Резание древесины и дереворежущий инструмент, Ч.2. (90

где Rm max (i) - средняя величина максимальных микронеровностей после обработки;

Rm max (i) - то же, до обработки.

Зная глубину шлифования ti, и вычислив предварительно полную производительность процесса Ап для известных параметров шлифования, скорость подачи Us (см/мин) можно определить по

где Ап – полная производительность процесса шлифования, см /мин; Bti – площадь нормального к направлению подачи поперечного сечения удаляемого припуска, см2; В – ширина контакта, см.

Глубина сошлифовываемого за один проход припуска, см, по заданной скорости подачи и известным характеристикам инструмента определяется из той же зависимости (6.14):

де Т – время шлифования, мин.

Изложенная методика расчета в принципе пригодна и для шлифования древесных материалов.

6.6.Порядок выполнения работы

1.Изучить разделы 6.1 – 6.5 настоящей работы.

2.В соответствии с выданным заданием определить мощность и силы при шлифовании.

31

Контрольные вопросы

1.Что называется процессом шлифования?

2.Какие процессы протекают при абразивной обработке?

3.Для чего используется полирование свободными абразивами в виде паст?

4.Из каких материалов изготавливают абразивные зерна для шлифовальной шкурки?

5.Какими показателями характеризуется производительность шлифования?

Библиографический список

1.«Резание древесины и древесных материалов»/ В. И. Любченко. – М: МГУЛ, 2002. – 310 с.

2.«Станки и инструменты мебельного производства»/ В.И. Любченко, Г.Ф. Дружков. – М.: Высшая школа, 1990. – 360 с.

Лабораторная работа 7

СТАНОЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ ГЛУБИННОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ

Цель работы: практическое освоение экспериментального метода определения кинематических и динамических характеристик процесса гнездообразования, установление численных величин этих характеристик.

7.1. Общие сведения

Сущность процесса сверления состоит в резании лезвиями, расположенными по торцу цилиндрического тела инструмента (сверла) и описывающими при работе в древесине винтовые поверхности.

32

Технологическое назначение процесса - получение сквозных отверстий или несквозных гнезд круглого сечения. Назначение отверстий и гнезд в деталях и узлах из древесных материалов различно: для вставки круглых шипов (шкантов), для пропускания деталей металлических креплений (болтов, стяжек), для ввинчивания шурупов, а также для удаления дефектных мест заготовки с последующей заделкой отверстий пробками.

Главное движение - вращение - в станках всегда придается инструменту. Механизм подачи может надвигать вращающееся сверло вдоль оси вращения на неподвижную заготовку или подавать заготовку на сверло.

Сверло (рис. 7.1) имеет хвостовик 4, служащий для закрепления инструмента в рабочем шпинделе станка, и рабочую часть, несущую по торцу лезвия 1 и по боковой поверхности направляющие канавки 2.

Канавки предназначены для вывода стружки из зоны резания. Боковые (цилиндрические)

поверхности сверла прошлифованы на небольшую глубину относительно узких ленточек 3, которыми сверло базируется на

33

детали) и поперечное (в пласть) (рис. 7.2). Особенности этих видов сверления обуславливают требования к конструкции сверл.

7.2. Требования к конструкции сверл

При продольном сверлении расположение главных лезвий по торцу инструмента в плоскости, перпендикулярной оси вращения, нежелательно. Целесообразнее использовать сверла с конической заточкой режущей части (рис. 7.2 а), у которых режущие кромки 1 наклонены к оси вращения на угол ϕ (угол при вершине у стандартного сверла ϕ = 85°) и при работе осуществляют поперечно-торцовое резание.

При совпадении направления подачи сверла с направлением волокна древесины и одинаковых по периметру окружности резания условиях формирования обработанной поверхности (поперечное резание) не требуется вводить в конструкцию сверла дополнительные элементы, стабилизирующие его положение при работе или обеспечивающие надлежащее качество обработки.

Рис. 7.2. Режущая часть инструмента для сверления: а – продольного; б – поперечного

34

Передние поверхности 4 лезвий сверла – это винтовые поверхности канавок 3; задние поверхности 5 – это части конических поверхностей с осями, пересекающимися с осью сверла под некоторым углом (этим обеспечивается положительный задний угол лезвий). Главные режущие кромки 1 сверла можно считать прямыми линиями. В результате пересечения задних поверхностей образуется кромка б, называемая перемычкой.

Главная режущая кромка сверла с конической заточкой срезает с дна отверстия слой, размер которого вдоль оси сверла равен подаче на один резец Szi толщина а = Sz sin ϕ , ширина b = R/sin ϕ . При этом в работе на участке 1–2 принимает участие вспомогательная режущая кромка, образованная пересечением передней поверхности главного лезвия и ленточки 2 (эта кромка формирует поверхность отверстия).

При поперечном сверлении условия работы элементов сверла другие. Целесообразно расположение главных лезвий в плоскости перпендикулярной оси вращения: они будут выполнять преимущественно поперечно-продольное резание. Однако условия работы бокового лезвия при поперечном сверлении будут особенно тяжелыми: почти половину пути за оборот сверла оно будет осуществлять продольно-торцовое резание против волокон, при прочих равных условиях с самым низким качеством обработки. Кроме того, при сверлении древесины в пласть или боковую кромку заготовки существует опасность отклонения оси сверла от заданного направления подачи, снижения точности выполнения операции. Таким образом, условия резания определяют требования к конструкции сверла: его необходимо снабдить элементами для центрирования и повышения качества обработки. Таким требованиям отвечает стандартное спиральное сверло с направляющим центром и подрезателями.

Сверло для поперечного сверления (рис. 7.2 б) имеет главные режущие кромки 7, расположенные в плоскости перпендикулярной оси вращения, направляющий центр 7 и

35

подрезатели 8. Главное лезвие срезает слой толщиной a, предварительно отделенный от боковой поверхности отверстия подрезателем. Направляющий центр, ось которого совпадает с осью сверла, обеспечивает дополнительное (к ленточкам) центрирование сверла. В итоге в сложных условиях поперечного сверления получаются точные по форме и размерам отверстия с минимальными неровностями поверхности.

Скорость резания при сверлении зависит от радиуса рассматриваемой точки режущей кромки: Ui для точки в сечении I-I, отстоящем от оси вращения на r1 и U2 для точки в сечении IIII на расстоянии r2. Но отсюда следует, что угол движения ϕд

будет меняться, достигая наибольшего значения вблизи оси сверла ( ϕдI > ϕдII ). Например, при подаче на один оборот сверла So = 4

мм для точки кромки, отстоящей от оси сверла на расстояние r = 2 мм, угол движения будет равен 18o.

Угол движения необходимо учитывать, выбирая статические углы сверла, Так, задний угол ас должен быть равен ас = ак + ϕд , где ак – минимальное значение кинематического

заднего угла. Передние углы в сечениях I-I и II-II различны, так как угол наклона винтовой канавки непрерывно уменьшается по мере приближения рассматриваемой точки режущей кромки к оси сверла: γI < γII . Статические углы главного лезвия станочного центрового сверла обычно составляют: ас = 20 – 25°, β с = 35 – 450, δ с = 55 – 70°.

7.3. Силы и мощность сверления

Силы, действующие в процессе сверления на отдельные элементы сверла, включая силы трения сверла о стенки отверстия и стружки о поверхности канавок и отверстия, трудно непосредственно измерить или аналитически рассчитать. Обычно ограничиваются определением интегральных показателей силового

36

воздействия сверла: крутящего момента и осевой силы.

Крутящий момент Мкр определяется как произведение окружной касательной силы Fокp, приведенной к наибольшему радиусу резания – радиусу сверла R. В свою очередь, сила Fокp рассматривается как сумма приведенных к радиусу R сил Fx на Z лезвиях сверла:

Касательная сила на лезвии определяется по табличным данным

где FxТ определяется по табл. 7.1.

Таблица 7.1

Значения FxТ и КТ для сверления (сверла острые, сосна, глубина сверления t ≤ 5D)

Осевую силу вычисляют по приведенной окружной:

где mос - переходный множитель (справочная величина). Мощность резания при сверлении находят по окружной

силе Fокp и максимальной (окружной) скорости резания U или по объемной формуле:

37

где КТ – табличное значение удельной работы сверления (табл. 7.1), Дж/см3; Us – скорость осевой подачи, м/мин.

Шероховатость поверхности, полученной сверлением, характеризуется высотой неровностей Rm max от 320 до 60 мкм для подачи на один оборот сверла So = 2,2...0,7 мм при сверлении мягкой древесины и 0,5...0,1 мм при сверлении твердой древесины.

7.4.Порядок выполнения работы

1.Изучить разделы 7.1 – 7.3 настоящей работы.

2.В соответствии с выданным заданием определить мощность и силы при сверлении.

Контрольные вопросы

1.Что называется процессом сверления?

2.В чем заключается технологическое назначение процесса сверления?

3.Назовите основные части сверла для поперечного сверления?

4.Назовите основные части сверла для продольного сверления?

5.Какими показателями характеризуется производительность сверления?

Библиографический список

1.«Резание древесины и древесных материалов»/ В. И. Любченко. – М: МГУЛ, 2002. – 310 с.

2.«Станки и инструменты мебельного производства»/ В.И. Любченко, Г.Ф. Дружков. – М.: Высшая школа, 1990. – 360 с.

38

Приложение

Правила оформления отчета по лабораторной работе

Отчет по лабораторной работе оформляется согласно стандарту предприятия СТП 2069635-23-88.

В отчет входит:

1)цель работы и задачи;

2)теоретическое введение;

3)описание установки, приборов, материалов, схем, инструментов, реактивов;

4)методика выполнения работы с указанием ГОСТов, по которым выполнялись те или иные измерения;

5)обработка результатов работы;

6)анализ результатов работы.

Оформление отчета (текста, заголовков, таблиц, графиков, рисунков) производится при соблюдении ГОСТ 2.10696.

39

40