Елементи режиму різання під час свердління й площа зрізуваного шару

 

До елементів режиму різання під час свердління належать: глибина різання, подача та швидкість різання.

Глибина різання t (рис. 1) під час свердління дорівнює половині діаметра D (мм) обробленого отвору:

(1)

Рис. 1. Елементи режиму різання під час свердління й площа зрізуваного шару: 1 — заготовка; 2 — свердло; — діаметр свердла; — глибина різання; — подача на одне різальне ребро; а і — товщина та ширина зрізуваного шару; — головний рух різання; — рух подачі

 

 

Подачею S (мм/об) називають значення переміщення свердла вздовж осі в мм за один його оберт. Оскільки свердло має два головних різальних ребра, то на кожне з них припадає половина вибраної подачі (мм/об):

(2)

Швидкістю різання (м/хв) під час свердління називають лінійну швидкість найвіддаленішої від осі свердла точки головного різального ребра:

 

(3)

де п — частота обертання свердла, хв^!.

Товщину а (мм) і ширину b (мм) зрізуваного шару (без урахування поперечного ребра) записують формулами:

(4)

 

(5)

Номінальну площу зрізуваного шару І (мм) з розрахунку на одне різальне ребро визначають за виразом:

(6)

2. Сили різання, крутний момент і потужність під час свердління

 

В точках і , (рис. 2.), що розташовані приблизно посередині головних різальних ребер, прикладені сили різання (на рисунку не зображені). Силу розкладемо по трьох осях координат на складові . Уточнимо, що вісь спрямована паралельно до осі свердла, вісь — по радіусу свердла, а вісь знаходиться в площині, перпендикулярній до осі свердла.

 

 

 

Рис. 2. Складові сили різання під час свердління та осьова сила F₀: F_z — головна складова сили різання; F_у, F_х — радіальна складова та осьова складова сили різання відповідно; F_П — сила, прикладена до поперечного ребра; F_Т — сила тертя; 0, 0₁ — точки прикладання сил різання

Осьові складові сили різання разом з силою F_П, прикладеною до поперечного ребра, та силою , спричиненою тертям стружки по передніх поверхнях, а також тертям стрічок в отворі, зрівноважуються осьовою силою :

(7)

 

Значення сили становить близько 50 % і сили — до 5% сили .

Радіальні складові сили різання, однакові за значенням і протилежні за напрямком, взаємно зрівноважуються.

Сумарний крутний момент М свердла протидіє моменту М_z від головної складової Fz сили різання, моменту М_П від сил на поперечному ребрі і моменту від сил тертя:

(8)

Момент є найбільшим і становить 80.,.90 % величини М. Щоб обчислити значення осьової сили (Н) і крутного моменту М (Н-м), використовують емпіричні формули:

(9)

(10)

Коефіцієнти і залежать від властивостей оброблюваного матеріалу, геометрії свердла, мастильно-охолодної рідини; — показники степенів.

Ефективна потужність (кВт), що витрачається на забезпечення головного руху різання свердла:

(11)

 

де — частота обертання свердла, . Потужність електродвигуна Nел (кВт)

 

 

(12)

де — коефіцієнт корисної дії верстата.

 

Порядок виконання роботи:

 

1. Ознайомитися з елементами різання під час свердління і площею зрізуваного шару.

1.1 Глибина різання.

1.2 Подача різання.

1.3 Швидкість різання.

1.4 Товщина і глибина зрізуваного шару.

1.5 Номінальна площа зрізуваного шару.

2. Ознайомитися з силами різання, крутним моментом і потужністю під час свердління.

2.1 Складові сили різання.

2.2 Сумарний крутний момент М.

2.3 Ефективна потужність Nе.

3. Вирішити задачу.

Визначити швидкість різання та машинний час при свердлінні отвору діаметром 12 мм, числом обертів свердла n= 1500 об/хв, подача So=0,7 мм/об, длинні обробки L=15, свердло з кутом заборного конусу – 90⁰.

 

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 9

 

Тема: Типи фрез. Елементи різання при фрезуванні.

Мета: Ознайомитися з фрезами різних форм і їхнім призначенням.

Оснащення роботи: Схеми, фрези.

 

Загальні теоретичні зведення:

Типи фрез.

Фреза є тілом обертання з багатьма різальними зубцями. Залежно від геометричної форми та призначення фрези поділяють на циліндричні, торцеві, дискові, кінцеві, фасонні та інші.

Циліндричні фрези (рис. 1, а) служать для обробки плоских поверхонь. Конструктивною особливістю цих фрез є розташування різальних ребер їх зубців на циліндричній зовнішній поверхні. Отвір і шпонковий паз фрези призначені для її нерухомого з'єднання зі спеціальним валом — оправкою, один кінець якої кріпиться у шпинделі верстата. Для обробки широких плоских поверхонь на оправці монтують кілька циліндричних фрез однакового зовнішнього діаметра. Зовнішній діаметр D циліндричних фрез змінюється від 40 до 100 мм. Фрези виготовляють суцільними з інструментальних сталей при D < 75 мм або збірними, які складаються зі сталевого корпуса (сталь 40Х) та вставних зубців, виготовлених із швидкорізальної сталі або оснащених пластинками з твердого сплаву. Розрізняють фрези з великими зубцями для чорнової обробки та з дрібними зубцями для чистової обробки. Зубці фрез є гвинтовими й рідше — прямими. Фрези з гвинтовими зубцями працюють плавніше, оскільки такий зубець поступово врізується в матеріал заготовки й поступово з нього виходить.

Рис. 1. Типи фрез:

а — циліндрична; б — торцева; в — дискова; г — прорілна; д — кінцева; є — шпонкова; і — фасона

 

Торцеві фрези (рис. 1, б) застосовують для обробки плоских поверхонь. Вони мають головні різальні ребра на циліндричній або на конічній поверхні та допоміжні різальні ребра на торці. Торцеві фрези виготовляють суцільними діаметром D = 40... 100 мм із швидкорізальної сталі або збірними діаметром до 630 мм. Для вставних зубців використовують швидкорізальні сталі, пластинки з твердих сплавів або з інструментальних керамічних матеріалів. Головними перевагами торцевих фрез порівняно з циліндричними є можливість використання жорсткіших оправок й спокійніша робота завдяки більшій кількості зубців, що одночасно ріжуть. Перелічені переваги дозво­ляють рекомендувати, де це можливо, заміну циліндричних фрез торцевими.

Дискові фрези (рис. 1, в) призначені для обробки пазів і вузьких плоских поверхонь. Від циліндричних фрез вони відрізняються невеликою шириною. Дискові фрези мають головні різальні ребра лише на циліндричній поверхні або головні різальні ребра на циліндричній поверхні та допоміжні різальні ребра на одній чи на двох торцевих поверхнях. Останні два різ­новиди складніші за конструкцією й дорожчі в експлуатації, проте забезпечують якіснішу бічну поверхню паза. Дискові фрези виготовляють суцільними або збірними зі вставними зубцями.

Тонкі дискові фрези з різальними ребрами лише на циліндричній поверхні називають прорізними (рис. 1, г) й відрізними, їх використовують, щоб прорізувати вузькі пази, наприклад у головках гвинтів, і розрізувати заготовки на частини. Діаметр прорізних фрез змінюється від 20 до 315 мм, ширина — від 0,2 до 6 мм.

Кінцеві фрези (рис. 1, д) служать для обробки пазів, плоских і фасонних поверхонь. Фреза складається з робочої частини й циліндричного або конічного хвостовика. Хвостовик виготовляють з конструкційної сталі, різальну частину — з швидкорізальної сталі або з напаяними пластинками твердого сплаву. Головні різальні ребра розташовані на циліндричній поверхні, а допоміжні різальні ребра — на торці.

Різновидом кінцевих фрез є шпонкові двозубі фрези (рис. 1, е) діаметром 2...25 мм.

Фасонні фрези (рис. 1, є) застосовують для обробки поверхонь складного профілю. Контур різального ребра зубця фрези відповідає профілю обробленої поверхні. До фасонних фрез належать півкруглі ввігнуті або випуклі фрези, фрези для обробки рівчаків різальних інструментів (свердел, мітчиків), фрези для обробки зубчастих коліс та ін. Ці фрези виготовляють переважно з швидкорізальної сталі.