4. Проектирование спиральных сверл Общие сведения о сверлах. Проектирование сверла спирального


5. Расчет и проектирование спирального сверла.

Исходные данные:

Длина отверстия ;

Материал заготовки Сталь30Х;

Расчет спирального сверла.

1.Определяем диаметр сверла (согласно № варианта задания протяжки)

ГОСТ885-77

2.Определяем режим резания:

2.1подачу находим по (табл. 26. стр.277 [2])

принимаем

Корректируем подачу по станку:

2.2Определяем скорость главного движения резания:

Коэффициенты выбираем по (табл. 28. стр.278.[2]):

,, ,,

Стойкость сверла .

;;

для стали 30Х

,,,

3.Осевая составляющая силы резания:

;

, ,,;

4.Момент сил сопротивления резанию (крутящий момент):

;

,,,;

5.Определяем номер конуса Морзе хвостовика.

Определяем средний диаметр хвостовика

где – момент сопротивления сил резанию;

– осевая составляющая силы резания;

– коэффициент трения стали по стали;

– половина угла конуса;

;

– отклонение угла конуса;

.

По СТ СЭВ 147-75 выбираем ближайший больший конус. т.е. конус Морзе

№5.Основные конструктивные размеры конуса Морзе №5 (табл.6.4 [1])

,,,,,,,,,,,,.

6.Определяем длину сверла по ГОСТ 10903 – 77 [2]

– общая длина сверла;

– длина рабочей части;

– длина хвостовика и шейки;

7.Определяем геометрические и конструктивные параметры рабочей части сверла

Форма заточки ДП (двойная с подточкой перемычки).

Угол наклона винтовой канавки ;

Углы между режущими кромками ,;

Задний угол ;

Угол наклона поперечной кромки ;

Размеры подточенной части перемычки: ,;

Шаг винтовой канавки:

;

8.Диаметрсердцевины сверла выбирают в зависимости от диаметра сверла: принимаем диаметр сердцевины у переднего конца сверла равной

Утолщение сердцевины по направлению к хвостовику надлины. Принимаем это утолщение равным.

9.Обратная конусность сверла надлины рабочей части по направлению к хвостовику.

10.Ширину ленточки;

Высота затылка .

11.Ширина пера

;

12.Геометрические элементы профиля фрезы для фрезерования канавки

Большой радиус профиля:

где ;

т. к. , то

При диаметре фрезы ,

Меньший радиус профиля ,

где ;

Ширина профиля

;

Режим резания при сверлении.

Обработку производим на вертикально-сверлильном станке 2Н150

1.Глубина резания

;

2.Выбираем подачу

Проверяем принятую подачу по осевой составляющей силы резания, допускаемой прочностью механизма подачи станка.

По паспортным данным станка 2Н150:

Т. к. то назначенная подачавполне допустима.

3.Период стойкости сверла

Допустимый износ сверла .

4.Скорость главного движения резания допускаемая режущими свойствами сверла

5.Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости главного движения резания:

;

Действительная скорость главного движения резания: .

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка:

;

6.Крутящий момент от сил сопротивления резанию при сверлении:

Мощность затрачиваемая на резание:

;.

7.Проверим, достаточность мощность станка. Обработка возможна, если

;

8. Основное время:

;

– врезание при двойной заточке

;

– длина отверстия;

– перебег;

studfiles.net

4. Проектирование спиральных сверл Общие сведения о сверлах

Сверла представляют собой режущие инструменты, предназна­ченные для образования отверстий в сплошном материале. В про­цессе сверления осуществляются два движения: вращательное – вокруг оси инструмента и поступательное — вдоль оси инструмен­та. Сверла используются также для рассверливания предварительно просверленных отверстий. В промышленности распространены раз­личные типы сверл, основные из которых приведены в табл. 3.1 .

Табл.3.1

Сверла

Эскиз

Сверла цилиндрические

Спиральные из инструменталь­ной стали

Оснащенные твердым сплавом

Перовые

Сверла центровочные

Центровочные короткие

Центровочные комбинирован­ные для обработки центровых отверстий без предохранитель­ного конуса

Центровочные для обработки центровых отверстий с предохра­нительным конусом

Сверла для глубоких отверстий

Пушечные

Ружейные

Сверла специальные

Конические

Наибольшее распространение получили в промышленности спи­ральные сверла. Они используются при сверлении отверстий диа­метром от 0,25 до 80 мм в различных материалах. В тех случаях,когда требуется повышенная жесткость инструмента, например при сверлении твердых поковок, применяются также перовые сверла. Они являются самыми простыми по конструкции. Их недос­татки: плохое направление в обрабатываемом отверстии и тяжелые условия работы. Для сверления центровых отверстий применяют специальные центровочные сверла. Центровочные простые сверла напоминают по конструкции обычные спиральные сверла, но общая длина их рабочей части меньше. Они применяются при обработке высокопрочных материалов, когда сверла центровочные комбиниро­ванные часто ломаются.

При обработке глубоких отверстий применяются сверла для сплошного и кольцевого сверления. Наиболее простым сверлом. Для глубокого сверления является пушечное. Это сверло представляет собой как бы полуцилиндр и имеет одну главную режущуюкромку, составляющую с осью сверла прямой угол. Для направле­ния по отверстию сверло имеет цилиндрическую поверхность. С целью уменьшения трения при работе сверло имеет небольшую обратную конусность (диаметр рабочей части сверла уменьшается при перемещении к хвостовику на 0,03—0,05 мм на 100 мм длины). Сверло работает в напряженных условиях и малопроизводительно. Ружейное сверло более совершенно, чем пушечное. Такие сверла применяют для обработки глубоких отверстий с повышенными требованиями к точности диаметра и прямолинейности оси. Оноимеет лучшее направление и обладает большей стойкостью. Благодаря подводу под давлением непосредственно к режущей кромке через внутреннее отверстие охлаждающей жидкости улучшаетсяотвод стружки. Сверло имеет одну режущую кромку угловой формы. Передняя поверхность сверла выбирается плос­кой формы. Задняя поверхность наружного участка режущей кромки затачивается по винтовой поверхности, ось которой совпа­дает с осью сверла. Задняя поверхность внутреннего участка кромки затачивается по плоскости.

При обработке конических отверстий небольшой конусности (порядка 1:50) применяют конические сверла. По конструкции такие сверла подобны обычным спиральным. В отличие от цилиндри­ческого спирального сверла они имеют короткий цилиндрический участок, за которым следует конусный участок. Ленточки конус­ного участка имеют расположенные в шахматном порядке канавки с шагом примерно 12мм. На ленточках по всей длине конического участка выполняется задний угол а = 8 –10°. При обработке отверстий в чугунных деталях и неточных отверстий в стальных деталях конические сверла могут полностью заменить конические развертки.

Расчет сверла

Рассчитать и сконструировать спиральное сверло из быстрорежущей стали Р6М5 с коническим хвостовиком для обработки сквозного отверстия под протягивание глубиной l=120 мм в заготовке из стали 45Х с пределом прочности

σв=1100 МПа

1. Определяем диаметр сверла (табл.7.2, стр334,[3])

d=50мм ГОСТ885-77

2. Определяем режим резания:

а) подачу находим по (табл.27, с.433 [25])

S=0,60…0,65 мм/об, принимаемSо=0.6 мм/об

б) Определяем скорость главного движения резания:

Коэффициенты выбираем по [25]

Стойкость сверла Т=90 мин.

3.Осевая составляющая силы резания:

,,

Н

4.Момент сил сопротивления резанию (крутящий момент)

Н*м

5.Определяем номер конуса Морзе хвостовика.

Определяем средний диаметр хвостовика

где - момент сопротивления сил резанию;

- осевая составляющая силы резания;

- коэффициент трения стали по стали;

- половина угла конуса. Уголдля большинства конусов равен.

- отклонение угла конуса.

По СТ СЭВ 147-75 выбираем ближайший больший конус, т.е. конус Морзе №5 со следующими основными конструктивными размерами

6. Определяем длину сверла по ГОСТ 10903 – 77 [12]

L=458 мм – общая длина сверла

=250 мм – длина рабочей части

=182 мм – длина хвостовика и шейки

Центровое отверстие выполняется по форме в ГОСТ 14034-74

7. Определяем геометрические и конструктивные параметры рабочей части сверла (карта 43, с.201, [25])

Находим форму заточки ДП (двойная с подточкой перемычки)

Угол наклона винтовой канавки ω=25˚

Углы между режущими кромками 2φ=125˚

2φ=70˚

Задний угол α=12˚

Угол наклона поперечной кромки ψ=55˚

Размеры подточенной части перемычки:

А=2,5 мм; l=5 мм.

Шаг винтовой канавки:

8. Диаметр dcсердцевины сверла выбирают в зависимости от диаметра сверла:

принимаем диаметр сердцевины у переднего конца сверла равной 0,14D

Тогда утолщение сердцевины по направлению к хвостовику 1,4-1,8мм на 100мм длины.

Принимаем это утолщение равным 1,5мм

9. Обратная конусность сверла (уменьшение диаметра по направлению к хвостовику) на 100мм длины рабочей части по направлению к хвостовику 0,08мм

10.Ширину ленточки f0=3;

высота затылка к=1,5.

11. Ширина пера В=0,58D=0.58*50=29мм.

12. Геометрические элементы профиля фрезы для фрезерования канавки сверла определяют графическим или аналитическим способом. Воспользуемся упрощенным аналитическим методом [10].

Большой радиус профиля

где

При диаметре фрезы , Сф=1, следовательно

Меньший радиус профиля Rk=Ck*D, где

Следовательно,

Ширина профиля В=R0 +Rk= 32,5+8,385=40,885 мм

13. По найденным размерам строим профиль канавочной фрезы.

Устанавливаем основные технические требования и допуски на размеры сверла.

Предельные отклонения диаметра сверла

Допуск на общую длину и длину рабочей части сверла

Радиальное биение рабочей части сверла относительно оси хвостовика не должно превышать 0,15мм.

Углы

Угол наклона винтовой канавки

Предельные отклонения размеров подточки режущей части сверла +0,5мм

Режим резания при сверлении.

Обработку производим на вертикально-сверлильном станке 2Н150

  1. Глубина резания

2. Выбираем подачу

S0= 0.6 - 0.65, принимаемS0=0.6мм/об

Проверяем принятую подачу по осевой составляющей силы резания, допускаемой прочностью механизма подачи станка.

Для этого определяем осевую составляющую силы резания: Рх=22848,157Н

Необходимо выполнить условие Р0≤ Рmax

Pmax- максимальное значение осевой составляющей силы резания, допускаемой механизмом подачи станка

По паспортным данным станка 2Н150: Рmax=23500Н

Т.к. 22848,157 < 23500, то назначенная подача S0=0.6 мм/об вполне допустима.

  1. Назначаем период стойкости сверла

Т=90 мин

Допустимый износ сверла

hз=0,8…1,0 мм

  1. Скорость главного движения резания допускаемая режущими свойствами сверла

υ=23,173 м/мин

  1. Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости главного движения резания:

5.Крутящий момент от сил сопротивления резанию при сверлении:

Мощность затрачиваемая на резание:

  1. Проверим, достаточна ли мощность станка. Обработка возможна, если

Nрез ≤Nшт; 6,273<6.325

  1. Основное время

Список использованной литературы:

  1. Косилова А.Г., Р.К. Мещерякова. "Справочник технолога машино­строителя", том 1, 2. -М.: Машиностроение, 1985.

  2. Гречишников В.А., Чемборисов Н.А., Сморкалов Н.А.,

Схиртладзе А.Г., Матвеев В.Н., Сухинина Л.А., Ларионов Д.Н. “Проектирование режущего инструмента”, Набережные Челны: Изд-во КамПИ – 2006. – 200 с.

studfiles.net

Проектирование спирального сверла из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком для обработки глухого отверстия под метрическую резьбу

                     Проектирование мерительного инструмента.

          Определяем размеры калибра-пробки для контроля отверстия ¿95Н7.

Находим предельные отклонения отверстия: ES=0,035мм  EI=0

Тогда:

Dmax=Dном+ES, мм

Dmax=95+0,035=95,035 мм.

                                         Dmin=Dном+EI, мм

Dmin=95+0=95мм

Для заданного интервала размеров по (     ) стр. 112. определяем:

Z=5,0 мкм            y=4,0 мкм             H=6,0 мкм

          Определяем максимальный размер проходного калибра пробки:

                     ПРmax=Dmin+z+H/2, мм

ПРmax=95+0,005+0,003=95,008мм.

Исполнительный размер калибра-пробки ПР 95,008-0,005 мм.

Наименьший размер изношенного калибра:

                                         ПРизн.=Dmin-y, мм

                     ПРизн= 95-0,004=94,996мм.

Наибольший размер непроходного нового калибра-пробки:

                                         НЕmax=Dmax+H/2, мм

                     НЕmax=95,035+0,003=95,038мм.

Исполнительный размер калибра: НЕ 95,038-0,005 мм.

                     Проектирование режущего инструмента.

          Рассчитать и сконструировать спиральное сверло из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком для обработки глухого отверстия под метрическую резьбу М20-7Н в заготовке из конструкционной стали: Сталь 20Х13.

1.  Выбрать спиральное сверло ¿17,4мм, материал режущей части – быстрорежущая сталь Р6М5 ГОСТ10903.

2.  Значения подачи и скорости резания определить из результатов нормирования операции.

S=0,37мм/об    V=14,4м/мин   N=3,0кВт.

3.  Определяем осевую силу:

Px=9,81 Ср Dq SyКр; Н

Где: Ср=68 - коэффициент  q=1        y=0,7            Kp=0,79 (      стр.264).

                     Рх=9,81*68*17,4*0,37*0,79=3393Н

4.  Геометрические параметры:  (    ) стр. 153

w  = 30Ù - угол наклона винтовой канавки.

2j = 118Ù - угол между режущими кромками.

y = 55Ù - угол наклона поперечной кромки.

a = 12Ù - задний угол.

5.  Шаг винтовой канавки равен:

мм.

6.  Толщина сердцевины равна.

                     мм.

7.  Обратная конусность равна 0,08 мм.   (         ) стр.157.

8.  Ширина ленточки fo и высота затылка по спинке К равны:

fo=0,9мм      К=0,4 мм   (         ) стр.158.

9.  Ширина пера (           ) стр.207:

В=0,59D

                     В=0,59*17,4=10,266 мм.

10. Геометрические элементы профиля фрезы:

Большой радиус профиля:

Ro=Cr Cv Cф D, мм

                         

                         

                                Dф=13

                         

Ro=0,501*1*1*17,4=8,71 мм.

     Меньший радиус профиля:

Rr=Cr D, мм

Rr=0,19*17,4=3,3мм.

Ширина профиля:

                мм

vunivere.ru


Смотрите также