2.2. Расчёт и конструирование режущего инструмента

Для операции 025 Сверлильная был спроектирован режущий инструмент – комбинированное сверло-цековка, материал Т5К10/Р6М5.

Рис. 18 режущий инструмент.

Материал заготовки - 35ХМЛ с пределом прочности  = 600 МПа ( 60 кгс/мм )

Сверло Т5К10

1. Для выполнения отверстия Ø8h14 глубиной 10мм диаметр сверла D должен быть 8 мм; по ГОСТ 885_77* указанный диаметр имеется.

2. Определяем режим резания по нормативам [18]:

а) Подача на оборот:

S =0,136 мм/об (см. пункт 1.7).

б) Скорость резания = 21 м/мин (см. пункт 1.7).

3. Осевая составляющая силы резания

Р_о=2513,3 Н

4.Момент сил сопротивления резанию (крутящий момент):

Mкр = 1467,7 Н·мм (см. пункт 2.12).

Цековка Р6М5

1. Крутящий момент:

, Н^.м. (20)

M_p- крутящий момент, Н^.м.

D=18 мм - диаметр цековки,

S= 0,136 мм/об - подача,

C_м=0,0345

y= 0,8;

q= 2,0

= коэф. на обр. материал ([5] табл. 31, с. 436).

Н^.м. (1890кгс·мм=1,89кгс·м)

2. Осевая сила:

, H (22)

P_o – осевая сила, H

M_p- крутящий момент, Н^.м.

D- диаметр сверла, мм

S- подача, мм/об

С_р= 68.

D=18 мм.

S= 0,136 мм/об.

y= 0,7 ; q=1,0.

=0,84 - коэффициент на обрабатываемый материал.

H

5. Определяем номер конуса Морзе хвостовика (рис.19)

Схема сил, действующих на конический хвостовик сверла рис. 19

Определяется по большему крутящему моменту и осевой силе резания. Наибольшая сила резания 2539Н и крутящий момент 18,9Н∙м возникает при цековании, т.к. диаметр цековки больше.

Осевую составляющую силы резания Р можно разложить на две силы: Q— действующую нормально к образующей конуса: , —где - угол конусности хвостовика, и силу R — действующую в радиальном направлении и уравновешивающую реакцию на противоположной точке поверхности конуса.

Сила Q создает касательную составляющую Т силы резания; с учетом коэффициента трения поверхности конуса о стенки втулки

Момент трения между хвостовиком и втулкой

Приравниваем момент трения к максимальному моменту сил сопротивления резанию, т. е. к моменту, создающемуся при работе затупившимся сверлом, который увеличивается до З раз по сравнению с моментом, принятым для нормальной работы сверла.

Следовательно,

Средний диаметр конуса хвостовика:

или

где 18,9 Н∙м ( 1890 кгс∙мм) момент сопротивления сил резанию; Рx = 2539 Н ( 254 кгс) — осевая составляющая силы резания; = 0,096.— коэффициент трения стали по стали; угол для большинства конусов Морзе равен приблизительно 1°30’; sin 1°З0’ = 0,02618; 5’ — отклонение угла конуса;

d_ср = = 15.12 мм

в единицах СИ

По ГОСТ 25557 – 82 выбираем ближайший больший конус, т.е. конус Морзе №2 с лапкой, со следующими основными конструктивными размерами:

Рисунок 20. Конус Морзе

D=17,78мм

D₁=18 мм;

d=14мм;

l=80 мм;

а=5,0 мм;

е=16 мм

b=6,3 мм

r=6,0 мм

Конусность: 1 : 20,020 = 0,04995;

= 1º25`43``

6. Толщину d сердцевины сверла выбирают в зависимости от диаметра сверла:

D, мм ……. 0,25 – 1,25 1,5 – 12,0 13,0 – 80,0

d , мм ……..(0,28 – 0,20)D (0,19 – 0,15) D (0,14 – 0,25) D

Принимаем толщину сердцевины у переднего конца сверла равной 0,15 D. Тогда d = 0,15 D = 0,15∙8= 1.2 мм.

Утолщение сердцевины по направлению к хвостовику 1,4 – 1,8 мм на 100 мм длины рабочей части сверла. Принимаем это утолщение равным 1,5 мм.

7. Обратная конусность сверла (уменьшение диаметра по направлению к хвостовику) на 100 мм длины рабочей части должна составлять:

D, мм …………………………… До 6 Св. 6 Св. 18

Обратная конусность, мм …….. 0,03 – 0,08 0,04 – 0,10 0,05 – 0,12

Принимаем обратную конусность 0,06 мм.

Устанавливаем основные технические требования и допуски на размеры сверла (по ГОСТ885 – 77*).

Предельные отклонения диаметров сверла D=8h9. Допуск на общую длину и длину рабочей части сверла равен удвоенному допуску по14-му квалитету с симметричным расположением предельных отклонений (± по

ГОСТ 25347-82.

Предельные отклонения размеров конусов хвостовика устанавливают по ГОСТ2848 – 75* (степень точности АТ8). Радиальное биение рабочей части сверла относительно оси хвостовика не должно превышать 0,1 мм. Углы 2φ=118º±2º;2φ =70º . Угол наклона винтовой канавки .

Предельные отклонения твердости рабочей части сверла 63 – 66 HRC ,у лапки хвостовика сверла 32 – 46,5 HRC_э.

Так как используемый станок JRD-720R оснащен конусом шпинделя mk-4, а конус режущего инструмента mk-2, то для применения специального режущего инструмента будет использоваться переходная втулка с mk-4 на mk-2.