3.1.2 Сверление

Скорость резания при сверлении:

V=C_v*D^q/(T^m*s^y)*k_v, (6)

где -коэффициент скорости;

q=0.4, y=0.70, m=0.20-показатели степени;

T=45мин.-период стойкости инструмента;

t=10мм.-глубина сверления;

D=20мм-диаметр сверла;

s=0.2мм/об.-подача.

k_v=k_Mv*k_Nv*k_lv, (7)

где -коэффициент на обрабатываемый материял;

=1.15- коэффициент на инструментальный материал;

=1.0-коэффициент, учитывающий глубину сверления.

Крутящий момент при сверлении:

M_кр=10*C_M*D^q*s^y*k_p, (8)

где C_M =0.0345-коэффициен;

q=2.0, y=0.8-показатели степени;

k_p =0.96-коэффициент, учитывающий фактические условия обработки.

M_кр=10*0.0345 *20²*0.28^0.8*0.96=36.55 Н*м.

Осевая сила при сверлении:

, (9)

гдеС_p=68-коэффициент осевой силы;

q=1.0, y=0.7-показатели степени;

k_p=0.96- коэффициент, учитывающий фактические условия обработки.

Определяем мощность резания:

N_e=Мкр*n/9750,(10)

частота вращения инструмента и заготовки:

n=1000*V/(3.14*D)=1000*38.44/(3.14*20)=612.10 об/мин., (11)

получаем:

3.2 Расчет диапазона регулирования частот вращения шпинделяи величины подачи

Диапазон регулирования частот вращения шпинделя рассчитываем по формуле

(12)

где R_n – диапазон регулирования частот вращения шпинделя;

n_max=1500 об/мин. – максимальная частота вращения шпинделя;

n_min =34 об/мин. – минимальная частота вращения шпинделя;

Диапазон регулирования величины подачи:

,(13)

где – диапазон регулирования величин подач;

Продольная подача:

s_max= 0.2 мм/об. – максимальная величина подачи;

s_min= 0.05 мм/об. – минимальнаявеличина подачи;

Поперечная подача:

s_max=0.1мм/об. – максимальная величина подачи;

s_min =0.025 мм/об .– минимальнаявеличина подачи;

.

3.3 Составляющие силы резания

При обработке резанием металл оказывает сопротивление режущему инструменту. Это сопротивление преодолевается силой резания, приложенной к передней поверхности инструмента. Сила резания направлена перпендикулярна передней поверхности резца.

Сила резания затрачивается на отрыв элемента стружки от основной массы металла и его деформацию, а также на преодоление трения стружки о переднюю поверхность резца и задней поверхности резца о поверхность резания.

Сверление:

Сила Р_z –вертикальная составляющая силы резания или просто сила резания. Действует в плоскости резания в направлении главного движения. По силе Рz определяют крутящий момент на шпинделе станка, эффективную мощность резания, деформацию изгиба заготовки в плоскости ХОZ, изгибающий момент, действующий на стержень резца, а также ведут динамический расчет механизмов коробки скоростей станка.

Сила Р_У –радиальная составляющая силы резания. Действует перпендикулярно оси обрабатываемой заготовки в плоскости ХОУ. По силе Ру определяют величину упругого отжатия резца от заготовки, ведут расчет технологической системы на жесткость. Сила Ру стремится оттолкнуть резец от заготовки и деформировать ее. Учитывается при расчете прочности станины и суппорта, способствует появлению вибраций.

Сила Р_Х – осевая составляющая силы резания. Действует вдоль оси заготовки параллельно направлению продольной подачи. По силе Рz рассчитывают механизм подачи станка, а также изгибающий момент, действующий на стержень резца.

Равнодействующая силы резания определяется как диагональ параллепипеда, построенного на составляющих сил

Осевая сила при сверлении рассчитывается по формуле (14):

; (14)

Значения коэффициентов принимаем по таблицам:

Главная составляющая силы резания при фрезеровании – окружная сила определяется по формуле (15):

(15)

Значения коэффициентов принимаем по таблицам:

Рисунок 16 - Схема сил, действующих на сверло во время сверления