе надо; а) следить, чтобы развертка все время сохраняла прямолинейное направление в отверстии; б) своевременно удалять стружки из канавок и смачивать режущую часть охлаждающей жидкостью. Жидкости обычно применяются те же, что и при сверлении; для получения более чистой поверхности применяют вареное масло. Чугун развертывается всухую.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

  1. Что такое сверление?
  2. Какая разница между ручным и механическим сверлением?
  3. Какие применяются ручные и механические приборы для сверления; работа ими?
  4. Перовые и спиральные сверла, их достоинства и недостатки.
  5. Какие основные части имеет спиральное сверло?
  6. Под какими углами пересекается режущая кромка сверла и что произойдет, если угол будет, заточен неправильно?
  7. Зачем затачивается фаска у сверла и какой она имеет угол?
  8. Почему производят заточку сверла не вручную, а на станке?
  9. Как надо держать сверло во время заточки руками и на станке?
  10. Чем и как производится проверка правильности заточки сверла?
  11. Как производится подача сверла в отверстие при ручных и механических станках?
  12. Как производится укрепление изделий на столе сверлильного приводного станка?
  13. Перечислите причины поломки сверл во время работы.
  14. Преимущество радиального станка во время работы?
  15. Для чего служит ступенчатый шкив у сверлильного станка?
  16. Какие охлаждающие жидкости применяются при сверлении железа и чугуна?
  17. Что произойдет, если изделие во время сверления держать руками?
  18. Что предпринимают, если сверло во время работы увело в сторону?
  19. Для чего служит развертка?
  20. В чем состоит правильное расположение граней развертки и что это дает?
  21. Опишите процесс работы разверткой.
  22. Какие предосторожности нужно соблюдать при работе электродрелью?
  23. Что понимают под словом «сверление на проход» и «сверление под резьбу»?