Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту3

..pdf
Скачиваний:
362
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
18.91 Mб
Скачать

а

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 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

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

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-