Варианты заданий для расчета и конструирования спиральных сверл

Вариант	Назначение сверла	Глубина сверления, мм	Материал заготовки			Форма заточки сверла
			Марка	, МПа	НВ
1	2	3	4	5	6	7
1	Напроход под болт	28	Ст 20	520	152	ДП
2	Напроход под заклепку  мм	10	Ст 40	710	212	Н
3	Под зенкер	32	Ст 45Г	790	236	ДП
4	Под резьбу	20	Ст 10	350	134	НП
5	Под развертку	26	40ХН	1000	207	Н
6	Под резьбу ⅝″	15	ШХ15	730	207	ДП
7	Под шпильку	24	СЧ18	180	170	Н
8	Под трубную резьбу ¾″	25	СЧ30	300	255	ДП
9	Напроход под винт	20	Ст 40	710	212	Н
10	Под развертку	38	У7А	630	187	ДПЛ
11	Напроход под заклепку  мм	15	Ст 30	600	175	ДПЛ
12	Под трубную резьбу ½″	30	Ст 20	520	152	НП
13	Под зенкер	45	СЧ45	450	289	ДПЛ
14	Под шпильку ½″	30	СЧ25	200	240	ДПЛ
15	Напроход под болт	40	Ст 55	810	240	ДПЛ
16	Под резьбу	25	ШХ15	730	207	ДПЛ
17	Напроход под винт	30	Ст 20	520	152	НП
18	Под резьбу ¾″	24	СЧ35	350	269	ДПЛ
19	Напроход под болт	45	СЧ40	400	285	ДП
20	Напроход под заклепку  мм	30	Ст 15Г	530	159	НП

ПОРЯДОК РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЕ СПИРАЛЬНЫХ СВЕРЛ

ЗАДАНИЕ

Рассчитать и сконструировать спиральное сверло для сверления отверстий в заготовке под последующую заданную технологическую операцию.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Назначение сверления (указать заданную технологическую операцию с соответствующими размерами); глубина сверления; материал рабочей части сверла; тип хвостовика; материал хвостовика; материал заготовки с механическими характеристиками; особые условия конструкции и обработки.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Определение диаметра сверла

([1] с 362 табл. 10.2; [5] с 57-63 табл. 21)

Исходя из заданного назначения сверления (под резьбу, под болт, под развертку и т.д.) и предельных размеров окончательного отверстия по ГОСТ 19257-73 (табл. 3.15) найти необходимые диаметр сверла и убедиться в его соответствии ГОСТу 885-77 (табл. 3.12). В случае отсутствия в указанном ГОСТе сверла данного диаметра, принять ближайший меньший предполагая, что необходимый размер предварительного отверстия будет обеспечен операциями растачивания или зенкерования.

Следует иметь в виду, что при диаметре предварительного отверстия D_отв≥30 мм его изготовление выполняется в два этапа: сверлением отверстия сверлом диаметров D_о=(0,5…0,6) D_отв и рассверливанием сверлом D_о=D_отв. В этом случае при выполнении задания необходимо рассчитывать и конструировать сверло для операции рассверливания.

2. Определение режимов резания по нормативам

([1] с 385, [2] с 276, [3] с 150, [4] с 166)

2.1. Подачу So находим по табл. 1 в зависимости от диаметра сверла D_о и характеристики (НВ) обрабатываемого материала с учетом поправочных коэффициентов: К_еs – на глубину сверления, К_оs – качество отверстия, К_жs – жесткости системы СПИЗ и К_иs – инструментальный материал (см. примечание к табл. 1).

Таблица 1

Подачи, мм/об, при сверлении стали, чугуна, медных и алюминиевых сплавов сверлами из быстрорежущей стали

2.2. Значение скорости резания V₀ ориентировочно может быть определено из таблицы нормативов (например [1] с 386, табл. 10.12 и с. 388 табл. 10.13) или рассчитано по формуле:

где – глубина резания: – при сверлении, – при рассверливании; – период стойкости сверла, определяемый по табл. 2 в зависимости от обрабатываемого материала, материала режущей части и диаметра сверла; значение постоянной и показателей степеней определяются по табл. 5, а показатели – по табл. 6: знак «+» принимается для при обработке малоуглеродистых сталей твердостью НВ<155, знак «–» при обработке сталей твердостью НВ>155 и других металлов.

Таблица 2

Средние значения периода стойкости сверл

Поправочный коэффициент , учитывающий влияние материала инструмента (сверла, зенкера, развертки) на скорость резания, при обработке конструкционных сталей, чугуна, медных и алюминиевых сплавов определяется из табл. 3, а поправочный коэффициент , учитывающий влияние глубины сверления на скорость резания – из табл. 4.

Таблица 3

Значение поправочного коэффициента

Марка материала	Р18, Р9К5	Р10К5Ф5	Р6М5	Р9М4К8	9ХС ХВГ	У12А	ВК4	ВК6
	1,0	1,05	0,85	1,2	0,6	0,5	2,5	2,7

Таблица 4

Значение поправочного коэффициента

	3	4	5	6	8	10
	0,9	0,8	0,7	0,65	0,56	0,5

2.3. Значения сил резания и крутящих моментов рассчитываются по формулам:

осевое усилие при сверлении

, Н;

осевое усилие при рассверливании

, Н;

крутящий момент при сверлении

, Н·мм;

при рассверливании

, Н·мм.

Значения постоянных , показатели степени приведены в табл. 5 и 6.

Таблица 5

Таблица 6

Приведенные зависимости справедливы при нормальной работе заточенным сверлом. Затупление сверла в процессе работы, в конечном счете приводит к увеличению значения момента сопротивления сил резания до 3 раз, т.е. , что следует учитывать в последующих расчетах.