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

книги из ГПНТБ / Вульф А.М. Резание металлов

.pdf
Скачиваний:
65
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
26.06 Mб
Скачать

 

 

 

 

 

Таблица 31

 

Значения Cs в формуле (225)

 

 

О б р а б а т ы в а е м ы й

ffB

 

О б р а б а т ы в а е м ы й

 

м а т е р и а л

в к г с / м м

2

м а т е р и а л

 

 

 

 

 

Конструкционная

90

0,064

Чугун

(НВ < 170) и 0,125

сталь

 

 

цветные

металлы

 

То же

90—110

0,050

Чугун

Я В > 170

0,075

»

ПО

0,038

 

 

 

Рассчитанные по формуле

(225) подачи справедливы

при до­

статочно жесткой системе СПИД и сверлении отверстий с допуском до 5-го класса точности под последующую обработку отверстия несколькими инструментами.

В условиях недостаточной жесткости при сверлении точных отверстий и последующей обработке одним зенкером или одной

разверткой,

при сверлении для последующего

нарезания

резьбы

метчиками

подачу необходимо

уменьшить

в полтора раза.

В зависимости от глубины сверления / рекомендуются

следую­

щие поправочные коэффициенты kt:

 

 

 

 

Глубина сверления /

3d

5d

Id

10d

 

Коэффициент ki

1

0,85

0,75

0,5

 

Для случая сквозного сверления подачи необходимо умень­

шить на 25—40%. Особенно значительно

снижаются подачи при

глубоком сверлении, когда

/ >> 20d, так как здесь весьма затруд­

нен отвод стружки и теплоты

резания и в то же время требуется

обеспечить

продолжительную

стойкость

инструмента.

Расчет

режима резания

при сверлении, как и при точении,

может быть сделан в двух

вариантах.

 

Вариант

1. Заданы: обрабатываемый

материал, размеры от­

верстия d и /. Необходимый станок можно выбрать. В этом случае

расчет выполняется

в такой

последовательности:

 

s =

Csd0-6

мм/об;

 

 

М — См

dx»sy"

кгс-мм;

 

 

 

 

 

Cvdx«

 

 

 

V

=

~i^h

м / м и н ;

 

lOOOw

 

 

 

Мп

п

П = И Г

° б /

М И

Н ; ^

= 716200-1,36

К В Т -

Режим резания будет оптимальным при наличии станка, обла­ дающего необходимыми значениями s, М, п, N. Подобный рас­ чет может быть при проектировании производств, когда подби­ рается необходимое оборудование.

320

Вариант 2. Расчет наивыгоднейшего режима резания услож­ няется, если станок задан, как это обычно бывает, в условиях цеха. Здесь рекомендуется ориентироваться на ограничивающие условия.

Пример. Обрабатывается сталь (ств = 75 кгс/мм2 ) быстрорежущим сверлом

Р18 диаметром d = 30 мм. Паспортные данные станка приведены в табл. 32.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 32

 

Паспортные данные сверлильного

станка

 

П о з .

п

 

м

 

П о з .

 

л

м

с т а н к а

в о б / м и н

в КГС'М

с т а н к а

в о б / м и н

в к г с - м

1

515

 

2,5

 

5

 

82

14,7

2

339

 

3,4

6

 

54

23,8

3

211

 

6,1

 

7

 

34

38,0

4

136

 

9,5

8

 

22

57,5

Станок имеет следующие подачи: 0,12; 0,15; 0,19; 0,37; 0,49.

 

Наибольшая сила, допускаемая прочностью механизма подачи, Рх

= 1500 кгс.

Определяем

наибольшую подачу по прочности сверла

 

 

s m a x =

Csdxs =

0,004-300 '6

0,5

мм/об

 

и наибольшую подачу

по прочности станка

 

 

 

 

 

 

Рх

=

Ср ds0-7,

 

 

 

откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

/

Рх

\ о,7

/

1500 V ' 6

л оо , *

 

Следовательно, s m a x = 0,5 мм/об недопустима. Берем s = 0,38 мм/об. Бли­ жайшая меньшая подача, имеющаяся на станке, s = 0,37 мм/об. Чтобы работать с подачей s = 0,37 мм/об, необходимо иметь на станке крутящий момент'

 

 

М =

С / Л =

З З . в - З О 1 , 9 ^ ? 0 , 8

= 9700 к г с мм.

 

 

 

 

Очевидно, целесообразно работать на 4-й позиции

станка,

имеющей

М =

=

9,5 кгс-м

и п =

136 об/мин

(см. табл. 32). В этом

случае

станок

будет

чуть

перегружен.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подача при сверлении sC B , допускаемая по стойкости сверла, может быть опре­

делена из уравнения (221):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

/ l000C„d*p \J

-

/ 10Q0-7-300 '4

У ' 4

3 _

/ 145 у . 43

 

 

 

 

с в ~ Г г ^ ^ Г /

~ \ 3 0 ° ' 2 я . 3 0 « )

~ \

п )

'

 

 

=

Берем

период

стойкости

Т =

d =

30 мин.

При

п =

136 об/мин

sC B =

1,15 мм/об, что значительно

больше

принятой

нами

подачи

s =

0,38

мм/об.

 

При выбранном режиме резания п =

136 об/мин и s =

0,37 мм/об сверло мало

используется по стойкости. В этом случае работать на позициях с большим значе­ нием М и меньшим п. нецелесообразно, так как сверло будет еще меньше использо­ вано по стойкости. Чтобы проверить, не выгоднее ли работать на позициях станка

11 А. М. вульф

321

Поз.станка

об/минвл

Варианты режимов

сверления

Ближайшие меньшиефакти­ ческиеподачи станкау мм/обв

кгсвМ

VO

«°

 

 

 

О

о

 

 

 

 

S

г

 

 

 

 

S

г

 

 

 

 

И

m

 

 

 

 

а

н

 

 

 

 

 

 

3

211

6,1

0,59

0,21

0,19

4

136

9,5

1,15

0,36

0,37

5

82

14,7

0,65

0,49

Таблица 33

Время сверле­ ния длины 10 мм в мин 10

0,25

0,20

0,25

с меньшим значением М, необходимо выполнить дальнейшие расчеты. Из уравне­ ния (219) следует, что подача sC T , допустимая по крутящему моменту,

1

Составим варианты режимов резания при сверлении, т. е. скоростей и подач, допускаемых сверлом, sC B ) а также подач, допускаемых станком sC T (табл. 33). Как видим, наиболее выгодный режим сверления: я = 136 об/мин; v = 12,8 м/мин; s = 0,37 мм/об. Этот режим сверления допускается стойкостью сверла, его проч­ ностью, мощностью станка, обеспечивает наименьшее время обработки.

Г л а в а

X I I I

ЗЕНКЕРОВАНИЕ И

РАЗВЕРТЫВАНИЕ

75. ГЕОМЕТРИЯ

И КОНСТРУКЦИЯ

ЗЕНКЕРОВ И

РАЗВЕРТОК

Для рассверливания готовых отверстий, полученных отливкой или отковкой, грубых, неточных, с большими неравномерными припусками, подчас с твердой коркой на поверхности, обычные сверла непригодны или малопроизводительны: неравномерное

давление на две режущие

кромки способствует уводу инструмента.

В этом случае отверстия

рассверливаются зенкерами, имеющими

в отличие от сверл не две, а три и четыре режущие кромки с на­ правляющими ленточками, обеспечивающими лучшее направление инструмента в отверстии. Правда, широкие ленточки зенкеров

Рис. 186. Насадной зенкер (а) и геометрия зубьев зенкера с твердым сплавом (б)

(0,8—2,0 мм) вызывают налипание стружек, но уменьшают ви­ брации. Отверстия после сверла также обрабатываются зенкерами, чтобы получить более чистые поверхности и точные размеры.

Так как зенкеры лишь растачивают уже готовые отверстия, то они не имеют поперечной режущей кромки и снимают сравнительно небольшой слой металла (в среднем 0,3—3,0 мм). Поэтому их винтовые канавки менее глубоки, что делает тело зенкера более прочным.

На рис. 186 изображен насадной зенкер с четырьмя режущими кромками, закрепляемый на оправке. Для уменьшения трения направляющие ленточки зенкера имеют небольшой вспомогатель­ ный угол в плане cpx ^ 0,05°, что достигается шлифованием лен­ точек на обратный конус (0,05—0,10 мм на 100 мм длины). В про­ цессе эксплуатации необходимо следить^ чтобы калибрующая

И*

323'

часть инструмента сохраняла угол срх; при потере последнего уточнение диаметра сверла восстанавливается переточкой. Угол наклона винтовой канавки со составляет в среднем 10—15°, но уменьшается до 0° для твердосплавных зенкеров при обработке твердых или хрупких материалов (чугуна) или увеличивается до 25° для вязких и мягких металлов.

Режущие кромки наклонены к оси под углом в плане ср = 45-^- ч-60°. Для обработки высокопрочных вязких металлов этот угол заборного конуса ср желательно уменьшить, так как передний угол у, измеряемый в сечении, нормальном режущей кромке, увеличивается с уменьшением угла ср, а угол резания б умень­

шается. В самом деле t g v =

ЩЛ±.

 

 

 

ь

'

s i n ф

 

 

Так, при резании труднообрабатываемых аустенитных сталей,

отличающихся

большой

вязкостью,

например

маломагнитной

стали 45Г17ЮЗ,

стойкость зенкеров

значительно

увеличивалась

с уменьшением

угла в

плане

до ср = 30°. Такой

же результат

получается при заточке инструмента с двойным углом в плане, аналогично сверлу (ср = 60° и ф' = 30 ч-45°).

По аналогии с резцами режущая кромка может иметь отрица­ тельный или положительный угол наклона X (рис. 186). Как и при точении, наблюдения показали преимущество положитель­

ного угла (X = Ю-ч-150), что особенно справедливо для

зенкеров,

оснащенных твердым сплавом.

 

В массовом и крупносерийном производстве иногда

применяют

для обработки цилиндрических и конических отверстий комбини­ рованный инструмент, состоящий из двух зенкеров, или сверла и зенкера, или сверла, зенкера и развертки.

Зенкеры применяются для окончательной обработки отверстий 4—5-го классов точности и для предварительной обработки отвер­ стий под развертывание по 2—3-му классам точности, в соответ­ ствии с чем устанавливается наружный диаметр зенкера с учетом необходимого припуска для развертывания.

Развертки

Развертки предназначаются для изготовления точных отвер­ стий. В отличие от зенкеров они имеют большее число режущих кромок (z — 6ч-18) и снимают очень тонкий слой металла (t = = 0,05-^0,2 мм), что дает возможность получить совсем гладкое отверстие и точно по заданному допуску; это часто достигается рядом последовательных проходов несколькими развертками.

Размер получаемого отверстия несколько отличается от дна-' метра развертки в силу так называемой разбивки, которая зави­ сит от размера инструмента, степени его затупления, способа закрепления, качества материала изделия, припуска под раз­ вертку, а также от состояния станка и искусства рабочего, если развёрУьгванйе п'рШс'х'о'диТ' вр'учн'ук). 'ЁазбйЪтс'а Называется пол'о-

324

жительной,

если размер'

отверстия больше

диаметра развертки

и к тому же

возрастает

по мере затупления

инструмента; пола­

гают, что это происходит в результате вибраций, биения развертки, налипания мельчайших частиц металла на режущие кромки, нароста. При развертывании металлов и сплавов, склонных к упругому последействию (маломагнитных, жаропрочных и дру­ гих сталей), может быть и отрицательная разбивка, т. е. размер отверстия получается меньше диаметра развертки.

а)

На рис. 187, а показаны ручные развертки с прямыми

зубьями;

они

имеют конические или

закругленные

рабочие

концы,

которые

и снимают припуск.

Последующая

цилиндри­

ческая часть развертки лишь калибрует, отделывает стенки отвер­ стия, затем развертка-затачивается слегка на конус (с углами срх), чтобы избежать зажима ее в отверстии и уменьшить разбивку отверстия.

На рис. 187, б представлена современная машинная развертка с пластифиЦйроваййьгмй твердосплавными ножами, надежно за­ крепленными в пазах инструмента эпоксидным клеем ЭД5—ЭД6 и ГЭН-45. Эти клеи имеют прочность на срез до 200 кгс/см2 и могут быть полезны для различных инструментов. В последнее время все чаще применяют цельные пластифицированные твердо­ сплавные развертки малого размера (до 10 мм), дающие 10—-15- кратную стойкость сравнительно с быстрорежущими развертками.

325

Иногда с успехом применяется цилиндрическая ступенчатая (рис. 188, а) или двуступенчатая заточка рабочего конца (рис. 188, б), которая дает высокую чистоту и точность развер­ тываемых отверстий даже при обработке с большими припусками до t = 0,5 мм.

При обработке жаропрочных сталей хорошие результаты пока­ зали укороченные твердосплавные развертки (рис. 188, в), у ко­ торых отсутствует обратный конус, а цилиндрическая калибрую­ щая часть оснащена пластинками твердого сплава, что способ­ ствует повышению стойкости инструмента. Иногда длину развертки столь сильно сокращают, что она по форме напоминает дисковую фрезу. Стоимость таких разверток сравнительно невелика.

Рис. 188. Развертки с цилиндрической ступенчатой заточкой (а), геометрия зубьев развертки (б), укороченная развертка (в)

Обыкновенные цилиндрические развертки имеют тот недоста­ ток, что после одной-двух заточек теряют свой размер. При изго­ товлении большого количества отверстий точно одинакового размера применяют регулируемые развертки. Они (рис. 189, а) имеют внутри просверленное слегка.на конус отверстие, куда вгоняется шарик или стержень с коническим концом. При пере­ мещении последних вдоль отверстия диаметр развертки может изменяться на 0,25—1 мм; для облегчения регулировки на раз­ вертке через два-три зуба прорезаны долевые щели.

На других развертках увеличение диаметра достигается сдви­ гом вставных ножей в прорезях по коническим направляющим (рис. 189, б). Ножи сзади закрепляются гайкой и контргайкой, спереди — клиньями с винтами. Нередко вставные ножи на зад­ ней стенке паза имеют рифления,- что значительно усиливает жесткость крепления ножей." При развёртывании отверстий боль­ шого диаметр а с успехом применяются развертки с привинченными ножами (рис. 189, в), Регулирование размера достигается под­ кладыванием под ножи бумажных или тонких металлических лент, после чего развертки' шлйфуются'на необходимый точный размер.'

326"

Завнее поднутрение

Зажимные

Цилиндрическая

в,01-0,02мм

Нож Лимты-^

юнташ

Регулирующие Пинты

Рис. 189. Регулируемые развертки: а — раздвижная с ша­ риком; б — со вставными ножами; в — с привинченными ножами; г — однозубая развертка

Для чистовой и точной отделки отверстий хороши также однозубые развертки (рис. 189, г). В направляющем стальном корпусе, закаленном с поверхности и шлифованном, винтом на торце за­ крепляется нож, который выступает обычно не более чем на 0,02 мм над цилиндрической поверхностью корпуса и шлифуется на раз­ мер вместе с ним. Стружка снимается частью ножа, расположен­ ной на приемном конусе, а остальная часть ножа предохраняет корпус от зажима. После некоторого износа лезвия ножа воз­ можна его перестановка.

Более совершенная конструкция регулируемой однозубой развертки показана на рис. 189, д. При обработке отверстий в труднообрабатываемых материалах применяют цельные твердо­ сплавные развертки неббльшого диаметра.

 

 

Точные конические отверстия

получаются

 

 

обработкой

цилиндрических

отверстий кони­

 

 

ческими развертками (рис. 190). Применяют

 

 

последовательно обычно три развертки, так

 

 

как

приходится

снимать

большое

коли­

 

 

чество металла. Первая обдирочная раз­

 

 

вертка

со

ступенчатыми

зубьями дает

гру­

 

 

бую коническую поверхность с винтовыми

 

 

бороздками,

вторая,

с

прерывистой

режу­

 

 

щей

кромкой

для

размельчения

стружки,

 

 

срезает бороздки, и третья, отделочная

раз­

 

 

вертка,

дает

гладкую

поверхность.

 

Рис.

190. Конические

Геометрия

зуба

развертки

подобна

гео­

 

развертки

метрии

резца. Задняя

поверхность

часто

аг =

15-250 (рис.

затачивается под двойным углом

а = 5-7° и

191,

а).

Угол

резания делают

 

равным 90°

=

0°) для отделочных разверток и острым

при снятии (рис. 191, 6)

значительного слоя

металла

>• 0).

Для

повышения

стой­

кости разверток рекомендуется затачивать заборный конус с двой­ ным углом в плане (рис. 191, в). Передний угол уу, измеряемый обычно в сечении, нормальном оси винтовой развертки, больше действительного переднего угла у в сечении, перпендикулярном к направлению режущей кромки, что приводит к необходимости увеличивать угол уу с увеличением угла наклона винтовой ка­ навки. Так, для котельных разверток (рис. 191, г) с большим

углом наклона канавок

со ^

60° величина переднего угла уу

в плоскости, нормальной

оси

развертки, доходит до 25°.

Число зубьев развертки (6—18) зависит от ее диаметра. С уве­ личением числа зубьев стенки отверстий получаются более чи­ стыми, но инструмент обходится дороже при изготовлении и заточке.

Считают, что хорошо работают развертки с неравномерным шагом зубьев. В подобных развертках для удобства измерения их диаметра желательно иметь по крайней мере два зуба, располо­ женные диаметрально противоположно, что легко достигается

328

при четном числе зубьев. Такие развертки якобы помогают избе­ гать граненное™ отверстий, иногда получаемой при обработке неоднородного материала.

Однако необходимый эффект достигается и при равномерном расположении зубьев более тщательной заточкой их с минималь­

ным биением, вызывающим огранку отверстия; этому способ­ ствует и малый задний угол, затачиваемый на заборном конусе. Основное условие хорошей работы развертки — острая заточка режущей кромки, тщательная доводка ее; при этом реко­ мендуется оставить нетронутой узенькую направляющую лен-

329

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ