На вертикально-сверлильных станках

Обработка резанием может применяться не только на этапах окончательной обработки заготовок, но и на более ранних этапах – в качестве альтернативы для формообразования методами литья или давления. Так, например, в электрометаллургическом производстве при получении особо чистых сплавов методом вакуумно-дугового переплава заготовки, используемые в качестве электродов, предварительно обрабатываются резанием на слиткообдирочных станках с целью удаления дефектного слоя глубиной до 10 мм. Получение отверстий в деталях при их отливке с помощью стержней или при обработке давлением путем прошивания, выдавливания в ряде случаев может быть заменено сверлением с последующим зенкерованием и растачиванием. В связи с этим рассмотрим некоторые из таких операций, относящихся к обработке резанием.

Пусть согласно одному из вариантов технологического процесса получения заготовки «Коронная шестерня», отверстие диаметром 192^{+10 мм} только намечено с одной стороны на операции ковки, с другой стороны оно сверлится, зенкеруется и растачивается.

Сверление и зенкерование производится на вертикально-сверлильном станке (рис. 2.60), растачивание отверстия – на токарно-карусельном станке.

Рис. 2.60. Схема компоновки вертикально-сверлильного станка

Рис. 2.61. Схема сверления отверстия в заготовке

на вертикально-сверлильном станке

Рис. 2.62. Геометрические параметры спирального сверла

Отношение длины сверления к диаметру меньше 4:

. (2.144)

Это означает, что процесс сверления может производиться непрерывно, без остановок для удаления стружки.

Рациональные подачи могут быть выбраны по справочнику с учетом прочности и жесткости сверла, а также жесткости и мощности станка. Выбираем s=0,5 мм/об.

Скорость резания назначается либо по эмпирическим табличным данным, нормативам, либо рассчитывается по эмпирическим или теоретическим формулам, либо назначается по рациональной температуре, которая, в свою очередь, может быть вычислена по описанным выше программам. Воспользуемся последним способом (рис. 2.63).

Рис. 2.63. Влияние скорости резания на температуру сверления стали 45 сверлом Р6М5, s= 0,5 мм/об

Для обеспечения достаточно высокой стойкости сверл рациональная температура должна быть меньше предельной температуры, допускаемой теплостойкостью быстрорежущей стали и равной примерно 600 °С. Выберем в качестве рациональной температуру 500 °С. При сверлении с достаточно толстыми срезами (а » 0,21 мм) температура передней поверхности выше, чем задней (рис. 2.63). Поэтому скорость резания назначим по температуре передней поверхности. При подаче s=0,5 мм/об температуре передней поверхности 500 °С соответствует скорость резания 13 м/мин, а частота вращения при диаметре сверла 40 мм – 100 об/мин (табл. 2.13). По частоте вращения, подаче и длине обработки рассчитываются минутная подача и машинное время обработки .

Геометрические параметры зенкера аналогичны параметрам спирального сверла. Отличием является отсутствие у зенкера поперечной режущей кромки и большее число зубьев. Отсутствие поперечной кромки, на участке которой имеют место неблагоприятные геометрические параметры, делает целесообразным оснащение режущей части зенкеров напайными твердосплавными пластинами.

Рис. 2.64. Схема зенкерования отверстия в заготовке на вертикально-сверлильном станке

Рациональная температура передней поверхности для твердосплавных зенкеров может быть выбрана около 800 °С (рис. 2.65).

Более высокая рациональная температура твердосплавных зенкеров по сравнению с быстрорежущими позволяет существенно повысить скорость резания и производительность обработки. Количество проходов (зенкеров) определяется конструкцией зенкеров, а также мощностью и прочностью механизмов вертикально-сверлильного станка.

Рис. 2.65. Влияние скорости резания на температуру при зенкеровании стали 45 зенкером Z=3, Т5К10, S=1 мм/об

Таблица 2.13

Режимы резания и параметры режущего инструмента при сверлении и зенкеровании

Обозначение операции	Режим резания
D мм	t мм	z	So мм/об	Sz мм/зуб	n об/мин	v м/мин	Sм мм/мин	φ о	L мм	Тм мин
Оп. 50 сверление	Сверло Р6М5 диаметром 40 мм
			0,5	0,25						2,8
Зенкерование	Зенкер Т5К10, z=3, D=60 мм
				0,33						0,6
Зенкерование	Зенкер Т5К10, z=3, D=80 мм
				0,33						0,7
Зенкерование	Зенкер Т5К10, z=3, D=100 мм
				0,33						0,9

Для зенкерования требуется большая мощность, чем для сверления, поскольку при зенкеровании применяются более высокие скорости резания.

Расчеты по программе показывают, что cила Pz на одном зубе равна 12,4 кН, а мощность при скорости резания 1 м/с равна 12,4 кВт. Для трех зубьев мощность станка должна быть не менее 37,2 кВт. При этом допускаемая станком осевая сила должна быть не менее 30 кН.

При отсутствии такого мощного и жесткого оборудования возможен вариант обработки твердосплавным зенкером с соответственно уменьшенными скоростями резания до уровня, допускаемого реальной мощностью станка, или применение растачивания на токарно-карусельном станке.