Анотація
Аносов В. М. Розрахунок оптимального режиму різання і сконнструірованное спіральне свердло:
Контрольна робота з предмету «Ріжучий інструмент». - Челябінськ: ЮУрГУ, 2008. - 14., Бібліографія літератури - 7 найменування, іллюстрцій - 8, 1 аркуш креслень формату А3.
В результаті виконання контрольної роботи були проведені розрахунки оптимального режиму різання спіральним свердлом і зроблено розрахунки витраченого часу. Для виконання роботи було задано оброблюваний матеріал і виконувану роботу. Провівши розрахунки з виконання призначеної роботи був обраний інструмент, який надалі було потрібно сконструювати. Обрано матеріал і геометричні параметри свердла, тип і габаритні розміри. Виконано робочий креслення свердла в форматі А3.
ЗМІСТ
Введення
1. Вибір обладнання
1.1 Загальні дані верстата
1.2 Загальні відомості про обробку
2. Порядок виконання роботи
2.1 Вибір інструмента
2.2 Вибір режиму різання
2.3 Вибір швидкості й числа оборотів
2.4 Перевірка режиму ...
3. Другий етап «Разветиваніе»
3.1 Вибір подачі
3.2 Вибір швидкості різання і числа обертів
4. Визначення основного технологічного часу
5. Проектування спірального свердла
5.1 Обгрунтування вибору матеріалу
5.2 Обгрунтування вибору геометрії ...
5.3 Розрахунок і призначення ...
Визначення кількість переточувань
6. Література
ВСТУП
Сутність технології виготовлення деталей машин полягає в послідовному використанні різних технологічних способів впливу на оброблювану заготовку з метою надати їй задану форму і розміри вказаної точності.
Одним з таких способів є механічна обробка заготовок різанням. Вона здійснюється металорізальних інструментом і ведеться на металорізальних верстатах.
Всі способи та види обробки металів засновані на зрізанні припуску і перетворення його в стружку, складають різновиди, що визначаються терміном «різання металів».
Найвигіднішим режимом різання називається такий, при якому забезпечуються найбільша продуктивність і найменша собівартість обробки при цьому не порушуючи якості виробу.
При призначенні елементів режиму різання необхідно найбільш повно використовувати ріжучі властивості інструменту, а також кінематичні та динамічні дані верстата. При цьому повинно бути забезпечено задану якість обробленої деталі. Призначення режиму різання - це вибір швидкості, подачі та глибини різання, що забезпечує необхідний період стійкості інструмента.
Вибір методу розрахунку диктується конкретними умовами.
В основному це витрачений час і якість обробки. Для цього випущено достатня кількість літератури, яке зі зміною технології і новими вимогами все більше поповнюється. Єдино що потрібно правильно в них орієнтуватися і більш точно використовувати їх за призначенням.
ЗАВДАННЯ:
На виконання контрольної роботи
за курсом «Ріжучий інструмент».
Розрахувати і сконструювати спіральне свердло зі швидкорізальної сталі для свердління отвору ш 40 - завглибшки 100 мм. У заготівлі, під наступне технологічну операцію, (отвір розгорнути розгорткою ci = 40 мм.).
Матеріал заготовки - Сталь 45ХН, НВ 207.
Форму заточення вибрати самостійно.
Діаметр свердла вибрати за довідником.
1. ВИБІР ОБЛАДНАННЯ
1.1 Обробку заготівлі проведемо на вертикально - свердлильному верстаті 2А135 представленому на Рис. 1.1.
ПРИЗНАЧЕННЯ ВЕРТИКАЛЬНЕ - свердлильних верстатів:
Вертикально - свердлильні верстати (див.рис. 5.3.) Призначені для виконання наступних робіт: свердління, розсвердлювання, зенкування і розгортання отворів, а також нарізування внутрішніх різьблень машинними мечики.
Свердлильний верстат складається з: 1 - станина, 2 - електродвигун, 3 - коробка швидкостей, 4 - рукоятки управління механізму швидкостей; 5 - рукоятки управління механізму коробки подач; 6 - коробка подач; 7 - рукоятка включення механічною подачі, 8 - рукоятка пуску, зупинки і реверсу шпинделя; 9 - шпиндель; 10 - стіл, 11 - рукоятка підйому столу
ККД верстата h = 0,8.
Частота обертання шпинделя, об / хв: 31,5; 45; 63; 90; 125; 180; 250; 355; 500; 710; 1000; 1440.
Подачі, мм / об: 0,1; 0,14; 0,2; 0,28; 0,4; 0,56; 0,8; 1,12; 1,6.
Максимальна осьова сила різання, що допускається механізмом подачі верстата Р max = 15000 Н.
ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ З ОБРОБКИ
Найбільш розпрощався-поранений метод одержання отворів різанням - свердління.
Рух різання (головний рух) при свердлінні - обертач-ное рух, рух подачі - поступальний. Як інструмент при свердлінні примі-ються свердла. Найпоширеніші з них - спіральні, призначені для свердління і рассвер-ливания отворів, глибина яких не перевищує 10 діаметрів свердла. Шорсткість поверхні після свердління Ra = 12,5 ¸ 6,3 мкм., Точність по 11 - 14 квалітету. Градація діаметрів спіральних свердел повинна відповідати: ГОСТ
885 - 64.
Для отримання більш точних отворів (8 - 9 квалітет) з шорсткістю поверхні Ra = 6,3 ¸ 3,2 мкм., Застосовують зенкування. Виконавчі діаметри стандартних зенкерів відповідають ГОСТ 1677 - 75.
Розгортання забезпечує виготовлення отворів підвищеної точності (5 - 7 квалітет) низької шорсткості до Ra = 0,4 мкм.
Виконавчі розміри діаметрів розгорток з інструментальних сталей наведені в ГОСТ 11174 - 65, з пластинками з твердого сплаву в ГОСТ 1173 - 65.
Відмінною особливістю призначення режиму різання при свердлінні є те, що глибина різання t = D / 2, при розсвердлювання, зенкування і розгортання.
При розсвердлювання отворів подача, рекомендована для свердління, може бути збільшена в 2 рази.
Призначення матеріалу Сталь 40ХН: - колінчаті вали, шатуни, шестерні, шпинделі, муфти, болти та інші відповідальні деталі.
Необхідно: вибрати ріжучий інструмент, призначити режим різання за таблицями нормативів, визначити основний час.
2.1 Вибір інструмента.
Згідно вихідних даних, (заданих за завданням), операція виконується в два етапи: свердління, і розгортання.
Для свердління Сталь 45ХН НВ207 згідно [7] вибираємо свердло D = 39,5 мм., Зі сталі Р18, ГОСТ 10903 - 77 заточене за методом В.І. Жирова, 2 j = 118 °, 2 j 0 = 70 °; для розгортання - цільну розгортку D = 40 мм, j = 5 ° зі сталі Р18.
Рис. 2.2 Геометричні і конструктивні
елементи свердла з конічним хвостовиком:
1 - передня поверхня леза; 2 - головна ріжуча кромка;
3 - допоміжна ріжуча кромка, 4 - головна задня
поверхню леза; 5 - допоміжна задня поверхня
леза; 6 - вершина леза; 7 - кріпильна частину інструменту.
Перший етап:
2.2 Вибір режиму різання.
Розрахунок режимів різання виконаємо в традиційній послідовності з використанням даних роботи [7].
2.2.1 Вибір подачі. Для свердління заготовки НВ
2.2.2 207 свердлом діаметром 39,5 мм., Вибираємо подачу (за таблицею 25 стор 277 [2]),
S = 0,48 ¸ 0,58 мм. / Об.
При свердлінні отвору глибиною l ≤ 3 D
поправочний коефіцієнт К l S = 1 з цього випливає:
S = 0,48 ¸ 0,58 мм. / Об.
За паспортом верстата встановлюємо найближчу подачу до розрахункової: -
S = 0,56 мм. / Об.
2. 3 Вибір швидкості й числа оборотів.
Виходячи з діаметра свердла 39,5 мм. (Вибраної за таблицею 42 стор 142 [2]) швидкість різання для даного випадку V = 21 ¸ 24 м. / хв., (Вибираємо за таблицею 10 стор 309 [2] том 1), число оборотів шпинделя обчислимо за формулою:
За теоретично найденої частоті обертання шпинделя (приймають найближчим меншою) підберемо число оборотів шпинделя існуючі за паспортом верстата, воно состовляет n Н = 125 об. / Хв.
Враховуючи поправочні коефіцієнти на заточування свердла за методом В.І. Жирова (ЖДП) Кф v = 1,05, на довжину свердління (l ≤ 3 D), К l v = 1,0 (таблиця 31, стор 280 [2]) і на механічні властивості заготовкм НВ 207 Км v = 1,196 (Поправочний коефіцієнт Км v, обчислимо за формулою взятої з таблиці 1 стор 261 [2] том 2):
отримуємо розрахункова кількість оборотів в хвилину:
n = n н × Кф v × КL v × Км v = 125 × 1,05 × 1,0 × 1,196 = 157 об / хв.
Найближче число оборотів за паспортом верстата n = 125 об / хв. Тоді фактична швидкість різання буде дорівнює
2. 4 Перевірка обраного режиму по осьовому зусилля і потужності.
Для встановлених умов свердління D = 39,5 мм, S = 0,56 мм. / Об. і
n = 125 об. / хв., проведемо наступні обчислення:
Крутний момент, Н · м, і осьову силу, Н, при свердлінні расчитаем за формулами:
де коеффіціенти: (з таблиці 32, стор 281 [2] том 2)
крутний момент: - З М = 0,0345; q = 2,0; у = 0,8
осьової сили: - З Р = 68; q = 1,0; у = 0,7
Обчислимо необхідну потужність затрачену на обробку заготовки деталі за формулою: (взятої з [2] стор 280 том 2)
Обчислимо потужність на шпинделі N шп. І можна порівняти з затрачуваної потужністю на обробку заготовки, N тобто
N шп. = N дв. · h = 4,5 · 0,8 = 3,6 кВт.
З даного розрахунку режиму різання, ми бачимо що верстат опинився на межі потужності, але виходячи із запасу міцності верстата, даний виріб можливо виготовляти на даному обладнанні, в крайньому випадку доведеться замінити верстат на більш потужний.
Другий етап: Розгортання
3. 1 Вибір подачі.
Для розгортання отвори в Стали 45ХН НВ> 200 машинної розгорткою D = 40 мм. (Зі вставними ножами зі швидкорізальної сталі
ГОСТ 883 - 80 з конічним хвостовиком, табл 49 стор 156 [2] том 2), з чистотою поверхні отвору Ra = 1,6 мкм. рекомендується подача S = 1,4 ¸ 1,5 мм. / об. Найближча подача за паспортом верстата S = 1,12 мм. / Об.
3. 2 Вибір швидкості різання і числа оборотів.
Для розгортання отвори діаметром 40 мм. з подачею S = 1,12 мм. / об. рекомендується число оборотів n н = 105 об. / хв. З урахуванням поправочного коефіцієнта на оброблюваний матеріал Сталь 40ХН НВ> 200 Км n = 0,88. Тоді:
Швидкість різання V, м. / хв., При розгортання обчислимо за формулою:
де: (з таблиці 29 стор 279 [2] том 2)
З V = 10,5; q = 0,3; х = 0,2 y = 0,65; m = 0,4.
де: (з таблиці 30 Стор. 280 [2] том 2)
Т = 80 хв.
Загальний поправочний коефіцієнт K V, що впливає на швидкість різання, визначимо за формулою:
де: (з таблиці 1 - 4, 6 стор 261 - 263 [2] том 2)
K м V = 1,196; K і V = 1,0; K l V = 1,0
Число оборотів визначимо за формулою:
n = n н × Км n = 105 × 0,88 = 1992 об / хв.
Найближче число оборотів за паспортом верстата n = 90 об / хв.
Фактична швидкість різання:
4. Визначення основного (технологічного) часу.
Величина врізання й перебігаючи інструментів l 1 при роботі на прохід для свердла з подвійною заточуванням дорівнює 21 мм.; Для розгорнення 30 мм.
При довжині отвору l = 100 мм., Основне (технологічне) час кожного переходу одно:
Основний час операції:
T 0 = t 01 + t 02 = 1,73 + 1,29 = 3,02 хв.
5. Проектування спірального свердла.
Обгрунтування використання інструменту.
Спіральне свердло 39,5 призначено для свердління наскрізного отвору діаметра 39,5 + мм. на глибину 100 мм. у заготівлі деталі.
5.1 Обгрунтування вибору матеріалу ріжучої і хвостовій частині
свердла.
Для економії швидкорізальної сталі все свердла з циліндричним хвостовиком діаметром більше 8 мм і свердла з конічним хвостовиком більше 6 мм виготовляються зварними.
В основному, свердла роблять з швидкорізальних сталей. Твердосплавні свердла роблять для обробки конструкційних сталей високої твердості (45 ... 56 HRC). Виходячи з твердості оброблюваного матеріалу - 207 НВ, приймаємо рішення про виготовлення свердла зі швидкорізальної сталі Р18 ГОСТ 10903 - 77. Направляючу частина свердла виготовимо зі сталі 40Х (ГОСТ
454 - 74).
5.2 Обгрунтування вибору геометричних параметрів свердла.
Задній кут . Величина заднього кута на сверл залежить від положення розглянутої точки ріжучого леза. Задній кут має найбільшу величину в серцевини свердла і найменшу величину - на зовнішньому діаметрі. Рекомендовані величини заднього кута на зовнішньому діаметрі наведені в (2, стр.151, табл.44). За цим рекомендаціям вибираємо: . = 8 °.
Рис. 5.1 Кути спірального свердла в системі координат
а) - статичної; б) - кінематичної.
Передній кут. Також є величиною змінною вздовж різального леза і залежить, крім того, від кута нахилу гвинтових канавок і кута при вершині 2 . Передня поверхня на свердла не заточується і величина переднього кута на кресленні не проставляється.
Кут при вершині свердла. Значення кутів 2 для свердел, використовуваних для різних оброблюваних матеріалів наведені в (2, стор.152, табл.46). За цим рекомендаціям приймаємо: 2 118 °.
Кут нахилу гвинтових канавок. Кут нахилу гвинтових канавок визначає жорсткість свердла, величину переднього кута, свободу виходу стружки та ін Він вибирається залежно від оброблюваного матеріалу і діаметра свердла. За (6, табл.5) призначаємо = 30 °.
Кут нахилу поперечної кромки. При одному і тому ж вугіллі визначеного положення задніх поверхонь відповідає цілком певна величина кута і довжина поперечної кромки і тому кут служить до певної міри критерієм правильності заточування свердла. За рекомендаціями (2, стр152, табл.46) призначаємо: = 45 °.
5.3 Розрахунок і призначення конструктивних розмірів свердла.
Спіральні свердла одного і того ж діаметру в залежності від серії бувають різної довжини. Довжина свердла характеризується його серією. У зв'язку з тим, що довжина робочої частини свердла визначає його стійкість, твердість, міцність і вібростійкість, бажано у всіх випадках вибирати свердло мінімальної довжини. Серія свердла повинна бути вибрана таким чином, щоб
l про ГОСТ ≥ l про розр.
Розрахункова довжина робочої частини свердла l про , Дорівнює відстані від вершини свердла до кінця стружкової канавки, може бути визначена за формулою:
SHAPE \ * MERGEFORMAT
l о = l р + l вих + l д + l в + l п + l до + l ф,
де:
l р - довжина ріжучої частини свердла l р = 0.3 · d св = 0.3 · 39,5 = 11.85 мм.;
l вих - величина виходу свердла з отвору l вих = 3 мм.;
l д - товщина деталі або глибина свердління, якщо отвір наскрізний
l д = 100 мм.;
l в - товщина кондукторної в тулку l в = 0;
l п - запас на переточування l п = l · (i +1), де
l - величина, Зрізати за одну переточування, виміряна в напрямку осі, l = 1 мм.;
i - число переточувань i = 40;
l п = 1 · (40 + 1) = 41 мм.;
l до - величина, що характеризує збільшення довжини свердла для можливості вільного виходу стружки при повністю сточеним сверл;
l ф - величина, що характеризує зменшення глибини канавки, отриманої при роботі канавкових фрези:
l до + l ф = 1,2 · d св = 1,2 · 39,5 = 47,4 мм.,
тоді:
l 0 = 11,85 + 3 + 100 + 0 + 41 + 47,4 = 203,25 мм.
Відповідно до ГОСТ 10903 - 77 ("Свердла спіральні зі швидкорізальної сталі з конічним хвостовиком") уточнюємо значення l 0 і загальної довжини L:
l 0 ГОСТ = 200 мм, L = 349 мм.
Положення зварного шва на сверл: l з = L 0 + (2 ... 3) = 203 мм.
Діаметр серцевини свердла d з вибирається залежно від діаметра свердла та інструментального матеріалу (6, стор.12):
d з = 0,15 · d св = 0,15 · 39,5 ≈ 6 мм.
Ширина стрічки f л = (0,45 ... 0,32) · sqrt (d с) = (0,45 ... 0,32) · 6 = 2,7 мм.
Висота стрічки h л = (0,05 ... 0,025) · d з = (0,05 ... 0,025 · 6 = 0,3 мм.
Хвостовик свердла виконується конічним - конус Морзе № 4 АТ8 ГОСТ 2848 - 75 (6, табл.2 і 3).
Центрові отвори на свердлах виготовляються відповідно до ГОСТ 14034 - 74 (6, рис.5).
Визначення кількості переточувань.
Загальна довжина сточування:
l про = L до - L вих - Δ - l р,
де:
l вих - Величина, що характеризує збільшення довжини свердла для можливості вільного виходу стружки при повністю сточеним сверл;
l р - Довжина ріжучої частини свердла l р = 0,3 · d св = 0,3 · 39,5 = 11,85 мм.;
l до - довжина стружкової канавки;
D = 17 мм;
l про = 200 - 3 - 17 - 11,85 = 168,15 мм.
Число переточувань: n = l o / D l = 168,15 / 0,8 = 2 10 переточувань.
D l - величина сточування за одну переточування.
6.0 СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Аршинов В.А., Алексєєв Г.А. Різання металів і різальний інструмент. - М.: Машинобудування, 1976.
2. Довідник технолога-машинобудівника. У двох томах. Т.2. Під ред. А.Г. Косилової і Р.К. Мещерякова. - М.: Машинобудування, 1985.
3. Довідник технолога-машинобудівника. У двох томах. Т.2. Під ред. А.А. Малова. - М.: Машинобудування, 1972.
4. Загальномашинобудівні нормативи режимів різання для технічного нормування робіт на металорізальних верстатах. Частина 1. - М.: Машинобудування, 1967.
5. Загальномашинобудівні нормативи режимів різання для технічного нормування робіт на металорізальних верстатах. Частина 2. - М.: Машинобудування, 1967.
6. Довідник по обробці металів різанням. Абрамов Ф.Н. та ін - К.: Техніка, 1983.
7. Довідник нормувальника-машинобудівника: у 2 т. / За ред. Є.М. Стружестраха. - М.: Госиздат, 1961. - Т, 2. - 892 с.
Аносов В. М. Розрахунок оптимального режиму різання і сконнструірованное спіральне свердло:
Контрольна робота з предмету «Ріжучий інструмент». - Челябінськ: ЮУрГУ, 2008. - 14., Бібліографія літератури - 7 найменування, іллюстрцій - 8, 1 аркуш креслень формату А3.
В результаті виконання контрольної роботи були проведені розрахунки оптимального режиму різання спіральним свердлом і зроблено розрахунки витраченого часу. Для виконання роботи було задано оброблюваний матеріал і виконувану роботу. Провівши розрахунки з виконання призначеної роботи був обраний інструмент, який надалі було потрібно сконструювати. Обрано матеріал і геометричні параметри свердла, тип і габаритні розміри. Виконано робочий креслення свердла в форматі А3.
ЗМІСТ
Введення
1. Вибір обладнання
1.1 Загальні дані верстата
1.2 Загальні відомості про обробку
2. Порядок виконання роботи
2.1 Вибір інструмента
2.2 Вибір режиму різання
2.3 Вибір швидкості й числа оборотів
2.4 Перевірка режиму ...
3. Другий етап «Разветиваніе»
3.1 Вибір подачі
3.2 Вибір швидкості різання і числа обертів
4. Визначення основного технологічного часу
5. Проектування спірального свердла
5.1 Обгрунтування вибору матеріалу
5.2 Обгрунтування вибору геометрії ...
5.3 Розрахунок і призначення ...
Визначення кількість переточувань
6. Література
ВСТУП
Сутність технології виготовлення деталей машин полягає в послідовному використанні різних технологічних способів впливу на оброблювану заготовку з метою надати їй задану форму і розміри вказаної точності.
Одним з таких способів є механічна обробка заготовок різанням. Вона здійснюється металорізальних інструментом і ведеться на металорізальних верстатах.
Всі способи та види обробки металів засновані на зрізанні припуску і перетворення його в стружку, складають різновиди, що визначаються терміном «різання металів».
Найвигіднішим режимом різання називається такий, при якому забезпечуються найбільша продуктивність і найменша собівартість обробки при цьому не порушуючи якості виробу.
При призначенні елементів режиму різання необхідно найбільш повно використовувати ріжучі властивості інструменту, а також кінематичні та динамічні дані верстата. При цьому повинно бути забезпечено задану якість обробленої деталі. Призначення режиму різання - це вибір швидкості, подачі та глибини різання, що забезпечує необхідний період стійкості інструмента.
Вибір методу розрахунку диктується конкретними умовами.
В основному це витрачений час і якість обробки. Для цього випущено достатня кількість літератури, яке зі зміною технології і новими вимогами все більше поповнюється. Єдино що потрібно правильно в них орієнтуватися і більш точно використовувати їх за призначенням.
ЗАВДАННЯ:
На виконання контрольної роботи
за курсом «Ріжучий інструмент».
Розрахувати і сконструювати спіральне свердло зі швидкорізальної сталі для свердління отвору ш 40 - завглибшки 100 мм. У заготівлі, під наступне технологічну операцію, (отвір розгорнути розгорткою ci = 40 мм.).
Матеріал заготовки - Сталь 45ХН, НВ 207.
Форму заточення вибрати самостійно.
Діаметр свердла вибрати за довідником.
1. ВИБІР ОБЛАДНАННЯ
1.1 Обробку заготівлі проведемо на вертикально - свердлильному верстаті 2А135 представленому на Рис. 1.1.
ПРИЗНАЧЕННЯ ВЕРТИКАЛЬНЕ - свердлильних верстатів:
Вертикально - свердлильні верстати (див.рис. 5.3.) Призначені для виконання наступних робіт: свердління, розсвердлювання, зенкування і розгортання отворів, а також нарізування внутрішніх різьблень машинними мечики.
Свердлильний верстат складається з: 1 - станина, 2 - електродвигун, 3 - коробка швидкостей, 4 - рукоятки управління механізму швидкостей; 5 - рукоятки управління механізму коробки подач; 6 - коробка подач; 7 - рукоятка включення механічною подачі, 8 - рукоятка пуску, зупинки і реверсу шпинделя; 9 - шпиндель; 10 - стіл, 11 - рукоятка підйому столу
ЗАГАЛЬНІ ДАНІ ВЕРСТАТА:
Вертикально-свердлильний верстат 2Н135
Потужність двигуна N дв. = 4,5 кВт.ККД верстата h = 0,8.
Частота обертання шпинделя, об / хв: 31,5; 45; 63; 90; 125; 180; 250; 355; 500; 710; 1000; 1440.
Подачі, мм / об: 0,1; 0,14; 0,2; 0,28; 0,4; 0,56; 0,8; 1,12; 1,6.
Максимальна осьова сила різання, що допускається механізмом подачі верстата Р max = 15000 Н.
ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ З ОБРОБКИ
Найбільш розпрощався-поранений метод одержання отворів різанням - свердління.
Рух різання (головний рух) при свердлінні - обертач-ное рух, рух подачі - поступальний. Як інструмент при свердлінні примі-ються свердла. Найпоширеніші з них - спіральні, призначені для свердління і рассвер-ливания отворів, глибина яких не перевищує 10 діаметрів свердла. Шорсткість поверхні після свердління Ra = 12,5 ¸ 6,3 мкм., Точність по 11 - 14 квалітету. Градація діаметрів спіральних свердел повинна відповідати: ГОСТ
885 - 64.
Для отримання більш точних отворів (8 - 9 квалітет) з шорсткістю поверхні Ra = 6,3 ¸ 3,2 мкм., Застосовують зенкування. Виконавчі діаметри стандартних зенкерів відповідають ГОСТ 1677 - 75.
Розгортання забезпечує виготовлення отворів підвищеної точності (5 - 7 квалітет) низької шорсткості до Ra = 0,4 мкм.
Виконавчі розміри діаметрів розгорток з інструментальних сталей наведені в ГОСТ 11174 - 65, з пластинками з твердого сплаву в ГОСТ 1173 - 65.
Відмінною особливістю призначення режиму різання при свердлінні є те, що глибина різання t = D / 2, при розсвердлювання, зенкування і розгортання.
При розсвердлювання отворів подача, рекомендована для свердління, може бути збільшена в 2 рази.
2. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
На вертикально-свердлильному верстаті 2Н135 обробити наскрізний отвір діаметром 40 Н7 (Ra = 6,3 мкм.), L = 100 мм. Матеріал заготовки, сталь 45ХН НВ 207.| Механічні властивості «Сталь 45ХН» (Дані взяті з довідника сталей) | ||||
| Стан поставки КП 395 | Перетин 100 - 300 мм. | σ 0,2 = 395 МПа | δ5 = 15% | KCU = 54 Дж / м 2 |
| σ В = 615 МПа | ψ = 40% | НВ = 187 - 229 | ||
Необхідно: вибрати ріжучий інструмент, призначити режим різання за таблицями нормативів, визначити основний час.
Ra6, 3 |
40 |
100 |
2.1 Вибір інструмента.
Згідно вихідних даних, (заданих за завданням), операція виконується в два етапи: свердління, і розгортання.
Для свердління Сталь 45ХН НВ207 згідно [7] вибираємо свердло D = 39,5 мм., Зі сталі Р18, ГОСТ 10903 - 77 заточене за методом В.І. Жирова, 2 j = 118 °, 2 j 0 = 70 °; для розгортання - цільну розгортку D = 40 мм, j = 5 ° зі сталі Р18.
Рис. 2.2 Геометричні і конструктивні
елементи свердла з конічним хвостовиком:
1 - передня поверхня леза; 2 - головна ріжуча кромка;
3 - допоміжна ріжуча кромка, 4 - головна задня
поверхню леза; 5 - допоміжна задня поверхня
леза; 6 - вершина леза; 7 - кріпильна частину інструменту.
Перший етап:
2.2 Вибір режиму різання.
Розрахунок режимів різання виконаємо в традиційній послідовності з використанням даних роботи [7].
2.2.1 Вибір подачі. Для свердління заготовки НВ
2.2.2 207 свердлом діаметром 39,5 мм., Вибираємо подачу (за таблицею 25 стор 277 [2]),
S = 0,48 ¸ 0,58 мм. / Об.
При свердлінні отвору глибиною l ≤ 3 D
поправочний коефіцієнт К l S = 1 з цього випливає:
S = 0,48 ¸ 0,58 мм. / Об.
За паспортом верстата встановлюємо найближчу подачу до розрахункової: -
S = 0,56 мм. / Об.
2. 3 Вибір швидкості й числа оборотів.
Виходячи з діаметра свердла 39,5 мм. (Вибраної за таблицею 42 стор 142 [2]) швидкість різання для даного випадку V = 21 ¸ 24 м. / хв., (Вибираємо за таблицею 10 стор 309 [2] том 1), число оборотів шпинделя обчислимо за формулою:
За теоретично найденої частоті обертання шпинделя (приймають найближчим меншою) підберемо число оборотів шпинделя існуючі за паспортом верстата, воно состовляет n Н = 125 об. / Хв.
Враховуючи поправочні коефіцієнти на заточування свердла за методом В.І. Жирова (ЖДП) Кф v = 1,05, на довжину свердління (l ≤ 3 D), К l v = 1,0 (таблиця 31, стор 280 [2]) і на механічні властивості заготовкм НВ 207 Км v = 1,196 (Поправочний коефіцієнт Км v, обчислимо за формулою взятої з таблиці 1 стор 261 [2] том 2):
отримуємо розрахункова кількість оборотів в хвилину:
n = n н × Кф v × КL v × Км v = 125 × 1,05 × 1,0 × 1,196 = 157 об / хв.
Найближче число оборотів за паспортом верстата n = 125 об / хв. Тоді фактична швидкість різання буде дорівнює
2. 4 Перевірка обраного режиму по осьовому зусилля і потужності.
Для встановлених умов свердління D = 39,5 мм, S = 0,56 мм. / Об. і
n = 125 об. / хв., проведемо наступні обчислення:
Крутний момент, Н · м, і осьову силу, Н, при свердлінні расчитаем за формулами:
де коеффіціенти: (з таблиці 32, стор 281 [2] том 2)
крутний момент: - З М = 0,0345; q = 2,0; у = 0,8
осьової сили: - З Р = 68; q = 1,0; у = 0,7
Обчислимо необхідну потужність затрачену на обробку заготовки деталі за формулою: (взятої з [2] стор 280 том 2)
Обчислимо потужність на шпинделі N шп. І можна порівняти з затрачуваної потужністю на обробку заготовки, N тобто
N шп. = N дв. · h = 4,5 · 0,8 = 3,6 кВт.
З даного розрахунку режиму різання, ми бачимо що верстат опинився на межі потужності, але виходячи із запасу міцності верстата, даний виріб можливо виготовляти на даному обладнанні, в крайньому випадку доведеться замінити верстат на більш потужний.
Другий етап: Розгортання
3. 1 Вибір подачі.
Для розгортання отвори в Стали 45ХН НВ> 200 машинної розгорткою D = 40 мм. (Зі вставними ножами зі швидкорізальної сталі
ГОСТ 883 - 80 з конічним хвостовиком, табл 49 стор 156 [2] том 2), з чистотою поверхні отвору Ra = 1,6 мкм. рекомендується подача S = 1,4 ¸ 1,5 мм. / об. Найближча подача за паспортом верстата S = 1,12 мм. / Об.
3. 2 Вибір швидкості різання і числа оборотів.
Для розгортання отвори діаметром 40 мм. з подачею S = 1,12 мм. / об. рекомендується число оборотів n н = 105 об. / хв. З урахуванням поправочного коефіцієнта на оброблюваний матеріал Сталь 40ХН НВ> 200 Км n = 0,88. Тоді:
Швидкість різання V, м. / хв., При розгортання обчислимо за формулою:
де: (з таблиці 29 стор 279 [2] том 2)
З V = 10,5; q = 0,3; х = 0,2 y = 0,65; m = 0,4.
де: (з таблиці 30 Стор. 280 [2] том 2)
Т = 80 хв.
Загальний поправочний коефіцієнт K V, що впливає на швидкість різання, визначимо за формулою:
де: (з таблиці 1 - 4, 6 стор 261 - 263 [2] том 2)
K м V = 1,196; K і V = 1,0; K l V = 1,0
Число оборотів визначимо за формулою:
n = n н × Км n = 105 × 0,88 = 1992 об / хв.
Найближче число оборотів за паспортом верстата n = 90 об / хв.
Фактична швидкість різання:
4. Визначення основного (технологічного) часу.
Величина врізання й перебігаючи інструментів l 1 при роботі на прохід для свердла з подвійною заточуванням дорівнює 21 мм.; Для розгорнення 30 мм.
При довжині отвору l = 100 мм., Основне (технологічне) час кожного переходу одно:
Основний час операції:
T 0 = t 01 + t 02 = 1,73 + 1,29 = 3,02 хв.
5. Проектування спірального свердла.
Обгрунтування використання інструменту.
Спіральне свердло 39,5 призначено для свердління наскрізного отвору діаметра 39,5 + мм. на глибину 100 мм. у заготівлі деталі.
5.1 Обгрунтування вибору матеріалу ріжучої і хвостовій частині
свердла.
Для економії швидкорізальної сталі все свердла з циліндричним хвостовиком діаметром більше 8 мм і свердла з конічним хвостовиком більше 6 мм виготовляються зварними.
В основному, свердла роблять з швидкорізальних сталей. Твердосплавні свердла роблять для обробки конструкційних сталей високої твердості (45 ... 56 HRC). Виходячи з твердості оброблюваного матеріалу - 207 НВ, приймаємо рішення про виготовлення свердла зі швидкорізальної сталі Р18 ГОСТ 10903 - 77. Направляючу частина свердла виготовимо зі сталі 40Х (ГОСТ
454 - 74).
5.2 Обгрунтування вибору геометричних параметрів свердла.
Задній кут . Величина заднього кута на сверл залежить від положення розглянутої точки ріжучого леза. Задній кут має найбільшу величину в серцевини свердла і найменшу величину - на зовнішньому діаметрі. Рекомендовані величини заднього кута на зовнішньому діаметрі наведені в (2, стр.151, табл.44). За цим рекомендаціям вибираємо: . = 8 °.
а) - статичної; б) - кінематичної.
Передній кут. Також є величиною змінною вздовж різального леза і залежить, крім того, від кута нахилу гвинтових канавок і кута при вершині 2 . Передня поверхня на свердла не заточується і величина переднього кута на кресленні не проставляється.
Кут при вершині свердла. Значення кутів 2 для свердел, використовуваних для різних оброблюваних матеріалів наведені в (2, стор.152, табл.46). За цим рекомендаціям приймаємо: 2 118 °.
Кут нахилу гвинтових канавок. Кут нахилу гвинтових канавок визначає жорсткість свердла, величину переднього кута, свободу виходу стружки та ін Він вибирається залежно від оброблюваного матеріалу і діаметра свердла. За (6, табл.5) призначаємо = 30 °.
Кут нахилу поперечної кромки. При одному і тому ж вугіллі визначеного положення задніх поверхонь відповідає цілком певна величина кута і довжина поперечної кромки і тому кут служить до певної міри критерієм правильності заточування свердла. За рекомендаціями (2, стр152, табл.46) призначаємо: = 45 °.
5.3 Розрахунок і призначення конструктивних розмірів свердла.
Спіральні свердла одного і того ж діаметру в залежності від серії бувають різної довжини. Довжина свердла характеризується його серією. У зв'язку з тим, що довжина робочої частини свердла визначає його стійкість, твердість, міцність і вібростійкість, бажано у всіх випадках вибирати свердло мінімальної довжини. Серія свердла повинна бути вибрана таким чином, щоб
5.2 |
Розрахункова довжина робочої частини свердла l про , Дорівнює відстані від вершини свердла до кінця стружкової канавки, може бути визначена за формулою:
SHAPE \ * MERGEFORMAT
l о = l р + l вих + l д + l в + l п + l до + l ф,
де:
l р - довжина ріжучої частини свердла l р = 0.3 · d св = 0.3 · 39,5 = 11.85 мм.;
l вих - величина виходу свердла з отвору l вих = 3 мм.;
l д - товщина деталі або глибина свердління, якщо отвір наскрізний
l д = 100 мм.;
l в - товщина кондукторної в тулку l в = 0;
l п - запас на переточування l п = l · (i +1), де
l - величина, Зрізати за одну переточування, виміряна в напрямку осі, l = 1 мм.;
i - число переточувань i = 40;
l п = 1 · (40 + 1) = 41 мм.;
l до - величина, що характеризує збільшення довжини свердла для можливості вільного виходу стружки при повністю сточеним сверл;
l ф - величина, що характеризує зменшення глибини канавки, отриманої при роботі канавкових фрези:
l до + l ф = 1,2 · d св = 1,2 · 39,5 = 47,4 мм.,
тоді:
l 0 = 11,85 + 3 + 100 + 0 + 41 + 47,4 = 203,25 мм.
Відповідно до ГОСТ 10903 - 77 ("Свердла спіральні зі швидкорізальної сталі з конічним хвостовиком") уточнюємо значення l 0 і загальної довжини L:
l 0 ГОСТ = 200 мм, L = 349 мм.
Положення зварного шва на сверл: l з = L 0 + (2 ... 3) = 203 мм.
Діаметр серцевини свердла d з вибирається залежно від діаметра свердла та інструментального матеріалу (6, стор.12):
d з = 0,15 · d св = 0,15 · 39,5 ≈ 6 мм.
Ширина стрічки f л = (0,45 ... 0,32) · sqrt (d с) = (0,45 ... 0,32) · 6 = 2,7 мм.
Висота стрічки h л = (0,05 ... 0,025) · d з = (0,05 ... 0,025 · 6 = 0,3 мм.
Хвостовик свердла виконується конічним - конус Морзе № 4 АТ8 ГОСТ 2848 - 75 (6, табл.2 і 3).
Центрові отвори на свердлах виготовляються відповідно до ГОСТ 14034 - 74 (6, рис.5).
Визначення кількості переточувань.
Загальна довжина сточування:
l про = L до - L вих - Δ - l р,
де:
l вих - Величина, що характеризує збільшення довжини свердла для можливості вільного виходу стружки при повністю сточеним сверл;
l р - Довжина ріжучої частини свердла l р = 0,3 · d св = 0,3 · 39,5 = 11,85 мм.;
l до - довжина стружкової канавки;
D = 17 мм;
l про = 200 - 3 - 17 - 11,85 = 168,15 мм.
Число переточувань: n = l o / D l = 168,15 / 0,8 = 2 10 переточувань.
D l - величина сточування за одну переточування.
6.0 СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Аршинов В.А., Алексєєв Г.А. Різання металів і різальний інструмент. - М.: Машинобудування, 1976.
2. Довідник технолога-машинобудівника. У двох томах. Т.2. Під ред. А.Г. Косилової і Р.К. Мещерякова. - М.: Машинобудування, 1985.
3. Довідник технолога-машинобудівника. У двох томах. Т.2. Під ред. А.А. Малова. - М.: Машинобудування, 1972.
4. Загальномашинобудівні нормативи режимів різання для технічного нормування робіт на металорізальних верстатах. Частина 1. - М.: Машинобудування, 1967.
5. Загальномашинобудівні нормативи режимів різання для технічного нормування робіт на металорізальних верстатах. Частина 2. - М.: Машинобудування, 1967.
6. Довідник по обробці металів різанням. Абрамов Ф.Н. та ін - К.: Техніка, 1983.
7. Довідник нормувальника-машинобудівника: у 2 т. / За ред. Є.М. Стружестраха. - М.: Госиздат, 1961. - Т, 2. - 892 с.