14.6. Расчет элементов режима резания при сверлении

Последовательность расчета режимов резания при сверлении та же, что и при точении.

Глубина резания при сверлении как технологический параметр не используется, так как , гдеD – диаметр сверла.

Подача. Из формулы основного времени (14.2) следует, что назначение элементов режима резания при сверлении, как и при точении, сводится к выбору такой комбинации sn, при которой процесс сверления будет наиболее производительным. Для получения наибольшей производительности при сверлении выгодно работать с максимально возможной подачей, величина которой определяется прочностью сверла и механизмов станка (механизма подачи и механизма главного движения) и жесткостью системы СПИД.

Расчет подачи с учетом прочности сверла. В процессе резания сверло испытывает напряжения от кручения и продольного изгиба и поэтому допускает по прочности увеличение подачи лишь до определенного предела, выше которого происходит разрушение сверла. Максимальная подача при сверлении не должна превышать такой величины, при которой возникающие в сверле внутренние напряжения выходят за пределы допустимых. Наибольшая подача, допускаемая прочностью сверла, определяется следующим образом. Напряжения, возникающие в сверле от кручения,

где М_кр – крутящий момент при сверлении; W – момент сопротивления; для сверла на основании опытов W = .

Максимальное напряжение в сверле с учетом крутящего момента и осевой силы

это напряжение не должно превышать допустимого

где K – коэффициент безопасности, учитывающий увеличение напряжений в сверле при его затуплении.

На практике принимают K = 2,5 при сверлении стали и K = 4 – при сверлении чугуна.

Подставив значение τ_mах, получим:

откуда наибольшая подача, мм/об, допускаемая прочностью сверла,

Обозначая через C_s, а черезx_s, получим окончательно:

.

Рекомендуется

.

Значения C_s для сверл из быстрорежущей стали приводятся в табл. 14.3.

Таблица 14.3

Значения коэффициента Сs

Обрабатываемый материал	Характеристика материала	Коэффициент Cs
Конструкционная сталь	σв = 900 МПа σв = 900…1100 МПа σв > 1100 МПа	0,064 0,050 0,038
Чугун	HB < 170 HB > 170	0,125 0,075
Цветные металлы	–	0,125

Расчет подачи с учетом прочности механизмов сверлильного станка. Максимальная подача, допускаемая механизмом главного движения сверлильного станка, определяется из условия, что максимальный крутящий момент, допускаемый данным механизмом (приводится в паспорте станка), должен быть больше крутящего момента на сверле, т.е.

,

или

.

Следовательно, максимальная подача, мм/об, допускаемая механизмом главного движения,

.

Точно таким же образом можно определить наибольшую подачу, допускаемую прочностью реечного колеса механизма подачи. Если обозначим наибольшую силу, допускаемую прочностью механизма подачи Р_рейки (приводится в паспорте станка), то наибольшую подачу, допускаемую прочностью рейки, можно определить исходя из следующего условия:

,

где – осевая сила,

или

,

откуда наибольшая подача, мм/об, допускаемая прочностью реечного колеса,

.

Следовательно, подачу при сверлении необходимо подсчитывать исходя из прочности сверла, а также из значений s₁ и s₂, допускаемых прочностью механизмов станка.

Выбор элементов режима резания при сверлении следует производить в следующей последовательности:

1) определить максимальную допустимую подачу;

2) подсчитать скорость резания, допускаемую режущими свойствами сверла, с учетом наивыгоднейшего периода стойкости и максимальной допустимой подачи, руководствуясь формулой (14.4);

3) подсчитать мощность, затрачиваемую на сверление, по формуле (14.3);

4) проверить соответствие полезной мощности станка и мощности, потребной на сверление ();

5) подсчитать машинное время.

Стойкость сверла обычно принимается равной диаметру сверла Т = D или по табл. 14.2.

Скорость резания подсчитывается по формуле

,

откуда расчетное число оборотов шпинделя станка, мин^–1,

.

Число оборотов n корректируется по паспорту станка, принимается ближайшее меньшее значение n_д.

Тогда действительная скорость резания, м/мин,

.

Крутящий момент при сверлении

.

Подсчитанный М_кр сравнивают с крутящим моментом станка М_ст на данной ступени чисел оборотов (n_д). Должно быть

.

Мощность, кВт, необходимая на резание,

.

Потребная мощность главного электродвигателя станка должна быть

.

Должно соблюдаться условие

Основное технологическое время, мин, определяется по формуле

,

где l – глубина сверления, мм; y – величина врезания, , мм; ∆ – величина перебега, ∆ = (1…2) мм и половине угла при вершине сверла.