Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту3
..pdfа |
ч |
|
Рис. 48. Схема сил, действующих на конический хвостовик сверла
По табл. 31, с. 436 находим С„ = |
0,0345; |
гм = 2,0; |
||
Ун — |
0 ,8 ; |
|
|
|
|
М с. р = 9,81 -0,0345-23,92-0,4°’8-0,682 = |
|
||
|
= 64,2 Н-м |
(«6400 кгс-мм = |
6,4 кгс-м). |
|
5. |
Определяем |
номер конуса |
Морзе |
хвостовика |
(рис. 48).
Осевую составляющую силы резания Рх можно раз ложить на две силы: Q —рдействующую нормально к об-
разующей конуса: Q = аиГ(Г ’ где ® — угол конусности
хвостовика, и силу R — действующую в радиальном на правлении и уравновешивающую реакцию на противо положной точке поверхности конуса.
Сила Q создает касательную составляющую Т силы резания; с учетом коэффициента трения поверхности конуса о стенки втулки р
Момент трения между хвостовиком и втулкой
Приравниваем момент трения к максимальному мо менту .сил Сопротивления резанию, т. е. к моменту, созда ющемуся при работе затупившимся сверлом, который увеличивается до 3 раз по сравнению с моментом, при нятым для нормальной работы сверла.
1.18.1
Следовательно,
|
|
3Мо. р = |
М тр = |
^Pi ^ |
T |
deJ <l - |
°>04Д9)> |
|
|
||||||
Средний |
диаметр |
конуса хвостовика |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
А |
__ |
2 |
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
аср — |
|
|
|
|
|
|||
ИЛИ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6Мср sin 0 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
d °P |
= |
р /> * (1 |
— О.О4Д0) |
’ |
|
|
|
|
||
где М ср « |
64,2 |
Н-м ( « 6420 кге-мм) — момент |
сопро |
||||||||||||
тивления сил резанию; Рх = 5850 Н (лг 585 кге) — осевая |
|||||||||||||||
составляющая |
сиЛы |
резания; |
р. = 0,096 :— коэффициент |
||||||||||||
трения стали по стали; угол 0 для большинства конусов |
|||||||||||||||
Морзе |
равен |
приблизительно |
1°30'; sin |
1°30' = |
0,02618; |
||||||||||
А0 = |
5! — отклонение угла конуса; |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
^ |
_ |
|
6-6420sin 1°30' |
ol |
г, ...... |
|
|
|
||||
|
|
|
“ СР |
0,096-685 (1 — 0,2) |
— Zl, i |
ММ’ |
|
|
|
||||||
в единицах СИ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
, |
|
|
6-64,2 sin 1°30' |
0,0217 |
м = 21,7 |
мм. < |
|
|||||||
“ СР — |
0,096-5850 (1— 0,2) |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
По ГОСТ 25557 — 82 выбираем ближайший больший ко |
|||||||||||||||
нус, т. е. конус Морзе № 3 с лапкой, со следующими |
ос |
||||||||||||||
новными |
конструктивными |
размерами: |
Dx = |
24,1 |
мм; |
||||||||||
d2 = 19,1 мм; |
/4 = |
19,1 |
мм; |
I — 99 мм; |
конусность |
1 i |
|||||||||
19,922 |
= |
0,05020 |
или |
угол |
0 = |
1°26'16" |
|
|
|
||||||
Остальные размеры хвостовика указывают на чертеже |
|||||||||||||||
инструмента из табл. |
62. |
|
|
|
|
|
сверла L\ |
||||||||
6 . |
|
Определяем длину сверла. Общая длина |
|||||||||||||
длины рабочей части /0 хвостовика и шейки 1г могут быть |
|||||||||||||||
приняты по ГОСТ |
10908—75* или ГОСТ 4010—77*: L — |
||||||||||||||
— 280 |
мм; |
/0 = |
170 |
мм; /2 = 113 мм; |
d, = D, — 1,0 = |
||||||||||
= 24,1 — 1 « |
23 |
мм. |
При |
наличии |
у обрабатываемой |
||||||||||
заготовки выступающих частей, высокой кондукторной |
|||||||||||||||
втулки или исходя из других конструктивных сообра |
|||||||||||||||
жений длина рабочей части или шейки может |
быть |
||||||||||||||
другой. |
Центровое |
отверстие |
выполняется по |
форме |
|||||||||||
В ГОСТ |
14034—74. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
7 Определяем геометрические и конструктивные па |
|||||||||||||||
раметры |
рабочей |
|
части |
сверла. |
По нормативам |
(1181, |
карта 43, с. 200, 201) находим форму заточки ДП (двой ная с подточкой перемычки, см. рис. 50, г). У гол наклона винтовой канавки © = 30°. Углы между режущими кром ками: 2ф = 118°; 2ср0 = 70°. Задний угол а = 12°. Угол наклона поперечной кромки ф = 55°. Размеры подточен ной части перемычки: А — 2,5 мм; / = 5 мм. Шаг винтовой канавки
nD |
3,14-23,9 |
= 130,5 мм. |
tg СО |
tg 30° |
|
8. Толщину dc сердцевины сверла выбирают в зави симости от диаметра сверла:
D, мм |
0,25—1,25 |
1,5—12,0 |
13,0—80,0 |
dc, мм |
(0,28—0,20) D |
(0,19—0,15) D |
(0,14—0,25) D |
Принимаем толщину сердцевины у переднего конца сверла равной 0.14D. Тогда dc = 0.14D = 0,14-23,9 = 3,35 мм. Утолщение сердцевины по направлению к хво стовику 1,4—1,8 мм на 100 мм длины рабочей части сверла. Принимаем это утолщение равным 1,5 мм (см. рис. 50, б).
9. Обратная конусность сверла (уменьшение диаметра по направлению к хвостовику) на 100 м длины рабочей части должна составлять:
D, м м ........................... |
До 6 |
Св. 6 |
Св. 18 |
Обратная конусность, мм |
0,03—0,08 |
0,04—0,10 |
0,05—0,12 |
Принимаем обратную конусность 0,08 мм.
10. Ширину ленточки (вспомогательной задней по верхности лезвия) /о и высоту затылка по спинке К вы бираем по табл. 63. В соответствии с диаметром D сверла
/0 = 1,6 мм; К = 0,7 |
мм. |
|
11. |
Ширина пера |
В = 0.58D = 0,58*23,9 = 13,9 мм. |
12. |
Геометрические элементы профиля фрезы для фре |
зерования канавки сверла определяют графическим или аналитическим способом. Воспользуемся упрощенным ана
литическим |
методом |
[11. |
|
|
Больший |
радиус |
профиля |
|
|
|
|
Ro — CRCrClltD, |
|
|
где |
|
|
|
|
Г |
0,026-2<р |
2ф |
0,026-118 118 |
„ .по |
-------------- |
ш---------- |
= |
-----------30--------- ---- |
0,49,3; |
/0 ,1 4 D \0 .0 4 4 #
\ d0 ) |
' |
63. Рекомендуемые ширина ленточки (вспомогательной задней поверхности) f0 и высота затылка по спинке К спиральных сверл, мм
Д иам етр |
Ш ирина |
Высота заты лка |
сверла D |
ленточки /о |
по спинке К |
0,55—0,75 |
0 ,2 |
|
|
0 ,8 — 1,0 |
0 ,3 |
0,1 |
|
1 , 1 - 2 , 0 |
0 ,4 |
|
|
2—5 |
0 ,6 |
0,15 |
|
. 5 — 8 |
0 ,7 |
0 ,2 |
|
8 — 10 |
0 ,8 |
0,3 |
|
10— 12 |
0,9 |
0,4 |
|
12—15 |
1,0 |
||
|
|||
15—20 |
1,2 |
0 ,6 |
|
20—25 |
1,6 |
0 ,7 |
|
25—30 |
1,8 |
0 ,8 |
|
30—35 |
1,8 |
0,9 |
|
35—40 |
2 ,0 |
||
|
|||
40—45 |
2,3 |
1,0 |
|
45-50 |
2 ,6 |
1 ,2 |
|
50-80 |
3,0 |
1.5 |
П р и м е ч а й н е. Сверла диаметром до 0,5 мм изгоювляют без ленточек.
при отношении толщины сердцевины d0 к диаметру сверла D, равном 0,14, Cr = 1;
где |
— диамет£ фрезы. |
|
|
|
|||
При £>ф = |
13 - / D Сф = 1. Следовательно, |
R0 == 0,493 X |
|||||
х |
23,9 = |
11,75 |
мм. |
RK — С„£>, |
где |
Ск = |
|
|
Меньший |
радиус профиля |
|||||
= |
0,015ю0,75 |
= |
0,015-300-75 = |
0,191. |
мм. |
Ширина |
|
|
Следовательно, R K — 0,191 -23,9 = 4,56 |
||||||
профиля В = R0 + R„ = 11,75 + 4,56 = 16,31 |
мм. |
||||||
|
13. |
По найденным размерам строим профиль канавоч- |
ной фрезы (рис. 49). Устанавливаем основные технические
требования и допуски на раз меры сверла (по ГОСТ 885—77*).
Предельные отклонения диаметров сверла D = = 23,9Л9 (_о,о52) мм. Допуск на общую длину и длину рабочей части сверла равен удвоенному допуску по 14-му квалитету-
ссимметричным расположе
нием предельных отклонений Рис. 49. Профиль канааоч- поГОСТ 25347—82. ной фрезы
Предельные отклонения размеров конуса хвостовика уста навливают по ГОСТ 2848—75* (степень точности ATS). Ра диальное биение рабочей части сверла относительно оси
хвостовика не должно |
превышать 0,15 мм. Углы 2ср = |
= 118° ± 2°; 2ср0 = 70о+5° |
Угол наклона винтовой канавки |
(0 = 30—2°.
Предельные отклонения размеров подточки перемычки режущей части сверла +0,5 мм. Твердость рабочей части сверла 63—66 ГЩСЭ, у лапки хвостовика сверла 32— 46,5 HRCa.
14. Выполняем рабочий чертеж (рис. 50). Рабочий чертеж должен иметь три проекции (винтовые линии при черчении заменяют прямыми линиями). Форму заточки сверла с геометрическими параметрами режущей кромки, центровое отверстие, а также профиль каиавочной фрезы вычерчивают отдельно в большом масштабе (см. рис. 50, б, г). На чертеже также указывают основные технические требования к сверлу (см. указания в гл. 1, § 3).
Задача 38. Рассчитать и сконструировать спиральное сверло из быстрорежущей стали для сверления под по следующую технологическую операцию (табл. 64). Форму заточки выбрать самостоятельно. Диаметр сверла выб
рать |
по справочнику [18], карты 39 и 41, с. 196—198 |
или |
[12], с. 238—241. |
Задача 39. Рассчитать и сконструировать сверло с ци линдрическим хвостовиком, оснащенное пластиной из твердого сплава, для сверления отверстия диаметром D, глубиной / (табл. 65). Основные размеры сверла выбрать по ГОСТ 22735—77*
Задача 40. Рассчитать и сконструировать сверло с ци линдрическим хвостовиком, оснащенное пластиной из твердого сплава, для сверления отверстия диаметром Z),
Рис. 50. Чертеж спирального сверла:
а — сверло; б ^ сердцевина; в ш-. проф иль канавочиой фрезы; г — фор;.
1-Материалр е ж у щ е й част а св ерла-бы ст рореж ущ ая |
ст аль. Р/8 |
|
||||||
ипи другой м а р ки |
по г о с т 1 9 Z 6 5 -7 3 * |
|
|
|
||||
Z М ат ериап хвост овой ч а с т и -с т а л ь Ш л о ГОСТ ¥ 5 9 3 - 7 1 * |
|
|
||||||
3. Сверло должно удовлет ворят ь т ехн ическим т ребов ан иям |
|
|
||||||
ЛО ГОСТ 5 7 5 6 -8 1 * £ |
|
т „ |
|
|
|
|||
Л. Неуказанны е предельны е от клонения разм ер о в ± |
|
|
|
|||||
Л0 ГО С Т 2 5 3 9 7 -8 Z . |
|
z |
|
|
|
|||
5. д опускает ся с в а р ка т рением . |
|
|
|
|||||
в. м арки ров ат ь: диамет р сверла, м а р ку ст ал и р е ж у щ е й ч аст и , |
|
|
||||||
т оварны й з н а к |
завода-изгот овит еля (2 3 ,9 -P /8 -Q ), |
|
|
|
||||
|
|
|
|
К у р с о б а я р а д о т а |
|
|||
Изн. Паш |
№ донам. |
подп. Пота |
Сверло сп и рал ь ное |
Литер' Масса |
Нааипнб |
|||
разрао. |
петродА.б. |
о п т |
||||||
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|||||
проб. |
■Ивановб.А. |
13.1191 |
23,9м м с коническим |
К |
Ш г |
1 1 |
||
Т.контр. |
|
|
|
хв о ст о в и ко м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Л и с т 1 1 Листов 1 .
Н,контр. |
М |
СИТ |
Ут 9. |
гр. 3 |
5 0 9 Д |
Кя варианта |
Назначение сверления |
|
Глубина |
|
|
сверления, |
|||
|
|
|
|
мм |
1 |
Под резьбу \112п |
|
|
40 |
2 |
Под зенкер d — 16 мм |
|
60 |
|
3 |
Под развертку d = 35 мм |
М24 |
70 |
|
4 |
Напроход под болт .с резьбой |
30 |
||
5 |
Под зенкер d = |
40 мм |
|
100 |
6 |
Под резьбу АЛ6 |
16 мм |
|
25 |
7 |
Под зенкер d = |
|
30 |
|
8 |
Под развертку d = 14 мм |
19 мм |
20 |
|
9 |
• Напроход под заклепку с d = |
10 |
||
10 |
Под резьбу М20Х 1,5 |
|
25 |
П р и м е ч а н и е . В вариантах № . 1—5 материал заго товки — сталь 45ХН, 207 НВ; в вариантах № 6—10 — чугун СЧ 35, 243 НВ.
65. Данные к задаче 39 |
|
66. Данные к задаче 40 |
|
|||||
№ |
D |
d |
N° |
D |
1 |
Материал |
||
|
|
|
|
|||||
варианта |
|
|
вари- |
|
|
заготовки |
||
|
мм |
|
анта |
|
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
12 |
55 |
1 |
2,5 |
10 |
Серый |
чу |
|
2 |
13 |
60 |
|
|
|
гун СЧ |
15 |
|
3 |
17 |
100 |
2 |
3 |
10 |
Сталь У10 |
||
4 |
18 |
ПО |
3 |
4 |
15 |
Сталь 60Г |
||
5 |
20 |
120 * |
||||||
6 |
8 |
40 |
4 |
5 |
15 |
Серый чу |
||
7 |
10 |
40 |
|
|
|
гун СЧ |
35 |
|
8 |
10,5 |
50 |
5 |
6 |
20 |
Серый чу |
||
9 |
14 |
70 |
||||||
10 |
15 |
90 |
|
7 |
|
гун СЧ |
20 |
|
|
|
|
6 |
20 |
Сталь 20 |
|||
П р и м е ч а н и е . |
7 |
8 |
25 |
Сталь 40Х |
||||
8 |
9 |
25 |
Сталь Ст5 |
|||||
В вариантах № 1—5 ма |
||||||||
териал заготовки — сталь |
9 |
9,5 |
30 |
Серый чу |
||||
50, ав = |
750 МПа |
|
||||||
|
|
|
|
гун СЧ |
15 |
|||
(^75 кгс/мм2); в вари |
|
|
|
|||||
10 |
10,5 |
30 |
Серый чу |
|||||
антах № 6—10 — СЧ |
20, |
|||||||
170 НВ. |
|
|
|
|
|
гун СЧ |
35 |
№ |
D |
|
1 |
М атери ал |
|
|
|
||
вари ан та |
|
мм |
|
пластины |
|
|
|
|
|
1 |
6 |
|
35 |
Т5КЮ |
2 |
10 |
, |
60 |
Т14К8 |
3 |
14,3 |
100 |
Т15К6 |
|
4 |
18 |
, |
60 |
Т30К4 |
5 |
20 |
|
75 |
Т60К6 |
6 |
21,2 |
|
120 |
ВК8 |
7 |
23 |
|
100 |
ВК8В |
8 |
25,3 |
|
150 |
Т5К12В |
9 |
28 |
|
125 - |
ТТ7К12 |
10 |
30 |
|
175 |
ВК15 |
глубиной I (табл. 66). Основные размеры сверла выбрать по ГОСТ 22735—77*
Задача 41. Рассчитать и сконструировать сверло с пря мой канавкой, оснащенное пластиной из твердого сплава, для сверления отверстия диаметром D, глубиной I в за готовке из стали ЗОХГН, 266 НВ (табл. 67). Основные раз меры сверла выбрать по ГОСТ 22735—77* и ГОСТ 22736—77*; конструктивные размеры и геометри ческие параметры выбрать по справочным данным.
§ 3. РАСЧЕТ Й КОНСТРУИРОВАНИЕ ЗЕНКЕРОВ
Различают зенкеры цельные с коническим хво стовиком, насадные цельные, насадные со вставными но жами из быстрорежущей стали и с напаянными пластинами из твердого сплава.
Если зенкер предназначен для предварительной об работки отверстий после сверления под развертывание (зенкер №. 1), диаметр его выбирают меньше номиналь ного диаметра отверстия на величину припуска под раз вертывание. Если зенкер предназначен для окончатель ной обработки отверстий (зенкер № 2), диаметр его при нимают с учетом допуска отверстия, увеличения диаметра и припуска на изнашивание. Отклонения диаметров зен
керов № |
1 и 2 и другие технические требования приведены |
в ГОСТ |
1677—75* для зенкеров цельных и со вставными |
ножами |
из быстрорежущей стали и в ГОСТ 12509—75* |
для зенкеров, оснащенных пластинами из твердого спла^а> Кроме указанных выше конструкций, применяют дву.' зубые зенкеры для обработки отверстий с большими при_ пусками и комбинированные зенкеры в сочетании со сверлом, которыми можно обрабатывать отверстия в сплошном металле. Для обработки углублений под ци_ линдрические и конические головки винтов, конических поверхностей центровых отверстий, торцовых поверх_ ностей бобышек и ступиц применяют конические и торц0_ вые зенковки и цековки.
Основные размеры зенкеров и технические требованця к ним приведены в ГОСТ 2255—71*, ГОСТ 3231—71* ГОСТ 12489—71*, ГОСТ 21541—76*, а также в справок никах [12, 18]. Геометрические элементы лезвия рабочей части зенкеров для обработки черных металлов опреде. ляют по нормативам [18]. При выборе основных размеру цельных зенкеров можно руководствоваться следующими данными: минимальная длина рабочей части у хвостовых цельных зенкеров / = /3 + 3D, где /3 — глубина зенкерования; длина заборной части зенкера lx = 0.04D + 2 М э длина шейки /2 = 10 12 мм. При наличии у обрабаты ваемой з'аготовки выступающих частей или при высокой кондукторной втулке длина шейки может быть увеличена. Диаметр шейки принимают меньше диаметра зенкера на 0,5—2 мм. Размеры конуса хвостовика (Морзе) прини мают по ГОСТ 25557—82 (см. табл. 62).
Крепление насадных зенкеров осуществляют на кони ческой оправке с конусностью 1 : 30. Общую длину оправки выбирают в зависимости от конкретных условий обработки. Размеры конического отверстия и шпоночного паза для торцовой шпонки выбирают по ГОСТ 9472—83. Параметры профиля и винтовых канавок зенкеров при ведены в табл. 68. Конструкции крепления ножей ука заны в ГОСТ 2568—71*. Размеры ножей и клиньев вы бирают по ГОСТ 16858—71 и ГОСТ 16859—71*.
Наиболее распространены конструкции зенкеров, при веденные на рисГ 51. В корпусе зенкера (рис. 51, а) вы полнены клиновидные пазы с рифлениями; ножи также имеют рифленую поверхность и клиновидную форму. Конструкция обеспечивает надежное крепление. Регу лирование диаметров выполняют путем перестановки ножа на одно рифление. Корпус зенкера, изображенного на рис. 51, б, имеет пазы клиновидной формы. Сторона паза и примыкающая к ней сторона ножа снабжены продоль-