Свердлильна та фрезерна обробки
Свердлування – обробка матеріалів різанням за допомогою ріжучого інструмента з декількома ріжучими лезами, кожне з яких представляє собою різець, що дозволяє використовувати основні закономірності появи стружки за допомогою ріжучого клина.
Особливостями свердлування є:
1. Ускладнення умови появи стружки.
2.Із-за наявності стружки в канавках, подача мастильно-охолоджувальної суміші в зону різання недостатня.
3.Недостатня жорсткість свердел із-за великої різниці між діаметром і довжиною свердла.
Оптимальним слід враховувати такий режим різання, при роботі на свердлувальному верстаті, при якому найбільш вдало поєднуються швидкість різання, подача і глибина шару, що зрізується, які забезпечують у даних умовах найбільшу продуктивність праці і найменшу вартість операції при додержанні завданих технічних умов у відношенні точності і шорсткості оброблюваної поверхні.
Вибір матеріалу і геометричних параметрів свердел і розрахунок на визначення оптимального режиму різання при свердлуванні складається з слідуючи етапів:
1.Вивчення і вибір початкових даних.
2.Вибір типу і моделі верстата.
3.Вибір матеріалу, геометрії ріжучої частини свердла і її параметрів.
4.Визначення глибини свердлування.
5. Вибір величини свердла.
6.Розрахунок швидкості різання і її уточнення по паспортним даним верстата.
7.Розрахунок моменту різання і осьової сили.
8.Визначення потужності, необхідної для різання.
9.Визначення машинного часу і його аналіз.
*Розрахунок режимів різання для фрезерної обробки заготовок необхідно виконувати аналогічно розрахункам режимів на токарну та свердлильну обробки, використовуючи приведену літературу.
Початкові дані вибираються з креслення деталі і повинні включати слідуючи пункти:
1.Розміри оброблюваного отвору – довжина і діаметр.
2.Висота мікронерівностей.
3.Вид заготовки (поковка, виливка, прокат).
4.Марка матеріалу.
5.Механічні властивості заготовки.
Приклад №2.
1. Початкові данні.
2. Вибір типу і моделі свердлувального верстата.
Тип і модель верстата обираються по габаритним розмірам заготовки і діаметру свердлування.
Розміри заготовки порівнюються з можливостями верстата:
1.Розміром робочої поверхні столу верстата (довжина і ширина).
2.Допустимим діаметром свердлування, пов’язаним з потужністю привода верстата.
Шляхом порівняння вище вказаних величин, встановлюється можливість обробки даної заготовки на вибраному верстаті.
3.Вибір матеріалу і геометрії ріжучої частини свердла.
Для обробки отворів на свердлувальних верстатах використовуються свердла різноманітної конструкції.
Матеріал ріжучої частини свердла.
Основним фактором, який визначає режим різання є матеріал ріжучої частини свердла. Використання свердла з пластинками з твердого сплаву дозволяє працювати на великих швидкостях різання і великих подачах у порівнянні з свердлами з швидкорізальної сталі при обробці чавунів. Твердосплавні свердла дають можливість збільшення швидкості у 2-3 рази проти швидкорізальних. При обробці сталей і інших пластичних матеріалів використовуються свердла з швидкорізальних сталей.
Геометричні параметри ріжучої частини.
Одним з важливих факторів, які впливають на вибір режимів різання, є розміри і геометричні параметри ріжучої частини свердел.
Користуючись таблицями 40, 44 і 46, стр.137 [1]визначаємо розміри і оптимальну геометрію ріжучої частини свердла d, L, l0, 2φ, α, ω (рис. 4).
Рисунок 4. – Кути гвинтового свердла.
4.Розрахунок швидкості різання. ([1], стр.176)
Швидкість різання при свердлуванні визначається за формулою:
, м/хв.,
де Cv - постійна,
D – діаметр свердла в мм,
T - стійкість свердла в хв.,
t – глибина різання в мм,
S – подача в мм/об,
qv, m, xv, yv – показники ступеня,
Kmv – коефіцієнт, враховуючий вплив властивостей оброблюваного матеріалу на швидкість різання,
Knv – коефіцієнт, враховуючий вплив властивостей матеріалу ріжучої частини свердла на швидкість різання,
Klv – коефіцієнт, враховуючий стан поверхні заготовки.
Величини постійної і показників ступенів вибираються з таблиці 28 [1].
Величини коефіцієнтів Kmv, Knv, Klv визначаються по таблиці 9-13, 15 і 30 [ 1 ].
Середнє значення періоду стійкості визначається по таблиці 29 [1].
Визначаємо розрахункове число обертів шпинделя за хвилину за формулою:
, об/хв.,
де Vp – розрахункова швидкість свердлування в м/хв.,
Dсв – діаметр свердлування в мм.
Порівнюючи розрахункові числа обертів шпинделя в хвилину з паспортними даними верстата і приймаємо найближче менше паспортне значення числа обертів.
Визначаємо дійсну швидкість різання за формулою:
, м/хв.
5.Розрахунок момента М і осьової сили.
При свердлуванні на інструмент діють момент М від тангенціальної сили Рz і осьова сила або сила подачі Ро.
Ці величини розраховуються за формулами:
де См – постійна,
D – діаметр свердла в мм,
S – подача свердла в мм/об,
Кр – коефіцієнт, враховуючий властивості оброблюваного матеріалу,
qm, ym, qp, yp - показники ступенів.
Значення См, Ср, qm, ym, qp, yp – вибирають по таблиці 31 [ 1]. Коефіцієнт Кр наведений у таблицях 21, 22 і 23 [ 1 ].
6.Визначення потужності привода верстата при свердлуванні
Потужність різання при свердлуванні Ne – це потужність необхідна для зняття стружки. Вона розраховується за формулою:
кВт,
де М – момент сили різання в кНм,
n – дійсна кількість обертів свердла за хвилину.
Для визначення потужності привода верстата Nпр за ефективною потужністю Ne, необхідно ефективну потужність розділити на ККД верстата:
, кВт.
Середнє значення коефіцієнта корисної дії для групи свердлувальних верстатів знаходиться в межах η = 0,80...0,85.
Значення розрахункової потужності привода верстата повинно бути менше потужності електродвигуна, встановленого на верстаті. У випадку, коли потужність Nверст < Nпр необхідно на величину перевантаження зменшити швидкість різання і відповідно визначити нову кількість обертів.
7. Основний технологічний час
Основний час представляє собою час, за який з деталі знімається стружка.
Основний час для всіх операцій свердлування розраховується за формулою:
, хв.,
де Lm – довжина отвору у напрямку подачі в мм,
l – шлях врізання свердла в мм,
l1 – перебіг свердла в мм,
Sхв – подача в мм/хв,
nд – дійсна кількість обертів за хвилину.
Величина шляху врізання і перебіг свердла у більшості випадків дорівнює 0,3D, тому
Визначення режимів різання табличним методом при обробці поверхонь заготовки свердленням.
Розрахунок виконувати по довідникам [3,4], заповнюючи таблицю 4.
Таблиця 4. – Розрахунок режимів різання табличним методом.
№ | Послідовність визначення режиму різання | Розрахункові формули та нормативи | Дані | Розрахунки |
[3], стр.104 |
Розрахунок оптимальних режимів різання при обробці заготовки на свердлильному верстаті з ЧПК.
Розрахунок виконувати по довіднику [5], аналогічно розрахунку режимів різання для токарної обробки.
Висновок.
Література
- Справочник технолога машиностроителя. Т 2./Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.- М.: Машиностроение , 1986 - 656с.
- Справочник инструментальщика./Под ред. Ординарцева. – М.: Машиностроение , 1985
- Барановский Ю.В. Режимы резания металлов. - М.: Машиностроение, 1972г. – 347с
- Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания метала. /Под ред. Баранчикова А.В. -М.: Машиностроение.-1988 г.
- Общемашиностроительные нормативы времени и режимы резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ. Ч.1,2 - М.: Машиностроение.- 1986 г.