Элементы режима резания при сверлении

Скорость резания < i> v< /i> —окружная скорость наиболее уда ленной от оси сверла точки лезвия—определяется по формуле

где D - диаметр сверла, мм;

n — число оборотов сверла в минуту.

Скорость резания является величиной переменной, изменяющейся для различных точек лезвия. В центре сверла скорость равна нулю.

Глубина резания определяется следующим образом: при сверлении в сплошном материале (рисунок 9.)

Рисунок 9.4 – Элементы режима резания: а- при сверлении;

б – при рассверливании.

< p class =" center" >

< IMG alt=" Элементы режима резания: а- при сверлении;

б – при рассверливании"

< img src="../images/ img9_4.jpg " >

< p class=" center" >

Рисунок 9.4 – Элементы режима резания: а- при сверлении;

б – при рассверливании.

< /p>

где d—диаметр ранее просверленного отверстия, мм.

Подача < i> s< /i> — величина перемещения сверла вдоль оси один оборот. Так как сверло имеет два главных лезвия, подача, приходящаяся каждое лезвие,

Минутную подачу определяют по формуле:

_S < sub> _м< /sub> ₌ s.n мм/мин.

Ширину и толщину среза (без учета перемычки) определяют т формулам:

и .

При определении площади среза перемычка не учитывается, так как погрешность расчета при этом будет невелика.

Площадь среза при сверлении в сплошном материале, приходящаяся на одно лезвие,

.

Площадь среза, соответствующая одному обороту сверла

Подача при сверлении может быть определена по формуле:

где С< sub> _s< /sub> — коэффициент, зависящий от свойств обрабатываемого материала.

При рассверливании величина подачи принимается в 1, 5—2 раза больше, чем при сверлении.

< h2 > 9.3 Силы резания и крутящий момент при сверлении < /h2>

Процесс резания при сверлении имеет много общего с процессом точения. Сверление сопровождается теми же физическими явлениями: тепловыделением, усадкой стружки, наростообразованием и т. д. Вместе с этим процесс сверления имеет свои особенности. Так, образование стружки происходит в более тяжелых условиях, чем при точении. При сверлении затруднителен выход стружки и подвод смазочно-охлаждающей жидкости. Кроме того, угол и скорость резания являются переменными по длине лезвия величинами. Это создает неодинаковые условия работы для различных точек лезвия.

Усадка стружки у перемычки больше, чем на периферии сверла, так как по мере приближения к центру увеличивается угол резания и уменьшается скорость резания, что увеличивает деформацию стружки.

Закономерность изменения усадки стружки в зависимости от скорости резания, подачи, смазочно-охлаждающей жидкости я геометрии режущей части сверла примерно такая же, как и при точении.

С увеличением диаметра сверла усадка уменьшается. Это объясняется тем, что с увеличением диаметра возрастает площадь поперечного сечения канавки сверла, что приводит к более свободному образованию стружки. С увеличением глубины сверления усадка повышается. При глубине сверления < i> l< /i> =D усадка в 1, 7—2 раза больше усадки при < i> l< /i> = D. С увеличением глубины сверления затрудняется выход стружки, повышается ее трение о канавку, что вызывает увеличение деформации. Усадка стружки при сверлении также как и при точении, оказывает влияние на величину сил резания.

Рассмотрим силы, действующие на сверло. Предположим, что равнодействующие сил, приложенные к главным лезвиям, находятся в точках А (рисунок 9). Разлагая эти равнодействующие по трем направлениям (как и при точении), получим составляющие силы Р< sub> _z< /sub> Р< sub> _y< /sub> Р< sub> _x< /sub>.

Крутящий момент, необходимый для осуществления сверления, равен сумме моментов тангенциальных сил, действующих на все лезвия сверла. Установлено, что 80% от суммарного момента составляет момент сил Р< sub> _z< /sub> 12% —момент тангенциальных сил вспомогательных лезвий и 8% —момент тангенциальной силы лезвия перемычки.

Рисунок 9.5 – Схема сил, действующих на сверло

< p class =" center" >

< IMG alt=" Схема сил, действующих на сверло "

< img src="../images/ img13_1.jpg " >

< p class=" center" >

Рисунок 9.5 – Схема сил, действующих на сверло

< /p>

Сила подачи (осевая сила) равна сумме сил, действующих вдоль оси сверла. Сила Р< sub> < i> _x< /sub> < /i> составляет примерно 40%. силы подачи, сила Р< sub> < i> _n< /sub> < /i> —57%, силы вспомогательных лезвий, а также силы трения стружки о канавки сверла со- ставляют 3% от силы подачи.

Радиальные силы Р_y при правильной заточке сверла (симметричной), как равные по величине и противоположно направленные, уравновешиваются. Крутящий момент и осевое усилие определяют по формулам:

Рис. Схема сил, действующих на сверло

Величина коэффициентов С< sub> < i> _m< /sub> < /i> и С< sub> < i> ₀< /sub> < /i> зависит' от свойств обрабатываемого материала, геометрии сверла, смазочно-охлаждающей жидкости и других параметров резания.

Угол наклона винтовой канавки влияет на силы резания, поскольку от него зависит величина переднего угла. С увеличением угла v увеличивается передний угол, а силы резания уменьшаются. Угол в плане w по-разному влияет на величины M< sub> < i> _кр< /sub> < /i> и P< sub> < i> ₀< /sub> < /i>. С увеличением угла w возрастает сопротивление внедрению сверла, что приводит к увеличению силы Р< sub> < i> ₀< sub> < /i>. Одновременно с увеличением угла w уменьшается ширина и увеличивается толщина среза, что способствует уменьшению силы Р< sub> < i> _z< /sub> < /i> и M< sub> < i> _кр< /sub> < /i> .

Элементы режима резания, свойства обрабатываемого материала, смазочно-охлаждающая жидкость и другие условия резания влияют на M< sub> < i> _кр< /sub> < /i> и P< sub> < i> ₀< /sub> < /i> так же, как и при точении. Эффективная мощность определяется по формуле:

< h2> 9. 4 Скорость резания при сверлении < /h2>

Скорость резания при сверлении, так же как и при точении, зависит от целого ряда факторов и может быть выражена формулой:

где C< sub> < i> _v< /sub> < /i> — постоянная для определенной группы обрабатываемого материала; К< sub> _M< /sub> — коэффициент, зависящий от свойств обрабатываемого материала;

К< sub> _r< /sub>, К< sub> _и< /sub>, К< sub> _l< /sub>, K< sub> _h< /sub> K< sub> _сож< /sub> —коэффициенты, учитывающие влияние геометрии сверла, материала его режущей части, глубины сверления, износа сверла и смазочно-охлаждающей жидкости. Из формулы следует, что с увеличением диаметра сверла скорость резания возрастает. Казалось бы, что с увеличением диаметра сверла скорость должна уменьшаться, так как от него зависит глубина резания. С увеличением D возрастает глубина резания, а вместе с ней количество образующегося тепла, что должно привести к снижению скорости. Но с увеличением диаметра действуют другие, превалирующие над первыми, факторы, благоприятно влияющие на стойкость сверла. С увеличением Dувеличивается масса металла, что улучшает теплоотвод; возрастает объем стружечных канавок, благодаря чему улучшается отвод стружки и подвод смазочно-охлаждающей жидкости; повышается жесткость сверла, вследствие чего снижается его износ.

Влияние материала режущей части сверла учитывается коэффициентом К< sub> < i> _и< /sub> < /i> . Если для сверла из быстрорежущей стали принять К< sub> < i> _и< /sub> < /i> == 1, то средние значения этого коэффициента для сверл из других материалов следующие: для сверл из инструментальной легированной стали К< sub> < i> _и< /sub> < /i> = 0, 65, для сверл из углеродистой инструментальной стали К< sub> < i> _и< /sub> < /i> = 0, 5, для твердосплавных К< sub> < i> _и< /sub> < /i> =2-3.

С увеличением глубины сверления условия резания ухудшаются, так как затрудняется отвод стружки и подвод смазочно-охлаждающей жидкости. При сверлении отверстий глубиной < i> l< /i> > < i> 3D< /i> скорость резания уменьшается и поправочный коэффициент К< sub> _l< /sub> < 1.

При работе сверлом, имеющим износ выше допустимой нормы, скорость резания уменьшается, что учитывается коэффициентом < i> К< /i> < sub> < i> _h< /sub> < /i>.

Применение смазочно-охлаждающей жидкости позволяет увеличить скорость резания на 40—45%. Особенно большой эффект можно получить, применяя сверла с внутренним охлаждением. Стойкость таких сверл (при равной скорости-резания) в несколько раз выше стойкости обычных.

Машинное (основное) время при сверлении и рассвеливании вычисляется по формуле:

где L – длина прохода в направлении подачи, мм.

< p class =" center" > L= l+ l< sub> ₁< /sub> + l< sub> ₂< /sub> _.< /p>

где l – глубина сверления, мм;

l< sub> ₁< /sub> – величина врезания, мм;

l< sub> ₂< /sub> – величина перебега, мм;

Приближенно для сверл с одинарным углом в плане

16сверлильные станки виды обработки на них и оснастка к ним1. Радиально-сверлильные.

Устройства этого типа применяют при работе с отверстиями в заготовках среднего и крупного размера. Благодаря широкому спектру выполняемых операций считаются универсальными. Они находят свое применение как в частных мастерских, так и в крупных цехах. Принцип действия радиально-сверлильных станков выглядит следующим образом: в процессе работы шпиндель перемещается вдоль поверхности заготовки и останавливается в том месте, где нужно сделать отверстие. Траектория его движения может быть любой. Вокруг неподвижной колонны, расположенной на фундаментальной плите, поворачивается гильза, которая обеспечивает возможность работать с любым участком поверхности колонны, не изменяя ее местоположения. Скорость перемещения шпинделя варьируется от 45 до 2000 оборотов в минуту.

2. Вертикально-сверлильные.

Принцип действия устройств этого типа прямо противоположен описанному выше. В этом случае перемещается не шпиндель, а заготовка. Сверло же надежно закреплено. Перемещение обрабатываемой поверхности и стола осуществляется в вертикальном направлении. От того, какое расстояние от торца шпинделя до рабочего стола имеет станок, зависит максимально возможная толщина обрабатываемой детали. Для всего электрооборудования отводится специальный шкаф. В зависимости от модели вертикально-сверлильные станки могут иметь разные типы столов: подвижный, съемный, откидной. Таким образом, каждый покупатель может выбрать устройство, подходящее именно ему. Охлаждение станка происходит путем подачи специальной жидкости насосом по шлангу. В основе строения шпинделя в станках этого типа лежат два шариковых подшипника, расположенных в гильзе. Верхний воспринимает вес самого шпинделя, нижний – силу подачи. Во избежание порчи деталей при работе в станов встроен специальный механизм, прекращающий подачу при достижении глубины обработки, соответствующей заранее заданному значению. Оно устанавливается посредством использования лимба механизма головки.

Среди станков этой группы выделяют:

• Легкие. Второе их название – настольное. Диаметр проделываемого ими отверстия составляет 3-12 мм.

• Средние. Позволяют проделывать отверстия диаметром 18 мм, а также от 25 до 50.

• Тяжелые. Максимальный диаметр сверления здесь достигает 7, 5 см.

3. Горизонтально-сверлильные.

С их помощью осуществляется обработка длинномерных деталей и глубоких отверстий, с которой остальные устройства не справляются. Отличительной особенностью этих устройств является удлиненная станина. Перед началом работы заготовка фиксируется на рабочем столе в горизонтальном положении. Она перемещается вдоль станины. Это достигается за счет действия верньерного механизма. В одном блоке располагаются шпиндель, двигатель, коробка передач. С помощью последней обеспечивается возможность регулирования скорости вращения шпинделя. Сам блок может перемещаться по вертикали.

4. Многошпиндельные.

Как следует из названия, в этих устройствах работают несколько шпинделей одновременно. Это крайне удобно, если требуется проделать ряд отверстий за один раз. Кроме этого, многошпиндельные станки применяются, когда нужно нарезать резьбу или сделать развертку при наличии большого количества плоскостей обрабатываемой заготовки. В данном случае это более выгодно, чем использование одношпиндельных станков.

5. Специализированные станки незаменимы при глубоком сверлении. Как правило, имеют место на производстве.

6. Широкое применение сегодня как в частных мастерских, так и в небольших цехах получили настольные станки. В большинстве случаев режущий инструмент у них перемещается вручную. Для этого устройства оснащены рукояткой осевой подачи шпинделя.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: