2. Геометрические параметры режущей части сверла
Сборное перовое сверло состоит из сменной режущей пластинки и державки. Конструкция и размеры сменной режущей пластины назначаем согласно ГОСТ 19265-73, а державки согласно ТУ2-035-741-81.
В нашем случае стандартные обозначения составных элементов сверла:
Пластина 2000-1217 ГОСТ 25526-82
Державка 2304-4001-65 ТУ2-035-741-81
3. Режимы резания
Глубина резания (стр. 276 [1]):
Подача (табл. 25 [1]:
, выбираем
Скорость резания при рассверливании (стр. 276 [1]):
, где
- коэффициенты (табл. 29 [1])
-среднее значение периода стойкости (табл. 30 [1])
-общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания, где
- коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств медных и алюминиевых сплавов (табл. 4 [1]). В нашем случае этот коэффициент не учитываем.
- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала (табл. 6 [1]).
- коэффициент, учитывающий глубину сверления (табл. 31 [1]).
Крутящий момент, Н×м
, где
- коэффициенты (табл. 32 [1])
- временное сопротивление при растяжении
Осевая сила, Н
, где
- коэффициенты (табл. 32 [1])
Мощность резания, кВт
, где
- частота вращения инструмента
4. Расчет прочности державки.
Площадь самого слабого сечения державки в месте её крепления в патрон
Возникающее напряжение в этом сечении можно вычислить по формуле:
3 – коэффициент умножения, учитывает увеличение момента сопротивления при затуплении режущих кромок сверла.
S – площадь сопротивляющаяся крутящему моменту.
r – расчетный радиус приложения нагрузки.
По результатам расчета делаем вывод о достаточной прочности державки.
5. Точность позиционирования и податливость инструментального блока.
Точность позиционирования
Инструментальные блоки, устанавливаемые в шпинделе, должны обеспечить статическую точность, приведенную к вылету режущих кромок, в соответствии со следующими данными:
Сверла Ø35 мм имеют допустимое биение режущих кромок после установки инструментальных блоков в шпиндель =0,071 мм (стр. 37 [2]).
Биение режущих кромок инструмента в системе координат станка рассматривается как замыкающее звено в сложной размерной цепи, образованной отклонениями линейных и угловых размеров элементов вспомогательного инструмента.
Половина допустимого биения режущей части инструмента, как замыкающего звена
Коэффициент относительного рассеяния
=
n=4 - число элементов инструментального блока, влияющих на точность позиционирования, включая погрешность шпинделя;
k i = 1,17 (табл. 2.6 [3])- приведённый коэффициент относительного рассеяния присоединительных поверхностей вспомогательного инструмента;
ei=15 мкм (табл. 2.7 [3])- биение инструмента на вылете 100 мм в зависимости от точности изготовления конусов (Морзе АТ7)
Аi=1- принятое за скалярную величину произведение векторной величины ei на своё передаточное отношение Аi.
2 е = 12 мкм - допустимое биение режущей части инструмента
( как замыкающего звена), что меньше допустимого биения режущих кромок сверла.
Расчет податливости инструментального блока
Точность обработки зависит от деформации инструментальных блоков. Погрешности, вызванные их деформацией, могут составлять до 60% погрешности обработки. Деформация инструментальных блоков регламентируется допустимой податливостью, т.е. деформацией блока (мкм/Н) в точке приложения силы.
Допустимая податливость сверла Ø35 мм = 0,186 мкм/Н (стр. 41 [2])
Суммарная деформация блока состоит из суммы деформаций следующих составляющих:
1) деформация державки Ø23,78 мм на длине l=77 мм под действием силы 1 кН;
2) деформацией цилиндрической части L=151,7 мм переходной втулки относительно максимального посадочного диаметра конуса 7:24 50 Dк = 69,85 мм;
Обе составляющие представляют собой объёмную деформацию и рассчитывают их по формулам сопротивления материалов.
3) деформации контактных поверхностей конуса Морзе 3 АТ7 державки сверла. Податливость =0,0124 мм/(кН×м) (табл. 2.9 [2]);
4) деформации контактных поверхностей конуса 7:24 50 АТ7 патрона. Податливость =0,00035 мм/(кН×м) (табл. 2.10 [2]).
Деформация блока:
, где
E=2,1·102 ГПа – модуль нормальной упругости;
IXB = 0,05× Øдержавки 4=0,05×23,784≈ 15989 мм
Податливость инструментального блока:
П = = 0,0001587[мм/Н]= 0,1587[мкм/Н], что меньше максимально допустимого значения.
6. Вывод
В ходе выполнения работы были выбраны стандартные конструкция сборного перового сверла и размеры его режущей сменной пластины. Были рассчитаны режимы резания для рассверливания отверстия Ø35Н12 в детали из серого чугуна СЧ20 выбранным перовым сверлом с поливом в зону резания СОТС. Кроме того, был спроектирован специальный сверлильный патрон конструкция и точность изготовления составных частей которого не нарушают точности обработки отверстия детали.