Задача 4. Розрахунок режимів різання при свердлінні, зенкеруванні та розгортанні

Найбільш поширений метод одержання отворів різанням – свердління.

Рухом різання (головним рухом) при свердлінні є обертальний рух, рух подачі – поступальний. Як інструмент при свердлінні застосовуються свердла. Найбільш розповсюджені з них – спіральні, призначені для свердління і розсвердлення отворів, глибина яких не перевищує 10 діаметрів свердла. Шорсткість поверхні після свердління Ra = 12,5…6,3, точність згідно з 11…14 квалітетом. Градація діаметрів спіральних свердел повинна відповідати ГОСТ 885 – 88.

Для одержання більш точних отворів (8…9 квалітет) із шорсткістю поверхні Rа = 6,3…3,2 мкм застосовують зенкери. Діаметри стандартних зенкерів відповідають ГОСТ 1677 – 75. Розгортання забезпечує виготовлення отворів підвищеної точності (5…7 квалітет) низкої шорсткості до Ra = 0,4 мкм.

Виконавчі розміри діаметрів розгорток з інструментальних сталей наведені в ГОСТ 11174 – 83, із пластинками з твердого сплаву в ГОСТ 1173 – 83.

Відмітною рисою призначення режиму різання при свердлінні є те, що глибина різання t = D/2, при розсвердлюванні, зенкеруванні й розгортанні:

, мм.

При розсвердленні отворів подача, що рекомендується для свердління, може бути збільшена в 2 рази.

Порядок призначення інших елементів режиму різання аналогічний до призначення режимів різання при токарній обробці.

Середні значення припусків на діаметр, що знімаються зенкерами і розгортками, див. у Додатку 4.

Загальний поправковий коефіцієнт на швидкість різання розраховують за формулою:

K_v = K_mv ∙ K_иv ∙ K_lv ∙ K_фv

де K_mv – коефіцієнт, який враховує матеріал що обробляється;

K_иv – коефіцієнт, який враховує вплив матеріалу інструмента;

K_lv – коефіцієнт, який враховує відношення глибин свердління до діаметру (для відношення 3; 4; 5; 6; 8 та 10 він дорівнює відповідно 1,0; 0,85; 0,75; 0,7; 0,6; та 0,5);

K_фv – коефіцієнт, якй враховує заточування інструмента (для подвійного та криволінійного заточування K_фv = 1,0; для нормальної K_фv = 0,9).

Крутний момент при свердлінні визначається за формулою:

М_кр = 10 ∙ (60 ∙ v)^-0,15 ∙ D^1,9 ∙ S^0,8

де М_кр – крутний момент, Н; v – швидкість різання, м/с; D – діаметр інструмента, мм; S – подача, мм.

Потужність, що витрачається на різання, кВт:

N = 2M_кр/D, кВт.

Задача № 4

Виконати розрахунок режиму різання за таблицями нормативів для обробки наскрізного отвору на вертикально-свердлильному верстаті 2Н135 за заданим варіантом. Вихідні дані в таблиці 4.

Порядок розв’язання задачі аналогічний до попередньої.

Приклад розв’язання задачі

На вертикально-свердлильному верстаті 2Н135 обробити наскрізний отвір діаметром 25Н7 (Rа = 1,6 мкм), l = 125 мм. Матеріал заготовки СЧ18, НВ210.

Необхідно: вибрати ріжучий інструмент, призначити режим різання згідно з таблицями нормативів, визначити основний час.

Розв’язок:

Вибір інструмента

Згідно з вихідними даними операція виконується в три переходи: свердління, зенкерування і розгортання.

Для свердління чавуну СЧ18 НВ210 згідно з [5] обираємо свердло D = 22 мм зі сталі Р18 , заточене за методом В. Жирова, 2 = 118; 2₀ = 70 (Таблиці П19, П20); для зенкерування – суцільний зенкер D = 24,9 мм зі сталі Р18;  = 45; _р = 10(Таблиця П21); для розгортання – суцільну розгортку D = 25 мм,  = 5 зі сталі Р18(Таблиці П 22, П 23).

Вибір режимів різання

Розрахунок режимів різання виконаємо в традиційній послідовності з використанням даних роботи [5].

Перший перехід

Вибір подачі. Для свердління чавуну НВ210 свердлом діаметром 22 мм обираємо подачу S = 0,65…0,75 мм/об. (Таблиця П 24) з урахуванням поправкового коефіцієнту на довжину свердління К_l = 0,9 (Таблиця П 25).

Згідно з паспортними даними верстата встановлюємо найближчу подачу до розрахункової S = 0,56 мм/об. (Додаток 1).

Вибір швидкості і числа обертів.

n = l / S = 125 / 0,56 = 223 об./хв.

З огляду на поправкові коефіцієнти К_иv = 1,05, (Таблиця П26) на довжину свердління (l = 5D), К_lv =0,75 (Таблиця П25) і на механічні властивості сірого чавуну НВ210, К_мv =0,88 (Таблиця П27) одержуємо розрахункову кількість обертів за хвилину.

n = n_ш К_uv  К_lv  К_мv = 3961,050,750,88 = 154,5 хв^-1.

Найближча кількість обертів за паспортом верстата n = 180 об./хв. Тоді фактична швидкість різання дорівнює:

м/хв.

Перевірка обраного режиму за осьовим зусиллям і потужністю.

Для встановлених умов свердління D = 22 мм, S =0,56 мм/об. і n = 180 об./хв.; розраховуємо крутний момент М_кр = 65720 Нмм.

М=М_крК_ммК_фм = 657201,061 = 69660 Нмм.

При всіх видах заточування K_фм = 1,0. Для нормального заточування K_фр = 1,33, з підточуванням перемички K_фм = 0,66.

При М_кр = 69660 Нмм і D = 22 мм потужність, потрібну на різання: N_різ = 3 кВт.

Згідно з паспортними даними верстата потужність на шпинделі:

N_е = N_д = 4,50,8 = 3,6 кВт; N_е = 3,6N_різ = 3 кВт.

Отже, верстат не лімітує обраного режиму різання.

Другий перехід

Вибір подачі. Для зенкерування отвору в сірому чавуні НВ210 зенкером діаметром 24,91 мм (25 мм) при подальшій обробці отвору однією розгорткою рекомендується подача S = 0,55 ÷ 0,6 мм/об. Найближча подача за паспортом верстата: S = 0,56 мм/об (Додаток 1).

Вибір швидкості різання і кількості обертів

Виходячи з діаметра зенкера D = 24,9 (25) мм, для подачі S = 0,56 мм/об. Шляхом інтерполяції визначаємо кількість обертів n_н = 329 об./хв.

З урахуванням поправочного коефіцієнта на оброблюваний матеріал K_uv = 0,85 (Таблиця П 26) кількість обертів буде дорівнювати n = n_н K_uv = 3290,85 = 279 хв^-1. Найближча кількість обертів за паспортом верстата n_ш = 250 хв^-1 (Додаток 1). Фактична швидкість різання:

м/хв.

Розгортання:

Вибір подачі. Для розгортання отвору в сірому чавуні НВ > 200 механічною розгорткою D = 25 мм із чистотою поверхні отвору Rа =1,6 мкм рекомендується подача S = 1,9 мм/об. Найближча подача за паспортом верстата S = 1,6 мм/об.

Вибір швидкості різання і кількості обертів

Для розгортання отвору діаметром 25 мм із подачею 1,6 мм/об. рекомендується кількість обертів n = 105 об./хв. З урахуванням поправочного коефіцієнта на оброблюваний матеріал сірий чавун НВ > 200, K_иv = 0,85. Тоді

n = n_ш K_иv = 1050,85 = 89 хв^-1.

Найближча кількість обертів відповідно до паспорта верстата

n = 90 хв^-1.

Фактична швидкість обертів за паспортом верстата:

м/хв.

Визначення основного (технологічного) часу.

Величина врізання і перебігу інструментів l₁ при роботі на прохід для свердла з подвійним заточенням дорівнює 12 мм; для зенкера 5 мм і для розгорнення 30 мм. При довжині отвору l = 125 мм основний (технологічний) час кожного переходу дорівнює:

хв.;

хв.;

хв.

Основний час операції

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

Таблиця 4