Сверлильные и расточные станки (стр. 2 из 7)

Рис. 1.4. Схема работы фреэерно-центровочного полуавтомата

На рис. 1.4 приведена схема работы двухпозиционного фрезерно-центровочного полуавтомата. Заготовка 4, закрепленная в призмах 5 на столе 1 станка, поступает сначала на позицию /, где ее торцы с подачей стола фрезеруются двумя фрезерными головками 3. После этого стол переносит заготовку в позицию //, где двумя центровыми сверлами 2 производится зацентровка обоих ее торцов.

Глава 2. Обработка заготовок на сверлильных станках

2.1 Характеристика метода сверления

Сверление — распространенный метод получения отверстий в сплошном материале. Сверлением получают сквозные и несквозные (глухие) отверстия и обрабатывают предварительно полученные отверстия с целью увеличения их размеров, повышения точности и снижения шероховатости поверхности.

Сверление осуществляют при сочетании вращательного движения инструмента вокруг оси — главного движения и поступательного его движения вдоль оси — движения подачи. Оба движения на сверлильном станке сообщают инструменту.

Процесс резания при сверлении протекает в более сложных условиях, чем при точении. В процессе резания затруднен отвод стружки и подвод охлаждающей жидкости к режущим лезвиям инструмента. При отводе стружки происходит трение ее о поверхность канавок сверла и сверла о поверхность отверстия. В результате повышаются деформация стружки и тепловыделение. На увеличение деформации стружки влияет изменение скорости резания вдоль режущего лезвия от максимального значения на периферии сверла до нулевого значения у центра.

2.2 Режим резания. Силы резания.

2.2.1 Режим резания

За скорость резания (в м/мин) при сверлении принимают окружную скорость точки режущего лезвия, наиболее удаленной от оси сверла:

,

где D— наружный диаметр сверла, мм; п — частота вращения сверла, об/мин.

Подачаs_B(мм/об) равна величине осевого перемещения сверла за один оборот.

За глубинурезанияt (в мм) при сверлении отверстий в сплошном материале принимают половину диаметра сверла:

,

а при рассверливании

,

где d— диаметр обрабатываемого отверстия, мм.

Рис. 2.2.1.1 Схемы сверления (а) и рассверливания (б)

2.2.2 Силы резания

В процессе резания сверло испытывает сопротивление со стороны обрабатываемого материала. Равнодействующую сил сопротивления, приложенную в некоторой точке А режущего лезвия, можно разложить на три составляющие силы Р_х, Р_уи Р_г(рис. 2.3.1).

Составляющая Р_хнаправлена вдоль оси сверла. В этом же направлении действуют сила Р_пна поперечное лезвие и сила трения Р_лленточки об обработанную поверхность. Суммарная всех указанных сил, действующих на сверло вдоль оси X, называется осевой силой, или силой подачи Р_о. Радиальные силы P_Y, равные по величине, но противоположно направленные, взаимно уравновешиваются.

Исследованиями установлено, что сила, действующая на поперечное режущее лезвие Р_п, весьма значительна и составляет 50 – 55 %, на главные режущие лезвия - 40 – 45% и на ленточки – около 3% осевой силы Р_о.

Рис. 2.2.2.1 Силы, действующие

на сверло

Крутящий момент, преодолеваемый шпинделем сверлильного станка, в основном (80—90%) создается силой P_z.

В расчетах для определения осевой силы Р_о(в Н) и крутящего момента М_к(в Н*м) используют эмпирические формулы:

P_o = C_p*D^xp*s^l’p*K_p;

M_k = C_m* D^xm*s^ym*K_m,

где С_р и С_м — постоянные коэффициенты, характеризующие обрабатываемый материал и условия резания; x_v, y_р, х_м, у_м— показатели степеней; K_p и К_ч— поправочные коэффициенты на измененные условия резания.

Коэффициенты и показатели степеней приведены в справочных материалах.

Осевая сила и крутящий момент являются исходными для расчета сверла и узлов станка на прочность, а также для определения эффективной мощности. Эффективная мощность (в кВт), затрачиваемая на резание при сверлении,

N_e =

По мощности N_eопределяют мощность электродвигателя станка:

= ,

где η – КПД механизмов передач станка.

2.3 Режущий инструмент

Отверстия на сверлильных станках обрабатывают сверлами, зенкерами, развертками и метчиками.

Сверла. По конструкции и назначению сверла подразделяют на спиральные, центровые и специальные. Наиболее распространенным инструментом для сверления и рассверливания является спиральноесверло (рис. 2.3.1, а), которое состоит из четырех частей: рабочей 6, шейки 2, хвостовика 4 и лапки 3.

В рабочей части 6 различают режущую 1 и направляющую 5 части с винтовыми канавками. Шейка 2 соединяет рабочую часть сверла с хвостовиком. Хвостовик 4 служит для установки сверла в шпинделе станка. Лапка 3 является упором при выбивании сверла из отверстия шпинделя.

Рис. 2.3.1 Части (а), элементы и углы (б) спирального сверла

Элементы рабочей части спирального сверла показаны на рис. 2.3.1, б. Сверло имеет два главных режущих лезвия 11,образованных пересечением передних 10 и задних 7 поверхностей и выполняющих основную работу резания; поперечное режущее лезвие 12 (перемычку) и два вспомогательных режущих лезвия 9. На цилиндрической части сверла вдоль винтовой канавки расположены две узкие ленточки 8, обеспечивающие направление сверла при резании.

К геометрическим параметрам режущей части сверла относятся передний угол γ, задний угол α, угол при вершине сверла 2φ, угол наклона поперечного режущего лезвия ψ и угол наклона винтовой канавки ω.

Передний угол γизмеряют в главной секущей плоскости //—//, перпендикулярной к главному режущему лезвию. В разных точках режущего лезвия передний угол различен; наибольший у наружной поверхности сверла, где он практически равен углу наклона винтовой канавки ω, наименьший у поперечного режущего лезвия.

Задний угол αизмеряют в плоскости /—/, параллельной оси сверла. У наружной поверхности сверла α = 8 - 12°; по мере приближения к оси сверла задний угол возрастает до 20—25°.

Угол при вершине сверла 2 φ измеряется между главными режущими лезвиями и имеет различную величину в зависимости от обрабатываемого материала. У стандартных сверл, применяемых при обработке разных материалов, 2φ = 90 - 118°; при сверлении сталей средней твердости 2φ = 116 - 120°.

Угол наклона поперечного режущего лезвия ψизмеряется между проекциями главного и поперечного режущего лезвий на плоскость, перпендикулярную к оси сверла. У стандартных сверл ψ = 50 - 55°.

Угол наклона винтовой канавки ω измеряют по наружному диаметру. Обычно ω = 18 - 30°.

Стандартные спиральные сверла выпускают диаметром 0,1 — 80 мм.

Сверладляглубокогосверления.При сверлении глубоких отверстий (L> 5D) применяют специальные сверла. На рис. VI.64, а показано однолезвийное сверло с напаянной пластинкой из твердого сплава для сверления глубоких отверстий диаметром 30—80 мм. Сверло оснащено одной твердосплавной режущей пластинкой 1 и двумя направляющими пластинками 2. Охлаждающая жидкость подается в зону резания и вымывает стружку через внутренний канал 3 сверла.

Рис. 2.3.2 Сверла для глубокого сверления

Сквозные отверстия диаметром более 100 мм сверлят кольцевыми сверлами (рис. 2.3.2, б). Сверло состоит из полого корпуса 5 с винтовыми канавками. На его торцовой части, закреплены режущие пластинки 4 (резцы), ширина которых больше толщины стенок корпуса. Режущие лезвия пластинок выступают со стороныторца, наружного и внутреннего диаметров корпуса. Число пластинок 4—8, в зависимости от диаметра сверла. Таким сверлом вырезается кольцевая канавка шириной, равной ширине пластинок.