Первый переход операция сверления. Сверло - осевой инструмент для получения отверстий в сплошном материале. В детали необходимо просверлить отверстие и развернуть на D=30H6. Спиральное сверло, применяемое для получения отверстия, состоит из конической крепежно-присоединительной части, выполненной из стали 40; рабочей и режущей частей, выполненных из быстрорежущей стали Р6М5 ГОСТ 19265-73.
Так как в данном задание сверление не является заключительной операцией формирования отверстия, необходимый диаметр сверла определяем по формуле;
| d = D – 2tразв.чист, мм, | (14) |
где, tразв.чист — припуск под чистовое развертывание.
Полученный диаметр сверла необходимо уточнить на соответствие ГОСТ 885-77 (переиздание 1986 г.). устанавливающий диаметры спиральных сверл. Принимаем ближайшее меньшее значение диаметра из стандартного ряда
| tразв.чист=0,001D + 0,03, мм, | (15) |
tразв.чист=0,001х30 + 0,03 = 0,06 мм;
d =30-0,12=29,88 мм.
Из стандартного ряда принимаем сверло d = 29,75 мм.
Конструкция инструмента принята стандартная (рис. 4) по ГОСТ 10903-77, сверло спиральное с нормальным коническим хвостовиком ([2], с.368).
Другие параметры сверла([2], с.372):
Диаметр рабочее части – D=29,75 мм.
Длина рабочей части – l=175 мм.
Конус Морзе - №3.
Рис 4. Элементы резания при сверлении и геометрические параметры сверла
3. Расчет режимов обработки, операции сверления для отверстия Ø 29,75 мм
Отверстие Ø 29,75 мм формируется при черновой обработке заготовки. Из этого отверстия на последующей операции рассверливания формируется отверстие Ø 30Н6 мм. Глубина отверстия равна максимальной толщине заготовки и составляет 40 мм.
Для осуществления операции выбрано сверло спиральное d = 29,75 мм с материалом режущей части из быстрорежущей стали Р6М5, двухсторонней заточки с подточенной перемычкой. Хвостовик нормальный конический по ГОСТ 10903-77. Операция осуществляется за один проход. Поскольку позволяет достичь заданные параметры [1].
Глубина резания t при сверлении равна половине диаметра сверления t=0,5х29,75=14,875 мм.
Ограничивающими факторами при расчете подачи являются длина отверстия, превосходящая диаметр более чем в 5 раз; высокое качество поверхности для последующего резьбо - нарезания или развертывания; недостаточная жесткость системы СПИД. В данном случае нет ограничивающих факторов, исходя из прочности сверла из быстрорежущей стали: при диаметре сверления 29,75 мм, σв = 800 МПа выбрана подача sо= 0,4 мм/об ([1] по табл.27, с.433).
Скорость резания рассчитывается по следующей зависимости, м/мин:
| V=(CVDq/TmtxSy)KmVKIV, | (16) |
где коэффициенты и показатели степеней, характеризующие группу обрабатываемых материалов, CV=9,8, q=0,40, m=0,2, у=0,5, х=0 ([1] по табл. 28, с. 278);
период стойкости инструмента Т=50 мин ([1] по табл. 30, с. 279);
KmV=0,802 – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала ([1] по табл. 1-4, с. 261-263);
KIV=1,0 – коэффициент, учитывающий длину сверления ([1] по табл. 31, с. 280).
Подставляя все значения в формулу (16), рассчитываем значение скорости
V=(9,8х29,750,40/500,2х14,8750х0,40,5)х0,802х1= 22,1 м/мин.
Крутящий момент рассчитан по формуле, Нм
Мкр=CМDqtxSyKmР (17)
где СМ=0,041,
q=2,0,
у=0,7,
х=0 – коэффициенты и показатели степени в формуле крутящего момента при сверлении ([1] по табл. 32, с. 281);
КМР=1,05 – коэффициент, характеризующий группу обрабатываемых материалов ([1] по табл. 9, с. 264).
Мкр=9,81х0,0345х29,752х14,8750х0,40,7х1,05=165,627 Нм.
Осевая сила рассчитана по формуле, кН
| Ро=CРDqТxSyKmР | (18) |
где СР=68,
q=1,0,
у=0,7,
х=0 – коэффициенты и показатели степени в формуле осевой силы при сверлении ([1] по табл. 32, с. 281);
КМР=1,05 – коэффициент, характеризующий группу обрабатываемых материалов ([1] по табл. 9, с. 264).
Ро=9,81х68х29,751х0,40,7х1,05=10973,244 Н.
Необходимо выполнить условие
| Ро≤Рmax | (19) |
где Рmax – максимальное значение осевой составляющей силы резания, допускаемой механизмом подачи станка. По паспортным данным станка
2А53 Рmax=12500 Н. Так как 10973,244 Н<12500 Н, то назначенная подача sо= 0,4 мм/об.
Частота вращения инструмента рассчитана по формуле, об/мин
| n=1000V/(πD), | (20) |
n=1000х22,1/(3,14х29,75)=236,579 об/мин.
Частота вращения инструмента принята из ряда стандартных частот вращения для станка 220 об/мин. Скорость резания при стандартной частоте вращения инструмента, м/мин:
| Vфакт=nфакт(πD/1000); | (21) |
Vфакт=220(3,14х29,75/1000)=20,55 м/мин.
Мощность резания по формуле, кВт:
| Ne=Мкрn/9750 | (22) |
Ne=165,627х220/9750=3,73 кВт.
Мощность привода главного движения станка 2А53, применяемого в существующем технологическом процессе, 12,5 кВт, в нашем случае мощности станка достаточно для выполнения операции сверления.