I. Характеристики сверления
Сверло обычно имеет два главных режущих лезвия. Во время обработки сверло одновременно вращается и режет. Передний угол сверла увеличивается от центральной оси к внешнему краю, а скорость резания также становится выше ближе к внешнему краю. Поперечное лезвие сверла расположено вблизи центральной оси вращения, имеет большой вспомогательный передний угол, не имеет пространства для удаления стружки и низкую скорость резания, что приводит к значительному осевому сопротивлению. Если заточить кромку поперечного лезвия в форме R, а режущую кромку вблизи центральной оси сделать с положительным передним углом, это уменьшит сопротивление резанию и значительно улучшит производительность.

II. Ломка и удаление стружки
Резание сверлом происходит в узком пространстве отверстия, и стружка должна удаляться через канавки сверла. Поэтому форма стружки сильно влияет на производительность сверления. Распространенные формы стружки включают пластинчатую, трубчатую, игольчатую, коническую спиральную, ленточную, веерообразную и порошкообразную.

При неподходящей форме стружки возникают следующие проблемы:

1. Мелкая стружка забивает канавки, что влияет на точность сверления, сокращает срок службы сверла и даже приводит к его поломке (например, порошкообразная или веерообразная стружка).

2. Длинная стружка наматывается на сверло, мешает работе, вызывает поломку или препятствует проникновению охлаждающей жидкости в отверстие (например, спиральная или ленточная стружка).

Для решения этих проблем можно увеличить подачу, использовать прерывистую подачу, затачивать поперечное лезвие или устанавливать стружколомы.

III. Точность сверления
Точность отверстия определяется размером диаметра, позиционной точностью, соосностью, круглостью, шероховатостью поверхности и заусенцами.

Факторы, влияющие на точность обрабатываемого отверстия:

1. Точность крепления сверла и условия резания, такие как держатель инструмента, скорость резания, подача и охлаждающая жидкость.

2. Размер и форма сверла, включая длину, форму режущей кромки и форму сердцевины.

3. Форма заготовки, включая конфигурацию входного отверстия, толщину и способ крепления.

(1) Разбивание отверстия
Разбивание отверстия вызвано вибрацией сверла во время обработки. Вибрация держателя сильно влияет на диаметр и позиционную точность отверстия, поэтому изношенные держатели следует своевременно заменять. При сверлении малых отверстий измерение и корректировка вибрации затруднены, поэтому рекомендуется использовать сверла с утолщенным хвостовиком и хорошей соосностью. При использовании переточенных сверл снижение точности часто вызвано асимметрией задней поверхности. Контроль высоты кромки可以有效抑制 разбивание отверстия.

(2) Круглость отверстия
Из-за вибрации сверла отверстие может приобретать полигональную форму с нарезными линиями на стенках. Чаще всего встречаются треугольные или пятиугольные отверстия. Треугольная форма возникает из-за наличия двух центров вращения, которые вибрируют с частотой 600 раз в секунду. Это вызвано дисбалансом сил резания. При увеличении глубины сверления трение между направляющими ленточками и стенками отверстия возрастает, вибрация затухает, нарезные линии исчезают, и круглость улучшается. Для устранения этого явления необходимо контролировать вибрацию патрона, разницу высот режущих кромок, асимметрию задней поверхности и лопастей, а также повышать жесткость сверла, увеличивать подачу на оборот, уменьшать задний угол и затачивать поперечное лезвие.

(3) Сверление на наклонных и криволинейных поверхностях
Когда поверхность входа или выхода сверла является наклонной, криволинейной или ступенчатой, точность позиционирования снижается. Это связано с радиальной односторонней нагрузкой на инструмент, что сокращает срок его службы.

Для повышения точности позиционирования можно:

1. Предварительно просверлить центровое отверстие.

2. Использовать концеую фрезу для создания посадочного места.

3. Выбирать сверла с хорошей входной характеристикой и высокой жесткостью.

4. Уменьшить скорость подачи.

(4) Обработка заусенцев
При сверлении заусенцы появляются на входе и выходе отверстия, особенно при обработке вязких материалов и тонких листов. Это происходит из-за пластической деформации материала перед выходом сверла. Для контроля заусенцев можно:

1. Увеличить угол наклона спирали сверла для снижения сопротивления резанию.

2. Спроектировать угол при вершине около 60° для уменьшения осевого сопротивления.

3. Использовать сверла с углом при вершине 180°–190° или ступенчатой формой.

4. Уменьшить скорость подачи.

IV. Условия сверления
Крупные производители инструментов предоставляют таблицы основных параметров резания для разных материалов. Пользователи могут参考 эти данные для выбора условий сверления. Правильность выбора условий следует проверять пробной обработкой, учитывая точность, эффективность и срок службы сверла.

(1) Срок службы сверла и эффективность обработки
При соблюдении требований к обработке, правильность использования сверла оценивается по сроку службы и эффективности. Для быстрорежущих сталей срок службы больше зависит от скорости вращения, чем от подачи на оборот. Поэтому можно увеличить подачу для повышения эффективности без сокращения срока службы. Однако при чрезмерной подаче стружка утолщается, и ее ломка затрудняется. Для твердосплавных сверл допустимый диапазон подачи уже, но благодаря высокой термостойкости можно увеличить скорость вращения для повышения эффективности.

(2) Правильное использование охлаждающей жидкости
Из-за работы в ограниченном пространстве тип и способ подачи охлаждающей жидкости сильно влияют на срок службы сверла и точность отверстия. Охлаждающие жидкости делятся на водорастворимые и нерастворимые в воде. Нерастворимые жидкости обладают лучшими смазывающими и антикоррозионными свойствами, а водорастворимые лучше охлаждают и безопаснее для экологии. Однако при неправильном разбавлении или загрязнении водорастворимые жидкости могут сократить срок службы инструмента. Необходимо严格控制 расход, давление, количество сопел и способ охлаждения (внутреннее или внешнее).

V. Перезаточка сверл

(1) Критерии необходимости перезаточки
Критерии включают:

1. Износ режущей кромки, поперечного лезвия и направляющих ленточек.

2. Точность размеров и шероховатость обрабатываемого отверстия.

3. Цвет и форма стружки.

4. Сила резания (ток шпинделя, шум, вибрация).

5. Количество обработанных отверстий.

При использовании износа в качестве критерия следует определить оптимальный период перезаточки для максимальной экономической эффективности. При использовании точности отверстия следует проверять разбивание и прямолинейность калибрами. При использовании силы резания можно настроить автоматическую остановку при превышении заданных значений.

(2) Методы перезаточки
Для перезаточки лучше использовать специализированные станки для заточки сверл или универсальные заточные станки. Это важно для сохранения срока службы и точности сверла. Если исходная форма сверла работала хорошо, следует сохранить ее при перезаточке. Если были дефекты, можно улучшить форму задней поверхности и поперечного лезвия.

Важные моменты при заточке:

1. Избегать перегрева, чтобы не снизить твердость сверла.

2. Полностью удалять повреждения, особенно на направляющих ленточках.

3. Сохранять симметричность формы.

4. Не повреждать режущие кромки и удалять заусенцы после заточки.

5. Для твердосплавных сверл рекомендуется сохранять исходную форму, так как она разработана для оптимальной производительности.