Работа 3. Назначение режима резания при сверлении,

Зенкеровании и развертывании

 

Цель работы: изучить методику назначения режимов резания по таблицам нормативов. Ознакомиться и приобрести навыки работы с нормативами.

 

Общие сведения

Наиболее распространенным методом получения отверстий резанием является сверление.

Движение резания (главное движение) при сверлении – вращательное движение, движение подачи – поступательное. В качестве инструмента при сверлении применяются сверла. Самые распространенные из них – спиральные, предназначены для сверления и рассверливания отверстий , глубина которых не превышает 10 диаметров сверла. Шероховатость поверхности после сверления Ra = 12,5…6,3 мкм, точность по 11-14 квалитету. Градация диаметров спиральных сверл должна соответствовать ГОСТ 885-86. Для получения более точных отверстий (8…9 квалитет) с шероховатостью поверхности Ra = 6,3…3,2 мкм применяют зенкерование. Исполнительные диаметры стандартных зенкеров соответствуют ГОСТ1677-85. Развертывание обеспечивает изготовление отверстий повышенной точности (5-7 квалитет) низкой шероховатости до Ra = 0,4 мкм.

Исполнительные размеры диаметров разверток из инструментальных сталей приведены в ГОСТ 11174-85, с пластинками из твердого сплава в ГОСТ 1173-85.

Отличительной особенностью назначения режима резания при сверлении является то, что глубина резания t=D/2, при рассверливании, зенкеровании и развертывании.

 , мм.

При рассверливании отверстий подача, рекомендуемая для сверления, может быть увеличена в 2 раза.

Порядок назначения остальных элементов режима резания аналогичен назначению режимов резания при токарной обработке.

Средние значения припусков на диаметр, снимаемых зенкерами и развертками см. в приложении 4.

Пример. На вертикально-сверлильном станке 2Н125 обработать сквозное отверстие диаметром 25Н7 (Ra = 1,6 мкм), l = 125 мм. Материал заготовки СЧ18 (НВ210).

Необходимо: выбрать режущий инструмент, назначить режим резания по таблицам нормативов, определить основное время.

Решение:

1. Выбор инструмента.

Согласно исходных данных операция выполняется в три перехода: сверление, зенкерование и развертывание.

Для сверления чугуна СЧ18 (НВ210) согласно [3] выбираем сверло D=22 мм из стали Р18 , заточенное по методу В.И. Жирова, 2j = 118°; 2j₀ = 70°; для зенкерования – цельный зенкер D = 24,9 мм из стали Р18; j = 45°; a_р = 10°; для развертывания – цельную развертку D = 25 мм, j = 5° из стали Р18.

 

Рис. 2. Эскиз обработки

2. Выбор режима резания.

Расчет режимов резания выполним в традиционной последовательности с использованием данных работы [3].

Сверление

· Выбор подачи.

Для сверления чугуна НВ210 сверлом диаметром 22 мм выбираем подачу S = 0,65…0,75 мм/об. С учетом поправочного коэффициента на длину сверления К_ls = 0,9 получим расчетные величины подач

S = 0,59…0,68 мм/об.

По паспорту станка устанавливаем ближайшую подачу к расчетной S = 0,56 мм/об.

· Выбор скорости резания и частоты вращения шпинделя.

Исходя из диаметра сверла 22 мм и установленной подачи S = 0,56 мм/об, методом двойной интерполяции определяем нормативные скорость резания и частоту вращения шпинделя.

n_ш = 396 мин^-1.

Учитывая поправочные коэффициенты на заточку сверла по методу В.И. Жирова (ЖДП) К_фv = 1,05, на длину сверления (l = 5D), К_lv =0,75 и на механические свойства серого чугуна НВ210 К_мv =0,88 , получаем расчетное значение частоты вращения шпинделя

 

n = n_ш× К_фv × К_lv × К_мv = 396×1,05×0,75×0,88 = 274 мин^-1.

 

Ближайшее значение частоты вращения шпинделя по паспорту станка n_ш = 250 мин^-1. Тогда фактическая скорость резания будет равна

 м/мин.

· Проверка выбранного режима по осевому усилию и мощности.

Для установленных условий сверления D = 22 мм, S = 0,56 мм/об и n_ш = 250 об/мин методом двойной интерполяции получаем осевое усилие P_н=6010 Н и крутящий момент М_{к р} = 65720 Н×мм.

С учетом поправочного коэффициента на обрабатываемый материал К_мм = К_мр = 1,06 и заточки по методу Жирова (ЖДП) К_фр = 0,66 и К_фм = 1 получим

Р = Р_н× К_мр× К_фр = 6010×1,06×0,66 = 4205 Н

По паспорту станка наибольшее усилие, допускаемое механизмом подачи, равно 15000Н.

М=М_мрн×К_мм×К_фм = 65720×1,06×1 = 69660 Н×мм.

Пользуясь графиком определяем при М_кр = 69660 Н×мм и n_ш = 250 мин^-1 мощность, потребную на резание : N_рез = 1,6 квт.

По паспорту станка мощность на шпинделе

Nэ = Nд×h = 4,5×0,8 = 3,6 кВт; Nэ = 3,6>N_рез = 1,6 кВт.

Следовательно, станок не лимитирует выбранного режима резания.

Зенкерование:

· Выбор подачи.

 Для зенкерования отверстия в сером чугуне НВ210 зенкером диаметром 24,9 мм (25 мм) при последующей обработке отверстия одной разверткой рекомендуется подача S = 0,55­…0,6 мм/об. Ближайшая подача по паспорту станка S = 0,56 мм/об.

· Выбор скорости резания и частоты вращения шпинделя.

Исходя из диаметра зенкера D=24,9 (25) мм, для подачи S = 0,56 мм/об путем интерполяции определяем частоту вращения шпинделя n_ш = 329 мин^-1.

С учетом поправочного коэффициента на обрабатываемый материал K_мv = 0,88 число оборотов будет равно n = n_н× K_мv = 329×0,88 = 289 мин^-1. Ближайшее число оборотов по паспорту станка n_ш = 250 мин^-1. Фактическая скорость резания

 м/мин.

Развертывание:

· Выбор подачи.

Для развертывания отверстия в сером чугуне НВ > 200 механической разверткой D = 25 мм с чистотой поверхности отверстия Ra = 1,6 мкм рекомендуется подача S = 1,9 мм/об. Ближайшая подача по паспорту станка S = 1,6 мм/об.

· Выбор скорости резания и частоты вращения шпинделя.

Для развертывания отверстия диаметром 25 мм с подачей 1,6 мм/об рекомендуется частота вращения n_ш = 105 мин^-1. С учетом поправочного коэффициента на обрабатываемый материал серый чугун НВ > 200 К_мn = 0,88. Тогда

n = n_ш× К_мn = 105×0,88 = 92 мин^-1

Ближайшее значение частоты вращения шпинделя по паспорту станка

n = 90 мин^-1.

Фактическая скорость резания

 м/мин.

· Определение основного (технологического) времени.

Величина врезания и перебега инструментов l₁ при работе на проход для сверла с двойной заточкой равна 12 мм; для зенкера 5 мм и для развертки 30 мм.

При длине отверстия l = 125 мм основное (технологическое) время каждого перехода равно

 мин

 

 мин

 

 мин

Основное время операции

T₀ = t₀₁ + t₀₂ + t₀₃ = 0,98 + 0,93 + 1,0 = 2,91 мин.

Порядок выполнения работы: аналогичен предыдущей работе.(см.рис.2)

Содержание и форма отчета:

Выполнить расчет режима резания по таблицам нормативов для обработки сквозного отверстия на вертикально-сверлильном станке 2Н135 по заданному варианту. Исходные данные в таблице.

Форма отчета: аналогична предыдущей работе

Таблица. Варианты задания к работе 3

№	Материал заготовки и его характеристики	Диаметр отверстия D мм, параметр шероховатости, мкм	Длина отверстия l, мм
1	2	3	4
1	Сталь 12ХН2, sв=800 МПа	18Н7, Ra=1,6	50
2	Сталь 12ХН3А, sв=950 МПа	25Н5, Ra=0,4	60
3	Серый чугун СЧ30, НВ200	30Н5, Ra=0,4	80
4	Серый чугун СЧ20, НВ210	35Н7, Ra=1,6	90
5	Сталь 38ХА, sв=680 МПа	28Н7, Ra=1,6	55
6	Сталь 35, sв=560 МПа	38Н8, Ra=6,3	75
7	Серый чугун СЧ15, НВ170	45Н9, Ra=3,2	45
8	Серый чугун СЧ10, НВ160	17Н7, Ra=1,6	50
9	Сталь 40ХН, sв=700 МПа	45Н9, Ra=6,3	100
10	Сталь Ст3, sв=600 МПа	50Н9, Ra=6,3	60
11	Сталь 40Х, sв=750 МПа	22Н5, Ra=0,4	95
12	Сталь Ст5, sв=600 МПа	16Н5, Ra=0,4	30
13	Серый чугун СЧ20, НВ180	38Н9, Ra=6,3	85
14	Серый чугун СЧ20, НВ200	50Н9, Ra=3,2	50
15	Сталь 20Х, sв=580 МПа	20Н5, Ra=0,4	40
16	Сталь 50, sв=750 МПа	30Н7, Ra=1,6	60
17	Бронза Бр АЖН 10-4, НВ170	28Н7, Ra=1,6	55
18	Латунь ЛМцЖ 52-4-1, НВ220	40Н9, Ra=3,2	80
19	Серый чугун СЧ30, НВ220	23Н5, Ra=0,4	45
20	Серый чугун СЧ20, НВ220	32Н7, Ra=1,6	35
21	Сталь 30ХН3А, sв=800 МПа	20Н7, Ra=1,6	60
22	Сталь 30ХМ, sв=780 МПа	55Н8, Ra=3,2	110
23	Сталь 45, sв=650 МПа	48Н9, Ra=6,3	96
24	Сталь 20, sв=500 МПа	50Н8, Ra=3,2	100
25	Силумин АЛ4, НВ50	35Н7, Ra=1,6	60
26	Чугун КЧ35, НВ163	42Н9, Ra=6,3	50
27	Сталь 38ХС, sв=950 МПа	22Н5, Ra=0,4	45
28	Сталь 50, sв=900 МПа	37Н9, Ra=6,3	70
29	Чугун ЖЧХ, НВ280	32Н7, Ra=1,6	65
30	Чугун ВЧ60, НВ250	27Н5, Ra=0,4	55