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 C_v - постійна,

D – діаметр свердла в мм,

T - стійкість свердла в хв.,

t – глибина різання в мм,

S – подача в мм/об,

q_v, m, x_v, y_v – показники ступеня,

K_mv – коефіцієнт, враховуючий вплив властивостей оброблюваного матеріалу на швидкість різання,

K_nv – коефіцієнт, враховуючий вплив властивостей матеріалу ріжучої частини свердла на швидкість різання,

K_lv – коефіцієнт, враховуючий стан поверхні заготовки.

Величини постійної і показників ступенів вибираються з таблиці 28 [1].

Величини коефіцієнтів K_mv, K_nv, K_lv 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 V_p – розрахункова швидкість свердлування в м/хв.,

D_св – 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 Р_z і осьова сила або сила подачі Р_о.

Ці величини розраховуються за формулами:

де С_м – постійна,

D – діаметр свердла в мм,

S – подача свердла в мм/об,

К_р – коефіцієнт, враховуючий властивості оброблюваного матеріалу,

q_m, y_m, q_p, y_p - показники ступенів.

Значення С_м, С_р, q_m, y_m, q_p, y_p – вибирають по таблиці 31 [ 1]. Коефіцієнт К_р наведений у таблицях 21, 22 і 23 [ 1 ].

6.Визначення потужності привода верстата при свердлуванні

Потужність різання при свердлуванні N_e – 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 N_пр за ефективною потужністю N_e, 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 N_верст < N_пр 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 L_m – довжина отвору у напрямку подачі в мм,

l – шлях врізання свердла в мм,

l₁ – перебіг свердла в мм,

S_хв – подача в мм/хв,

n_д – 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

1. Справочник технолога машиностроителя. Т 2./Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.- М.: Машиностроение, 1986 - 656с.
2. Справочник инструментальщика./Под ред. Ординарцева. – М.: Машиностроение, 1985
3. Барановский Ю.В. Режимы резания металлов. - М.: Машиностроение, 1972г. – 347с
4. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания метала. /Под ред. Баранчикова А.В. -М.: Машиностроение.-1988 г.
5. Общемашиностроительные нормативы времени и режимы резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ. Ч.1,2 - М.: Машиностроение.- 1986 г.