Резание металлов (стр. 2 из 3)

По теоретически найденой частоте вращения шпинделя (принимают ближайшее меньшее значение) подберём число оборотов шпинделя существующие по паспорту станка, оно состовляет n_Н = 125 об./мин.

Учитывая поправочные коэффициенты на заточку сверла по методу В.И. Жирова (ЖДП) Кф_v = 1,05, на длину сверления (l ≤ 3D), Кl_v = 1,0 (таблица 31, стр. 280 [2]) и на механические свойства заготовкм НВ 207 Км_v = 1,196 (Поправочный коэффициент Км_v, вычислим по формуле взятой из таблицы 1 стр. 261 [2] том 2):

получаем расчетное число оборотов в минуту:

n = n_н × Кф_v × Кl_v × Км_v = 125 × 1,05 × 1,0 × 1,196 = 157 об/мин.

Ближайшее число оборотов по паспорту станка n = 125 об/мин. Тогда фактическая скорость резания будет равна

2.4 Проверка выбранного режима по осевому усилию и мощности.

Для установленных условий сверления D = 39,5 мм, S = 0,56 мм./об. и

n = 125 об./мин., проведём следующие вычисления:

Крутящий момент, Н·м, и осевую силу, Н, при сверлении расчитаем по формулам:

где коэффициэнты: (из таблицы 32, стр. 281 [2] том 2)

крутящий момент: – С_М = 0,0345; q = 2,0; у = 0,8

осевой силы: – С_Р = 68; q = 1,0; у = 0,7

Вычислим требуемую мощность затрачиваемую на обработку заготовки детали по формуле: (взятой из [2] стр. 280 том 2)

Вычислим мощность на шпинделе N_шп. и сопоставим с затрачиваемой мощностью на обработку заготовки, N_е.

N_шп. = N_дв. · _h = 4,5 · 0,8 = 3,6 кВт.

Из данного расчёта режима резания, мы видим что станок оказался на пределе мощности, но исходя из запаса прочности станка, данное изделие возможно изготавливать на данном оборудовании, в крайнем случае придётся заменить станок на более мощный.

Второй этап: Развёртывание

3.1 Выбор подачи.

Для развертывания отверстия в Стали 45ХН НВ > 200 машинной разверткой D = 40 мм., (со вставными ножами из быстрорежущей стали

ГОСТ 883 – 80 с коническим хвостовиком, табл 49 стр. 156 [2] том 2), с чистотой поверхности отверстия Ra = 1,6 мкм. рекомендуется подача S = 1,4 ¸ 1,5 мм./об. Ближайшая подача по паспорту станка S = 1,12 мм./об.

3.2 Выбор скорости резания и числа оборотов.

Для развертывания отверстия диаметром 40 мм. с подачей S = 1,12 мм./об. рекомендуется число оборотов n_н = 105 об./мин. С учетом поправочного коэффициента на обрабатываемый материал Сталь 40ХН НВ>200 Км_n = 0,88. Тогда:

Скорость резания V, м./мин., при развёртывания вычислим по формуле:

где: (из таблицы 29 стр. 279 [2] том 2)

С_V = 10,5; q = 0,3; х = 0,2 y = 0,65; m = 0,4.

где: (из таблицы 30 Стр. 280 [2] том 2)

Т = 80 мин.

Общий поправочный коэффициент K_V, влияющий на скорость резания, определим по формуле:

где: (из таблицы 1 – 4, 6 стр. 261 – 263 [2] том 2)

Kм_V = 1,196 ; Kи_V = 1,0 ; Kl_V = 1,0

Число оборотов определим по формуле:

n = n_н × Км_n = 105 × 0,88 = 92 об/мин.

Ближайшее число оборотов по паспорту станка n = 90 об/мин.

Фактическая скорость резания:

4. Определение основного (технологического) времени.

Величина врезания и перебега инструментов l₁ при работе на проход для сверла с двойной заточкой равна 21 мм.; для развертки 30 мм.

При длине отверстия l = 100 мм., основное (технологическое) время каждого перехода равно:

Основное время операции:

T₀ = t₀₁ + t₀₂ = 1,73 + 1,29 = 3,02 мин.

5. Проектирование спирального сверла.

Обоснование использования инструмента.

Спиральное сверло 39,5 предназначено для сверления сквозного отверстия диаметра 39,5⁺мм. на глубину 100 мм. в заготовке детали.

5.1 Обоснование выбора материала режущей и хвостовой части

сверла.

Для экономии быстрорежущей стали все сверла с цилиндрическим хвостовиком диаметром более 8 мм и сверла с коническим хвостовиком более 6 мм изготовляются сварными.

В основном, сверла делают из быстрорежущих сталей. Твердосплавные сверла делают для обработки конструкционных сталей высокой твердости (45...56 HRC). Исходя из твердости обрабатываемого материала – 207 НВ, принимаем решение об изготовлении сверла из быстрорежущей стали Р18 ГОСТ 10903 – 77. Крепежную часть сверла изготовим из стали 40Х (ГОСТ

454 – 74).

5.2 Обоснование выбора геометрических параметров сверла.

Задний угол . Величина заднего угла на сверле зависит от положения рассматриваемой точки режущего лезвия. Задний угол имеет наибольшую величину у сердцевины сверла и наименьшую величину – на наружном диаметре. Рекомендуемые величины заднего угла на наружном диаметре приведены в (2, стр.151, табл.44). По этим рекомендациям выбираем: _.= 8°.

Рис. 5.1 Углы спирального сверла в системе координат

а) – статической; б) – кинематической.

Передний угол. Также является величиной переменной вдоль режущего лезвия и зависит, кроме того, от угла наклона винтовых канавок  и угла при вершине 2. Передняя поверхность на сверле не затачивается и величина переднего угла на чертеже не проставляется.

Угол при вершине сверла. Значение углов 2для свёрл, используемых для различных обрабатываемых материалов приведены в (2, стр.152, табл.46). По этим рекомендациям принимаем: 2118°.

Угол наклона винтовых канавок. Угол наклона винтовых канавок определяет жесткость сверла, величину переднего угла, свободу выхода стружки и др. Он выбирается в зависимости от обрабатываемого материала и диаметра сверла. По (6,табл.5) назначаем  = 30°.

Угол наклона поперечной кромки. При одном и том же угле  определенному положению задних поверхностей соответствует вполне определенная величина угла  и длина поперечной кромки и поэтому угол служит до известной степени критерием правильности заточки сверла. По рекомендациям (2, стр152, табл.46) назначаем:  = 45°.

5.3 Расчет и назначение конструктивных размеров сверла.

Спиральные сверла одного и того же диаметра в зависимости от серии бывают различной длины. Длина сверла характеризуется его серией. В связи с тем, что длина рабочей части сверла определяет его стойкость, жесткость, прочность и виброустойчивость, желательно во всех случаях выбирать сверло минимальной длины. Серия сверла должна быть выбрана таким образом, чтобы

l_{о ГОСТ} ≥ l_{о расч.}

Расчетная длина рабочей части сверла l_о , равна расстоянию от вершины сверла до конца стружечной канавки, может быть определена по формуле:

l_о = l_р + l_вых + l_д + l_в + l_п + l_к + l_ф,

где:

l_р – длина режущей части сверла l_р = 0.3 · d_св = 0.3 · 39,5 = 11.85 мм.;

l_вых – величина выхода сверла из отверстия l_вых = 3 мм.;

l_д – толщина детали или глубина сверления, если отверстие сквозное

l_д = 100 мм.;

l_в – толщина кондукторной в тулки l_в = 0 ;

l_п – запас на переточку l_п =  l · (i +1), где

 l – величина, срезаемая за одну переточку, измеренная в направлении оси,  l = 1 мм.;

i – число переточек i = 40;

l_п = 1 · (40 + 1) = 41 мм.;

l_к – величина, характеризующая увеличение длины сверла для возможности свободного выхода стружки при полностью сточенном сверле;