Оборудование для сверления отверстий

Для сверления изделий из листовых термопластов в индивидуальном и мелкосерийном производстве широко применяются стандартные сверла из быстрорежущей стали, используемые для сверления металлов. Вследствие особенностей физико-механических свойств термопластов стандартные сверла рекомендуется применять со следующими геометрическими параметрами: углом при вершине 60—130° и главным задним углом на периферии 3—20°.

В условиях массового производства можно применять специальные сверла с углом наклона канавки 10—17° и с более глубокой и широкой полированной канавкой. Уменьшение угла при вершине сверла способствует ликвидации выкрашивания по краям отверстий при сквозном сверлении и ограничивает «увод» сверла от заданного направления сверления. Поэтому при сверлении тонкостенных деталей и листов из всех видов термопластов лучше применять угол при вершине 55—60°.

Уменьшение же угла наклона канавки до 10—17° при сверлении термопластов обеспечивает наименьший нагрев детали и хорошие условия для отвода стружки.

При сверлении отверстий в изделиях из пенопласта могут использоваться специальные прошивки (рис. 4.47), а для изделий из листовых материалов первой и шестой групп обрабатываемости (см. параграф 4.5) часто применяются специальные вырезные резцы (рис. 4.48), дающие возможность получения отверстий большого диаметра.

Сверление достаточно широко применяется при обработке литых, прессованных или выполненных из слоистых материалов деталей.

При этом могут возникать трудности, связанные с повреждением обрабатываемого материала: оплавления, прижогов на стенках просверленных отверстий, трещин вокруг кромок отверстий и образованием других дефектов.

Рис. 4.47. Инструмент для сверления отверстий в изделии из поропласта

Рис. 4.48. Вырезной резец

Основные типы сверл, применяемых для сверления пластмасс, показаны на рис. 4.49 [4].

Важнейшие конструктивные параметры наиболее распространенных спиральных сверл: угол при вершине — 2ф; передний угол — у; задний угол — а; угол наклона винтовой (стружкоотводящей) канавки — со; форма стружкоотводящей канавки.

В сплошном материале отверстия обычно сверлят сверлом с двумя режущими кромками. Между стенкой отверстия и наружными поверхностями сверла возникает трение. Из-за плотного контакта между поверхностями отверстия и сверла затруднен выход стружки из отверстия, по мере того как отверстие становится глубже. Вследствие малой теплопроводности, большого коэффициента термического расширения, низкой температуры размягчения и высоких значений упругого восстановления пластмасс поверхности отверстий имеют тенденцию к усадке в процессе сверления, увеличивающей трение между сверлом и стенкой отверстия. Эти явления влияют на внешний вид отверстия, осевую силу и крутящий момент и на образующуюся стружку. На внешний вид отверстия влияет также форма сверла.

При обработке пластмасс сверлами специальной конструкции количество трещин сводится к минимуму. Сверло конструкции, показанной на рис. 4.49, б, имеет двухступенчатый угол при вершине (двойную заточку). Толщина стружки, срезаемой второй режущей кромкой сверла этого типа (образованной дополнительной заточкой), уменьшается и благодаря этому трещины вокруг кромки отверстия не образуются.

Рис. 4.49. Основные типы сверл, применяемых при сверлении пластмасс:

а — спиральное сверло; бив — специальные спиральные сверла; г — модифицированная конструкция спирального сверла с тремя вершинами; д — перовое сверло; е — специальное перовое сверло; ж — перовое сверло с центром; з — пустотелое сверло На рис. 4.49, в показано сверло другого типа, с подточкой режущих кромок, уменьшающей их, а также передний угол; таким сверлом также можно получать отверстия хорошего качества без трещин.

Для сверления и одновременно зенкерования четырех отверстий в деталях из полистирола может быть использован четырехшпиндельный полуавтоматический двухоперационный станок (рис. 4.50) [7].

На станине 5 смонтированы основные узлы станка. Четыре головки 1 одинаковой конструкции расположены попарно одна относительно другой под углом 100°.

Шпиндели головок с цанговыми зажимами 10 установлены на шарикоподшипниках и приводятся в движение через клиноременную передачу электродвигателями. Возвратно-поступательное движение шпиндели получают от пневмоцилиндра 7 через центральный шток, вилку 6 и систему рычагов 8. Для равномерной подачи инструмента к обрабатываемой детали на центральном штоке установлен пружинный амортизатор, который обеспечивает плавное движение шпинделей.

Деталь вставляют в гнездо 2 зажимного приспособления 3. При включении ножного пневмораспределительного крана центральный шток начинает двигаться вниз и с помощью зажимного устройства 4 прижимает верхнюю часть обрабатываемой детали к планкам зажимного приспособления. На планки наклеена мягкая кожа для предохранения детали от царапин. В прижимном приспособлении под острым углом просверлены отверстия в направляющих, по которым подается сжатый воздух для удаления из пазов и канавок стружки, благодаря чему внутренняя часть приспособления всегда бывает чистой.

Рис. 4.50. Схема четырехшпиндельного полуавтоматического двухоперационного станка (пояснения в тексте)

Для совмещения операций сверления и зенкерования применяют сборный инструмент сверло-зенкер 9. Чтобы отверстия при сверлении получались требуемого качества, необходимы большая частота вращения сверла и небольшая подача на один оборот. При работе на станке сверление и зенкерование производятся с режимами: а = 40 м/мин, s = 0,8 мм/об. Стружка по полированной канавке легко удаляется из зоны резания, а специальная заточка сверла (2ср > 70°, а = 6 — 4 — 7°) позволяет получить отверстия без сколов и заусенцев. Инструмент обладает высокой скоростью резания при указанных режимах, позволяя обрабатывать до 20 тыс. деталей без переточки.

Сверлильный станок, представленный на рис. 4.51 [71, предназначен для сверления отверстий небольшого диаметра (до 10 мм) в пакетах радиоплат из стеклотекстолита и других слоистых термореактивных пластмасс.

Станок имеет станину 22 со столом 20, под которым имеется закрытая камера для сбора стружки. Главное движение — вращение сверла 2 — осуществляется от электродвигателя 7 через клиноременные шкивы 8, 9 и шпиндель 4, на котором закреплен патрон 3. Над столом 20 соосно со сверлом 2 расположен прижим 12, передвижная втулка 13 которого может перемещаться по вертикали с помощью пневмогидропривода, расположенного в корпусе прижима 12. Втулка 13 имеет внутреннее отверстие, равное диаметру применяемого сверла, и является сменной. Рабочая подача и обратный ход сверла производятся с помощью пневмогидропривода 5 двухплунжерного типа.

Рис. 4.51. Сверлильный станок для обработки деталей из пластмасс (пояснения в тексте)

Пакет радиоплат 1 укладывают на стол 10. Сверху накладывают кондукторную плиту 6 и опусканием втулки 13 детали прижимают к столу точно по краям просверливаемого отверстия; затем включают вращение сверла и его рабочую подачу. По окончании рабочего цикла сверло выводят из отверстия и освобождают детали.

Включение и управление станком осуществляется переключателем ножного типа. Стружка из камеры удаляется при помощи местного отсоса. Вследствие герметичности стружкосборника предотвращается загрязнение воздуха в рабочем помещении и улучшаются условия труда.

Литература

• 1. Осиновский, Э. И. Механическая обработка и отделка деталей из пластмасс / Э. И. Осиновский, В. Д. Суворов. — Л.: Химия, 1976.
• 2. Копии, В. А. Обработка изделий из пластмасс / В. А. Копии, В. Л. Макаров, А. М. Ростовцев. — М.: Химия, 1988.
• 3. Ревяко, М. М. Оборудование и основы проектирования предприятий по переработке пластмасс: учеб, пособие. — Мн.: Изд-во БГТУ, 2005.
• 4. Кобаяши, А. Обработка пластмасс резанием: сокращ. пер. с англ. — М.: Машиностроение, 1974.
• 5. Шварцманн, П. Термоформование. Практическое руководство / ред. А. Иллиг; пер. с англ, под ред. М. А. Шерышева. — СПб.: Профессия, 2007.
• 6. Throne J. L., Beine J. Thermoformen: Werkstoffe—Verfahren—Anwendung / J. L. Throne, J. Beine. — Miinchen; Wien: Carl Hanser Verlag, 1999.
• 7. Штучный, Б. П. Обработка пластмасс резанием: справ, пособие. — М.: Машиностроение, 1974.