Автор: Пользователь скрыл имя, 24 Марта 2012 в 09:31, реферат
Уже Древний Египет среди множества документов, свидетельствующих о развитии его культуры, оставил нам изображения операции сверления каменных (не глиняных!) сосудов (см.рис.).
Сверло вращалось коловоротом. Подвески груза из двух мешков с песком создавали необходимое давление на сверло. Для рассверливания использовались сменные буры-полумесяцы из кремния.
Волжский филиал
Государственного образовательного учреждения
высшего профессионального
на тему:
история развития сверлильной машины
студент группы АТ-11
Гаврилов Алексей Игоревич
Никитин Алексей Иванович
Уже Древний Египет среди множества
документов, свидетельствующих о
развитии его культуры, оставил нам
изображения операции сверления каменных (не глиняных!)
сосудов (см.рис.).
Сверло вращалось коловоротом. Подвески
груза из двух мешков с песком создавали
необходимое давление на сверло. Для рассверливания
использовались сменные буры-полумесяцы
из кремния. Они крепились в пропиле на
конце стержня. Находки таких полумесяцев
неоднократно отмечались археологами.
В процессе расточки полость сосуда заполнялась
водой для охлаждения и удаления продуктов
разрушения породы.
Среди музейных экспонатов 5000-летнего возраста имеется Медный прут с трубкой на конце. Этот древнейший буровой инструмент применялся для получения отверстий в строительных каменных блоках. Монолит разрушался абразивным песком, находящимся под торцом медной трубки. Трубка вращалась вручную и заливалась водой.
Роль сверления в
Есть указания о совершенствовании
техники бурения (именно бурения, а
не сверления) в Древнем Риме. Так,
для инженерно-геологических
Изготовление бус тройным
Внизу сверление каменного сосуда. В увеличенном
виде показан торен стержня и кремниевые
буры. Далее-операция лучкового сверления
у еги петских плотников (1450 г. до и. э.)
Технология сверления с
стала великим открытием в
срезанный торец трубчатой кости, приводимой во вращение сначала руками, а
затем, с открытием лука, - тетивой лука, обернутой вокруг кости, подсыпался
абразивный порошок и
Эта технология позволяла выполнять сквозное сверление во всех известных
материалах, включая и кремень.
Умение сверлить кремень позволило окончательно решить проблему надежного
закрепления ручек в ударных инструментах - топорах, молотках и т. п. - в
сквозные отверстия (так называемые всады) вставлялась и расклинивалась ручка
инструмента. Применение абразивных материалов для заточки и полировки режущих
лезвий каменных инструментов позволило довести их остроту до максимально
возможного предела.
Из новых видов инструментов, возникших в Древнем Египте и Междуречье, нужно
назвать коловорот - инструмент для сверления отверстий. Египтяне широко
применяли для соединения частей деревянных изделий деревянные же гвозди, для
которых требовалось сверлить огромное количество отверстий в соединяемых
деталях. Египтяне ввели в употребление и деревянный молоток, т. е. молоток с
головкой из дерева. Этот молоток вполне годился для работы с деревянными
гвоздями. Отдельно необходимо упомянуть специализированный ювелирный
инструмент, возникший при работах с золотом и серебром. Новый вид инструмента
- измерительный инструмент - применялся, в основном, для землемерных работ, а
также при разбивке строительных площадок под возводимые сооружения.
Каменное сверло держали в руке
и выскабливали им отверстие, или
же экземпляры поменьше закрепляли на
древке и придавали ему возвратно-
а - такое сверло держали непосредственно
рукой; б - маленькие сверла закрепляли
в древке; в - каменное орудие с незаконченным
двусторонним сверлением; результат
работы полого сверла
Следует отметить, что
эффективность такого полого сверления
с абразивными частичками и смазкой
водой была настолько высока, что
с успехом применялась и в
бронзовом веке, особенно при обработке
каменных орудий. Сверлить умели в
древности и на Руси. Так, археологические
находки и письменные источники,
относящиеся к IX-XI векам, дают представление
о двух видах сверл. Это спиральные
сверла - бурав, сверель, которые имели
правое (по часовой стрелке) рабочее
вращение и достигали длины до
370 миллиметров при диаметре от 6
до 21 миллиметра. Были в обиходе мастеровых
и перовидные сверла - напарья, похожие
на ложку, которыми сверлили отверстия
диаметром побольше. Технология получения
сверл была непростой, так как
часто применялась кузнечная
сварка. На железную основу наваривалось
стальное острие, которое затем подвергалось
закалке и заточке. Иногда наконечники
перовидных сверл делали многослойными
и так, чтобы на острие выходила стальная
пластинка очень высокой
а - спиральные сверла-буравы IX-XI; б - перовидные
сверла древности; в - спиральные сверла-буравы
XVII века
При этом металловедческий анализ показывает, что стальное острие имело высокое содержание углерода - до 0,9 процентов. Применялась и цементация. Тогда содержание углерода в стали достигало 1,2 процента. Для этого инструмент покрывали салом, обматывали полосками из козлиной кожи, затем обмазывали глиной и помещали в кузнечный горн до момента сгорания кожи. Формы спиральных буравов и перовидных напарья были настолько рациональны для тех времен, что они почти в неизменном виде продолжали применяться и в XVII веке. И только в начале XIX века - в 1822 году появилось всем известное сверло с вантовыми канавками.
Спиральное сверло имеет два зуба, свернутые по спирали и образующие так называемую рабочую часть сверла. С одной стороны рабочая часть переходит в шейку и конический или цилиндрический хвостовик, предназначенный для закрепления сверла в патроне станка или ручной дрели, а с другой стороны она начинается с режущих клиньев. Эти клинья имеют переднюю и заднюю поверхности, на пересечении которых и расположена главная режущая кромка. По передней поверхности сходит стружка и, завинчиваясь в спираль, продвигается по винтовой поверхности канавки сверла. А задняя поверхность, как и у любого простого резца, старается все сделать для того, чтобы не мешать процессу обработки и не подвергать себя излишнему трению о поверхность резания. В этом ей помогают задние углы, которые образуются между касательной к задней поверхности в заданной точке режущей кромки и касательной в той же точке к окружности ее вращения вокруг оси сверла.
Спиральное сверло
Обратите внимание, что на главной режущей кромке можно выбрать много точек, расположенных на разном расстоянии от центра или периферии сверла. И для каждой выбранной точки будут свои значения задних и передних углов. Если у периферии сверла задний угол обычно составляет 8-14°, то по мере приближения к центру сверла он увеличивается и достигает значений 20-26°. А с передними углами все наоборот: чем ближе к центру сверла, тем они становятся меньше и даже принимают отрицательные значения. Величина этих углов зависит от осевой подачи сверла. При отсутствии осевой подачи вершина клина движется по окружности и проходит за один оборот сверла путь, равный πD, а при наличии подачи s вершина клина перемещается уже по винтовой линии, образуя на развертке наклонную линию. Именно от этой линии-следа плоскости резания и определяют новые значения переднего и заднего углов. Получается, что чем больше осевая подача, тем больше становится передний угол и меньше задний. При чрезмерно большой подаче задние углы становятся нулевыми и задние поверхности зубьев сверла начинают тереться об обрабатываемый материал. В результате происходит разогрев инструмента, возрастают силы резания и его износ, снижается эффективность обработки.
Сверла часто отличаются друг от друга по способу заточки задних поверхностей, которые могут быть в виде плоскости, двух плоскостей, иметь форму винтовой, конической либо цилиндрической поверхности. На все есть свое обоснование, так же как и на выбор угла при вершине 2φ, угла между главными режущими кромками сверла, который должен быть тем больше, чем тверже обрабатываемый материал. Так, при сверлении прочных сталей угол при вершине 125-150°, а при сверлении мрамора - 80-90°.
Как мы уже знаем, в результате заточки зуба сверла по задней поверхности на ее пересечении с передней поверхностью возникает главная режущая кромка. Так как сверло имеет два режущих зуба, то и главных режущих кромок столько же. Главные режущие кромки не переходят одна в другую, а между ними имеется еще и перемычка. Образованная в результате пересечения обеих задних поверхностей перемычка обычно составляет острый угол с главными режущими кромками, что хорошо видно и легко измерить, если смотреть на сверло вдоль его оси со стороны режущей части. Перемычку иначе называют поперечной режущей кромкой, хотя она и не режет материал, а скорее его сминает и скоблит, так как имеет угол резания больше 90° и скорости резания почти равные нулю. Понятно, что поперечная кромка вызывает при сверлении увеличение осевой силы, крутящего момента и температуры. В сверлах большого диаметра перемычку даже стараются ликвидировать прорезкой, подточкой, что повышает стойкость инструмента.
У сверла есть еще две режущие кромки, которые образуются пересечением передних поверхностей с наружной цилиндрической поверхностью рабочей части сверла. Эти режущие кромки называют вспомогательными которые принимают участие в резании на длине, определяемой подачей. Таким образом, у обычного спирального сверла пять режущих кромок.
От свойств обрабатываемого
материала зависит и угол наклона
винтовой линии сверла. Она может
быть пологой при обработке
Первыми поняли такой недостаток двухзубого спирального сверла оружейники, которые не решились выпускать стволы винтовок, пистолетов и орудий с кривым дулом. Да и не только оружейникам не подходили отверстия с искривленной осью, но и многим машиностроителям. Поэтому были созданы пушечные, ружейные, шнековые и даже четырехленточные сверла, имеющие большие опорные и направляющие поверхности, приводящие к лучшей центровке инструмента в обрабатываемом отверстии. Некоторые виды сверл для глубокого сверления появились задолго до спирального сверла.
а - пушечное сверло; б - ружейное сверло;
в - шнековое сверло; г - четырехленточное
сверло
Интересным многолезвийным
инструментом является зенкер, который
вступает в обработку, когда сверла
уже сделают отверстия. Зенкеры
применяют для расширения отверстий,
получения углублений под головки
винтов, для выполнения конических
фасок, гнезд, и даже для обработки
торцовых плоскостей всевозможных приливов,
бобышек, венчающих парадное крыльцо
отверстия. Зенкеры, особенно цилиндрические,
напоминаю сверла. Корпус зенкера
потолще, чем у сверла, канавки
помельче, зубья побольше и отсутствует
вершина с перемычкой. Режущая
часть цилиндрического зенкера
расположена на небольшом конусе,
так как припуск дается не по центру,
а только по периферии отверстия.
Будучи родственником сверла, зенкер
также как и сверло имеет передние
и задние углы, углы наклона винтовых
канавок и даже ленточек, которые
располагаются на калибрующем участке
инструмента. Отметим, что на этом цилиндрическом
участке припуск материала