книги из ГПНТБ / Резание конструкционных материалов, режущие инструменты и станки учебник

рывистую работу резцов, полученное значение умножают на по­ правочный коэффициент кс = 0.75. Для долбежных станков кс = 0,5 -г- 0,6. По найденной скорости резания определяют число двойных ходов резца (стола). Назначенные f, s и х проверяют но динамический возможностям станка, для чего подсчитывают мощность, затрачиваемую на резание, и необходимую (расчетную) мощность электродвигателя станка; последнюю сравнивают с дей­ ствительной мощностью электродвигателя станка N CT (Nст > Уд).

В заключение подсчитывают машинное время при строгании:

§ 2. Строгальные и долбежные резцы

Строгальные резцы в сравнении с токарными работают в более тяжелых условиях; их работа сопровождается ударами в момент врезания в заготовку. При ударах резец отжимается назад, и, если вершина его лежит в плоскости опоры АА (рис. IV.3, а), она опишет дугу, к которой обработанная поверхность детали будет касательной; в этом случае процесс строгания будет про­ ходить нормально. Если же вершина резца будет вынесена отно­ сительно плоскости АА вперед, то при отжиме она будет врезаться в тело заготовки, что повлечет за собой порчу обработанной по­ верхности и даже поломку резца. Практически вершину резца располагают в промежутке между плоскостями 0 0 и А А (плоскость

00проходит через ось резца).

Взависимости от назначения различают следующие типы стро­ гальных резцов: проходные (рис. IV. 3, б), подрезные (рис. IV.3, в), отрезные (рис. IV.3, г) и фасонные. Геометрия строгальных резцов определяется углами а, у, <р, фх, X, значения которых выбирают на тех же основаниях, что и для токарных резцов.

Державки строгальных резцов подбирают более массивными, чем державки токарных резцов, так как строгальные резцы обычно работают с большим вылетом рабочей части и испытывают в работе периодические удары в момент врезания резца в заготовку.

Долбежные резцы применяют на долбежных станках, имеющих

вертикальное перемещение резцовой головки. У проходного дол­ бежного резца (рис. IV.4, а) поверхность А является передней, по ней сходит стружка; поверхность Б — задней. Главные углы резца а и у лежат в главной секущей плоскости. На рис. IV.4, б изображен прорезной долбежный резец, служащий для прорезки канавок. ,

Как долбежные, так и строгальные резцы изготовляют из угле­ родистых, легированных и быстрорежущих сталей, применяют также резцы, оснащенные пластинками твердого сплава.

120

р е з н о й

6)

Рис. IV.4. Долбежные резцы:

а — п р о х о д н о й , б — п р о р е з н о й

121

Глава V

Сверление, зенкерование и развертывание.

Сверление — это одип из наиболее распространенных способов получения глухих и сквозных цилиндрических отверстий в сплош­ ном материале, когда требования к точности не выходят за пре­ делы 4—5-го классов. Если необходимо получить отверстие более высокой точности, то после сверления применяют зенкерование (3—4-го класса точности) и развертывание (в пределах 2-го класса точности и выше).

Процесс сверления совершается при двух совместных движе­ ниях: вращения сверла или детали вокруг оси отверстия (главное движение) и поступательном движении сверла вдоль оси (движе­ ние подачи). При работе на сверлильном станке сверло совершает оба движения — вращательное вокруг своей оси и поступательное вдоль оси; заготовка закрепляется неподвижно на столе станка. При работе на токарных и револьверных станках, а также на то­ карных автоматах вращается обрабатываемая заготовка, а сверло совершает поступательное перемещение вдоль оси.

§ 1. Конструкция и геометрические параметры спирального сверла

У спирального сверла различают следующие части (рис. V.1): Р а б о ч а я ч а с т ь 3 — часть сверла, снабженная двумя спиральными (точнее, винтовыми) канавками; рабочая часть вклю­

чает в себя режущую и направляющую части сверла.

Ре ж у щ а я ч а с т ь 1 — часть сверла, заточенная на конус

инесущая режущие кромки.

Н а п р а в л я ю щ а я ч а с т ь 2 — часть сверла, которая обеспечивает направление сверла в процессе резания.

Х в о с т о в и к 5 — часть сверла, служащая для его закреп­ ления и передачи крутящего момента от шпинделя.

Л а п к а 4 (у сверл с коническим хвостовиком) служит унором при выбивании сверла из отверстия шпинделя.

Основные элементы спирального сверла (рис. Ѵ.2);

122

чением передней и задней поверхностей; главных режущих кромок

усверла две.

Ле н т о ч к а 4 — узкая полоска на цилиндрической поверх­ ности сверла, расположенная вдоль винтовой канавки; обеспечи­ вает сверлу направление при резании.

который у сверл из инструментальных сталей при обработке кон­ струкционных материалов обычно равен 116—118°; для разных материалов он должен быть различным: для более твердых — больше, для более мягких — меньше. Например, при обработке жаропрочных и нержавеющих материалов максимальной стойко­ стью обладают сверла с углом 2ф = 125ж 135° (для глухого свер­ ления) и 2ф = 140° (для сквозных отверстий); при обработке эбо­

ряется между проекциями поперечной и главных режущих кромок на плоскость, перпендикулярную к оси сверла; при правильной заточке сверла угол і|) = 50ч-55°.

Наклон винтовой канавки, по которой сходит стружка, опре­ деляется углом со, заключенным между осью сверла и касательной к винтовой линии по наружному диаметру сверла. Этот угол ©, называемый у г л о м н а к л о н а в и н т о в о й к а н а в к и сверла, определяет величину переднего угла: с увеличением угла © увеличивается передний угол и тем самым облегчается процесс стружкообразования. Наклон винтовой канавки у сверл берется от 18 до 30°. С увеличением угла © уменьшается прочность сверла,

123

вследствие чего у сверл малого диаметра он делается меньше, чем

у сверл большого диаметра.

Геометрические параметры режущей части сверла. Углы режу­ щих кромок сверла можно рассматривать двояко: в статическом состоянии и в процессе резания (в движении). Рассмотрим сверло как геометрическое тело в статическом состоянии.

На рис. Ѵ.З для произвольной точки А показаны углы режущей

Рис. Ѵ.2. Основные эле­ менты спирального свер-

сверла и задний угол а в той же точке А рассматриваются в пло­ скости О—О. Передний угол у — угол между касательной к перед­ ней поверхности в рассматриваемой точке режущей кромки и нор­ малью в той же точке к поверхности вращения режущей кромки вокруг оси сверла.

З а д н и й у г о л а представляет собой угол между каса­ тельной к задней поверхности в рассматриваемой точке режущей кромки и касательной в той же точке к окружности ее вращения вокруг оси сверла.

На рис. Ѵ.4 показаны передние углы у1( у2, у3 соответственно в плоскостях Ny—Ny, N 2—N 2, N 3—N 3, нормальных к главной режущей кромке в точках 1, 2, 3, и у', у", у "' в плоскостях Oy—0 lt 0 2—Ог, 0 3—0 3, направленных по касательным к цилиндрическим

124

поверхностям, на которых лежат рассматриваемые точки. Перед­ ние углы у', у ", у "' являются углами наклона винтовых линий для точек 1, 2, 3, т. е.

Произведем развертку винтовых линий сверла, лежащих на поверхностях с диаметрами Du Д>, D3 (рис. V.5). На основании рис. V.5 для угла у', лежащего в плоскости Ох—Ог, можно напи­ сать

где Dx — наружный диаметр сверла в мм; II — шаг винтовой линии сверла в мм.

Рис. V.4. Передние и задние углы спирального сверла

Так как для любой точки х режущей кромки шаг винтовой линии остается постоянным, можно написать

где Ух— передний угол для любой точки х режущей кромки сверла в плоскости Ох—Ох; у' = (Оі — передний угол в плоскости 0 1 —Ох для периферийной точки режущей кромки сверла (или угол наклона винтовой канавки для наружного диаметра); Dx — диаметр сверла для любой выбранной точки х режущей кромки; D± — диаметр сверла.

Так как главной секущей плоскостью для режущей кромки сверла является плоскость, перпендикулярная к режущей кромке, то передний угол ух в плоскости N 1—N 1 для периферийной точки

125

где ф — угол в плане главной режущей кромки, равный половине угла при вершине.

Из формулы (V.4) видно, что при постоянном угле в плане передний угол сверла не остается постоянным, а уменьшается по мере приближения к оси; у поперечной кромки он принимает отрицательное значение. В практике заточки сверл приходится иметь дело с задним уг­ лом а.ѵ (в нормальной плоскости N — N). В этом случае для подсчета угла ау можно пользоваться приближенной

формулой

У г л ы с п и р а л ь н о г о с в е р ­ л а в п р о ц е с с е р е з а н и я (в д в и ж е н и и ) . В процессе резания в результате вращательного и поступа­ тельного движения сверла поверхность

резания представляет собой винтовую поверхность 1 (рис. V.6). Вследствие этого действительные углы сверла изменяются: перед­ ний угол уд становится больше угла у, измеренного в статике,

2

сверлении:

1 — р е з а н и я ; 2 — о б р а б о т а н н а я

где s — подача сверла в мм/об; D — диаметр сверла в мм.

126

Из формулы (V.ß) видно, что угол (Xтем больше, чем больше подача s и чем ближе к центру находится рассматриваемая точка режущей кромки. Поэтому, чтобы обеспечить в процессе резания достаточную величину ад по всей длине режущей кромки, угол заточки должен соответственно увеличиваться от периферии к цен­ тру сверла, что и осуществляется обычно в процессе заточки сверла: на периферии сверла угол а делают равным 8—12° с по­ степенным увеличением его к центру до 20—25°.

§ 2. Элементы режима резания при сверлении

Па рис. V.8 показана схема резания с обычно принятыми обо­ значениями.

Скорость резания ѵ — окружная скорость наиболее удаленной от оси сверла точки режущей кромки, определяется по формуле

я Dn

Ѵ==1 Ш М/МИН’

где D — диаметр сверла (по ленточкам) в мм: п — частота враще­ ния сверла в об/мин.

Скорость резания при сверлении является величиной перемен­ ной, изменяющейся для разных точек режущих кромок от 0 до у (но мере приближения к периферии).

Подача s — величина перемещения сверла вдоль оси за один его оборот в' мм/об. Подачу можно измерять также и в мм/мин, в этом случае

sM—sn мм/об.

Так как при сверлении обычно работают две режущие кромки, то подача в мм, приходящаяся на каждую из кромок,

S

127

Толщина срезаемого слоя а — минимальное расстояние между двумя последовательными положениями режущей кромки за один

а — при сквозном свер­ лении на проход; б —при глухом сверлении;в—при рассверливании

оборот сверла. Измеряется она в направлении, перпендикулярном

крежущей кромке. По отношению к одной кромке

а= sz sin cp = ~ sin ф мм.

Ширина срезаемого слоя Ъ измеряется вдоль режущей кромки сверла и равна ее длине:

,D

0 = 7Г^---- ММ.

2 s i n ф

Площадь поперечного сечения срезаемого слоя, приходящаяся:

на обе режущие кромки

Основное (машинное) время при сверлении и рассверливании вычисляется ио формуле

где L — длина прохода сверла в направлении подачи в мм (рис. V.9):

L = Z—]—Z, —|—Z2 мм;

Z— глубина сверления в мм; Z, — величина врезания в мм; Z2 — величина перебега (1—2 мм); s — подача в мм/об; п — частота вращения сверла в об/мин.

§ 3. Особенности процесса резания при сверлении

Процесс резания при сверлении во многом аналогичен точе­ нию, но имеет и ряд особенностей. Упруго-пластическому дефор­ мированию срезаемого слоя и здесь сопутствуют различные физи­ ческие явления: усадка стружки и ее завивание, выделение тепла, наростообразование, упрочнение поверхностного слоя (наклеп),

12 8