|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Протокол измерений конструктивных и геометрических элементов сверла и зенкера
Таблица 2 Протокол замеров развертки
Таблица 3 Протокол измерений фрезы
Общие сведения о многолезвийном инструменте
Осевые режущие инструменты Осевым режущим инструментом называется лезвийный инструмент для обработки с вращательным главным движением резания и движением подачи вдоль оси главного движения. (ГОСТ 25751-83). К ним относятся сверла, зенкеры, развёртки, зенковки, цековки, фрезы, метчики, плашки и др.
Свёрла Сверло – осевой инструмент для обработки отверстий в сплошном материале и увеличения диаметра имеющегося отверстия. В зависимости от конструкции и назначения сверла подразделяются на спиральные, перовые, шнековые, кольцевые, эжекторные, ружейные с наружным или внутренним отводом стружки, комбинированные, центровые и др. [1-4]. Свёрла изготавливаются из быстрорежущих сталей Р18, Р12, Р9, Р6М5, Р9К5, Р29М4ЗЗК8, Р10К5Ф5 и др., легированных сталей 9ХС, а также оснащаются пластинками из твёрдых сплавов ВК6, ВК8, ВК10М, ВК6М, и др. Наиболее широкое распространение получили спиральные сверла (рис.1). Сверло состоит из рабочей части 1, включающей рабочую часть LE или заборный конус шейки ℓ 2, цилиндрического или конического хвостовика ℓ 3 и лапки ℓ 4.
Рис.1 Элементы и геометрия спирального сверла
Обычно у сверл небольшого диаметра ( d ≤ 10мм) хвостовик имеет форму цилиндра. При этом сверло крепится в специальном патроне. Свёрла большого диаметра (d ≥ 10мм) изготавливаются с коническим хвостовиком, при помощи которого они устанавливаются в коническом отверстии шпинделя или переходной конической втулке. Конические хвостовики различают по номерам конуса Морзе (табл. 1)
Таблица 4 Наружные конусы
Лапка служит упором для выбивания сверла из шпинделя станка или переходной втулки. Шейка расположена между хвостовиком и рабочей частью сверла. На ней даётся характеристика сверла: материал режущей части и диаметр нового сверла по ленточкам у режущей части. Рабочая часть имеет две винтовые канавки, по которым отводится стружка, из образуемого отверстия. Режущая часть (рис.1) имеет пять режущих кромок: две главных 7, поперечную 6 и две вспомогательных 5. Главные режущие кромки расположены симметрично оси сверла и образованы пересечением его передних 2 и задних 3 поверхностей, которые в отличии от токарного резца имеют винтовую и криволинейную форму. Для уменьшения трения сверла о стенки отверстия спинки 1 зубьев сверла занижены, а вдоль каждого из них оставлены узкие направляющие ленточки образующие вспомогательные задние поверхности φ, которые при пересечении с передними поверхностями образуют вспомогательные режущие кромки 5. Они принимают участие в резании по толщине сечения сверла. Поперечная режущая 6 образуется пересечение задних поверхностей 3. Рабочая часть спирального сверла имеет переменный наружный диаметр, уменьшающийся по направлению к хвостовику. Коническая форма сверла устанавливает возможность защемления его в просверливаемом отверстии, а также уменьшает его трение об обработанную поверхность. В соответствии с ГОСТ 25762-83 конструктивные особенности спирального сверла рассматриваются в координатных плоскостях и характеризуются двойным углом при вершине (2φ ), углом наклона винтовой канавки (ω ), главным передним углом (γ ), главным задним углом (α ) и углом наклона поперечной кромки (ψ ) (рис.1) Угол в плане φ рассматривается в основной плоскости (Рy). Он определяется между плоскостью резания (Ро) и рабочей плоскостью Рz. На практике обычно измеряется угол при вершине сверла (2φ ), который определяется 0между проекциями главных режущих кромок на основную плоскость (Py). Этот угол при сверлении конструкционных сталей и чугунов, твердых бронз, органического стекла принимается равным 116-1200 сталей и сплавов жаропрочных и коррозионностойких – 1270, латуней и мягких бронз – 1300, алюминия и других мягких цветных металлов – 130-1400, текстолита – 700, гетинакса – 900, полиэтилена – 1100, эбонита – 80-900, мрамора и других хрупких материалов – 800. Поперечная кромка затрудняет работу сверла, так как она не режет, а снимает металл. Угол наклона поперечной кромки при правильной заточке сверла составляет 47-550. Он расположен между проекциями поперечной и К главной режущей кромок на плоскость перпендикулярную к оси сверла (рис. 1б). Угол наклона винтовой канавки ω – угол, заключённый между касательной к винтовой поверхности канавки и линией, параллельной оси сверла. Его величина определяется условиями схода стружки по передней поверхности, а также прочностью сверла. Чем больше наклон канавок, тем лучше отводится стружка, но при этом жёсткость сверла и прочность его режущих кромок уменьшается. Чем меньше диаметр сверла, тем меньше принимается и величина угла λ `. Для свёрл общего назначения λ ` = 18…300, для сверления вязких материалов (медь, алюминий и др.) λ ` = 35…450, пластмасс – 8…200. Величина угла λ ` непостоянна: чем ближе к оси сверла, тем она меньше (1).
tg λ ` = π R/Р, (1)
где R – радиус сверла, измеренный на периферии, мм; Р – шаг винтовой канавки, равный 10 – 14R, мм.
Угол λ `х в некоторой точке х определится из выражения (2).
tg λ `х = tg λ `(Rx/R); (2)
где Rx – радиус в некоторой точке x, мм;
Главный передний угол λ образуется при изготовлении сверла. Он определяется в секущей плоскости Р (рис. 1б) между касательной к передней поверхности лезвия в рассматриваемой точке и основной плоскостью Рy, проходящей через главную режущую кромку сверла. Величина угла γ непостоянна. Она зависит от угла наклона винтовой линии λ `, угла в плане φ и радиуса Rx, на котором находится рассматриваемая точка. На периферии сверла угол γ определяется из выражения (3):
tg γ = tg λ `/ sin φ (3)
а для любой другой режущей кромки (4)
tgγ x = tgγ `х/sin φ = (Rx/R)*( tgγ `/sin φ ), (4)
Анализ выражения (4) показывает, что по мере приближения к оси сверла γ уменьшается. Если по периферии у спиральных свёрл он находится в пределах 25-300 то у поперечной режущей кромки может принимать отрицательное значение. Главный задний угол α получают при заточке сверла по задним поверхностям. Он заключён между касательной к главной задней поверхности сверла в заданной точке режущей кромки и касательной к окружности ее вращения вокруг оси сверла, находящейся в плоскости резания Рn. Главный задний угол α увеличивается от периферии сверла к центру. Как правило. Его величина на периферии равна 8-120, а ближе к оси – 20-250. Он измеряется в плоскости О-О параллельной подаче.
Зенкеры
Зенкер – осевой режущий инструмент (рис.2) для повышения формы точности отверстия и увеличения его диаметра (ГОСТ 25751-83). Зенковка – осевой многолезвийный инструмент (рис. 3а) для обработки конического входного участка отверстия (ГОСТ 25751-83). Зенкеры с торцевыми зубьями называются циковками (рис. 3б). Это осевой многолезвийный инструмент для обработки цилиндрического и (или) торцевого участка отверстия заготовки (ГОСТ 25751-83). Зенкерование большей частью является промежуточной операцией между сверлением и развёртыванием. Им обеспечиваются точность обработки в пределах 11-13 квалитетов и шероховатость поверхности Ra = 2, 5-3, 2 мкм. Припуски на зенкерование принимаются от 1, 5 до 4 мм на диаметр. Зенкеры бывают цельные с коническим хвостовиком (хвостовые зенкеры) и насадные [1…4]. Цельные зенкеры изготовляются диаметром до 32 мм, а насадные – от 40 до 100 мм.
Рис. 2 Элементы и геометрии хвостового зенкера
Рис. 3 Зенкер для обработки конических, цилиндрических и торцевых участков отверстия: а)-зенковка; б)-ценковка
Из инструментальных материалов для режущей части зенкеров применяются быстрорежущие стали марок Р9, Р18, Р6М5 и др. или твёрдые сплавы Т15К6, ФК8 и др. Хвостовой зенкер (рис. 2) по внешнему виду похож на зенкеры, имеют 4 зуба, что создает им хорошее направление в отверстии, большую жесткость и не имеют поперечной режущей кромки. Основную работу резания выполняет режущая часть зенкера. Передние углы γ образуются как и у спирального сверла, за счёт винтовой формы стружечных канавок. Их величина зависит от физико-механических свойств обрабатываемого материала и измеряется в главной секущей плоскости Р. Для зенкеров из быстрорежущей стали при обработке стальных заготовок γ = 8-150, при обработке чугуна γ = 6-80, при обработке цветных металлов и сплавов γ = 25-300. Для зенкеров оснащенных пластинами из твердого сплава, предназначенных для обработки чугунов γ = 50. Для обработки сталей с твёрдостью НВ 225-270 γ = 0-50, закалённых сталей γ = -150. Задние углы α в пределах 8-100 создают затачиванием главных задних поверхностей зубьев. Они измеряются также главной секущей плоскостью Рτ . Угол при вершине ε находится в пределах 45-750. Он определяется между плоскостью резания Рn и рабочей плоскостью Рs. Для уменьшения трения о стенки отверстия калибрующая часть зенкера имеет небольшую обратную конусность, а на спинках зубьев оставляются ленточки шириной f = 0, 8-2 мм. Угол наклона винтовой канавки ω принимается равным 10-300. Он выбирается с учетом физико-механических свойств обкатываемого материала.
Развёртки
Развёртка – осевой режущий инструмент, используемый для повышения точности формы и размеров отверстия и снижения шероховатости поверхности (ГОСТ 25751-83). Развертками обрабатывают предварительно просверленные, обработанные зенкером или резцом отверстия до точности 6-9 квалитетов, шероховатость Ra = 1, 25-0, 63 мкм. Припуск на обработку при черновом развёртывании принимается 0, 1-0, 4 мм на диаметр, а при чистовом – 0, 05- 0, 02 мм. Развертки различаются: по способу применения (ручные и машинные); по форме обрабатываемого отверстия (цилиндрические, конические и ступенчатые); по конструкции хвостовые (с цилиндрическим и коническим хвостовиком); по характеру крепления (хвостовые и насадные); по конструкции рабочей части (цельные, разжимные, с прямым или винтовым зубом, сборные со вставными зубьями и тд.). [1-4]. Рабочая часть ручных цельных разверток изготавливается из легированной стали 9ХС из быстрорежущей стали. Рабочую часть машинных цельных развёрток и лезвия сборных разверток изготавливают из быстрорежущей стали или из твёрдых сплавов типа ТК или ВК. Хвостовая часть разверток изготавливается из сталей 45 или 40Х. Хвостовая развертка (рис. 4), как зенкер и сверло состоит из рабочей части 1, шейки ℓ 5, и хвостовика ℓ 6, но в отличие от них имеет 6-12 зубьев и более пологую режущую кромку (заборную часть )ℓ 2
Рис. 4 Элементы и геометрия ручной хвостовой развертки.
Рабочая часть развертки в свою очередь делится на режущую ℓ 2 и калибрующую ℓ 3 части, направляющий ℓ 1 и обратный ℓ 4 конусы. Режущая часть развертки осуществляет основную часть работы по резанию (срезанию прицепа в отверстии) при помощи режущих зубьев, наклоненных к оси под углом в плане φ. Величина угла в плане φ зависит от назначения развертки. В машинных развёртках при обработке хрупких, твердых и труднообрабатываемых металлов φ принимается равным 3-50, при обработке сталей -12-150, при обработке глухих отверстий в упор – 60-750. ручные развертки для облегчения внедрения в металл имеют φ = 30`- 20. Калибрующая часть развёртки выполняется цилиндрической формы. Она обеспечивает направление развертки в отверстие, его точность обработки и необходимую шероховатость, а также является размером для переточки инструмента. Обратный конус предупреждает повреждения отверстия концами зубьев калибрующего конуса и уменьшает трение развёртки об обрабатываемую поверхность. Формы заточки зубьев развертки по длине разная. Зубья режущей части затачивают до остроты с углом α = 6-80 (рис. 4а). На калибрующей части (рис. 4б) оставляются цилиндрические фаски шириной f = 0, 08-0, 5 мм, которые сглаживают отверстие и улучшают направление развёртки. Передний угол γ у чистовых разверток как режущей так и калибрующей частей обычно принимают равным 0, у черновых разверток γ = 5-100. При повышенных требованиях к качеству обработки его выполняют отрицательным (γ = -30). Передние и задние углы разверток измеряются в плоскости Рτ , перпендикулярной режущим кромкам.
Фрезы
Фрезерование является одним из наиболее распространенным видом обработки плоскостей, пазов с прямолинейным и винтовым направлением, шлицев, тел вращения, разрезки заготовок, образование резьб, а также для получения фасонных поверхностей. При черновом фрезеровании обеспечиваются точность по 9-11 квалитетам и шероховатость Rc = 5-10 мкм, при чистовом фрезеровании – точность по 8-11 квалитетам и шероховатость Rc = 1, 25-5 мкм, при тонком- точность по 6-8 квалитетам и шероховатость Rc = 0, 32-1, 25 мкм. Фреза – лезвийный инструмент для обработки с вращательным главным движением резания инструмента без возможности изменения радиуса траектории этого движения и хотя бы с одним движением подачи, направление которого не совпадает с осью вращения (ГОСТ 2575-83). Фрезы изготавливаются из быстрорежущих сталей Р18, Р9, Р9Ф5 и др. они могут оснащаться вставными режущими пластинами, изготовленными из твердых сплавов или сверхтвердых материалов применяются пластины группы ВК (ВК4, ВК6, ВК8 и др.). Для обработки заготовок и стали фрезы оснащаются пластинами группы ТК (Т15К6, Т14К8, Т5К10, Т5К12В и др.). Пластинами из сверхтвердых материалов (ВОК-60, композиты 01, 02, 09, 10 и др.) оснащаются фрезы, предназначенные для получистовой, чистовой и тонкой обработки заготовок, выполненных из инструментальных и других сталей (НRC 50-70), высокопрочных чугунов (НВ 400-460) и твердых сплавов марок ВК15, ВК20, ВК25. В зависимости от характера выполняемых работ, конструкции и крепления зубьев относительно оси и других признаков фрезы подразделяются на цилиндрические, концевые, торцевые, дисковые, отрезные, шпоночные, угловые, финшинные и тд. [1-4]. Цилиндрические фрезы (рис.5) применяют для обработки плоских поверхностей на горизонтально-фрезерных станках. Они бывают с правыми или левыми винтовыми канавками, имеют центральное базовое отверстие со шпоночной канавкой, предназначенной для закрепления фрезы на оправке станка. Изготовляется диаметром 40-125 мм. Концевые фрезы имеют наружный диаметр 1, 5 до 80 мм. Отношение диаметра фрезы к ее длине равно 0, 2-0, 5 (d/L = 0, 2-0, 5). Они применяются для обработки открытых пазов, замкнутых профильных углублений и отверстий в заготовках. Концевые фрезы имеют режущие кромки на цилиндрической части и на торце. Предназначены для работы на вертикально-фрезерных станках. Торцевые фрезы предназначены для обработки плоских поверхностей. Они похожи на концевые фрезы и отличаются от последних отношением d/L = 4-6. Торцевые фрезы выпускаются диаметром от 40 до 630 мм. Применяются на вертикально и горизонтально-фрезерных, а также агрегатных станках. Дисковые фрезы предназначены для фрезерования канавок различного назначения. Режущие зубья дисковых фрез выполняются на цилиндрической внешней поверхности, а также в сочетании с одной (двухсторонние) или двумя (трехсторонние) торцевыми поверхностями. Дисковые фрезы выполняются диаметром от 50 до 315 мм. Отрезные фрезы имеют ширину 1-5мм и диаметр 60-200мм. Предназначены для отрезки заготовок и прорезания узких пазов на горизонтально-фрезерных станках. Шпоночные фрезы имеют диаметр 2-40 мм. Предназначены для фрезерования шпоночных пазов на горизонтально- или вертикально-фрезерных станках.
Рис. 5 Элементы и геометрия цилиндрической насадной фрезы. Угловые фрезы предназначены для фрезерования профильных, угловых канавок. Зубья угловых фрез расположены на конических поверхностях. Фрезы выпускаются диаметром 35-90 мм. Применяют на универсально-фрезерных станках. Фасонные фрезы служат для обработки поверхности сложного профиля на горизонтально-фрезерных станках. Профиль зуба таких фрез соответствует профилю обработанной поверхности. Фрезы имеют диаметр 45-90 мм. По направлению зубьев фрезы подразделяются на прямозубые, с наклонными и спиральными зубьями, в зависимости от формы – на остроконечные и затылованные. Остроконечные фрезы имеют переднюю и заднюю поверхность плоской формы. Они просты в изготовлении и затачиваются по задней поверхности. У фрез с затылованным зубом передняя поверхность плоская, а задняя выполняется по архимедовой спирали или по другой кривой. Эти фрезы затачиваются по передней поверхности, что трудоемко, но при этом сохраняется профиль режущей кромки. К основным конструктивным элементам цилиндрических фрез (рис. 5б) относятся наружный диаметр d, ширина фрезы L, диаметр под оправку d1, шаг зубьев Р = π d/z, число зубьев z. Геометрические параметры зубьев фрезы рассматриваются в тех же плоскостях, что и токарных резцов, свёрл и др. Передний угол γ находится в главной секущей плоскости Р, перпендикулярной главной режущей кромке. Его величина зависит от материала зубьев фрезы и физико-механических свойств обрабатываемого материала. Так, для фрез, изготовленных из быстрорежущей стали γ = 5-300, для с зубьями из твердых сплавов γ = 10-200. Главный задний угол α заключен между касательной к траектории движения рассматриваемой точки режущего лезвия вокруг оси фрезы и касательной к задней поверхности. Для фрезы с винтовым и наклонным зубом иногда главный задний угол α рассматривается в плоскости Рτ . Измеренный угол обозначается α n и называется задним углом. Между α и α n существует зависимость tg α = tg α n *cos λ ` (5)
Главный задний угол α для фрез из быстрорежущей стали равен 12-300, для торцовых фрез с твердосплавными пластинами α = 10-250. Угол наклона зубьев (λ `) у фрезы со спиральным зубом, заключен между касательной и винтовой поверхности зуба и линией параллельной оси фрезы. Этот угол обеспечивает равномерную загрузку фрезы при резании и придает направление сходящей стружки. Главный угол в плане φ рассматривается в основной плоскости Рy между плоскостью резания Рn и рабочей плоскостью Рs. Но так как в цилиндрических фрезах плоскость резания и рабочая плоскость совпадают то φ = 0.
Методика выполнения работы
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-14; Просмотров: 914; Нарушение авторского права страницы
