Методическая разработка "Расчет и табличное определение режимов резания при сверлении"

Министерство образования Нижегородской области

Государственное бюджетное профессиональное

образовательное учреждение

«Нижегородский автомеханический техникум»

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

РАСЧЕТ И ТАБЛИЧНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПРИ СВЕРЛЕНИИ И ЗЕНКЕРОВАНИИ

Разработал преподаватель __________ Заливчей С.А

Рассмотрено и утверждено на заседании ПЦК

общепрофессиональных дисциплин

Протокол № ___ от ____________ 2016 г.

Председатель комиссии ___________ Леонова Е.Е.

Нижний Новгород – 2016 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Элементы режима резания при сверлении

Наиболее распространенным видом механической обработки отверстий является сверление. К нему же приравнивается развертывание, зенкерование и рассверливание.

Режимом резания называется совокупность элементов, определяющих условия протекания процесса резания.

Сверление сопровождается теми же физическими явлениями: тепловыделением, усадкой стружки, наростообразованием и т. д. Вместе с этим процесс сверления имеет свои особенности. Так, образование стружки происходит в более тяжелых условиях, чем при точении. При сверлении затруднителен выход стружки и подвод смазочно-охлаждающей жидкости. Кроме того, угол и скорость резания являются переменными по длине лезвия величинами. Это создает неодинаковые условия работы для различных точек лезвия.

К элементам режима резания при сверлении относятся – глубина резания, подача, период стойкости режущего инструмента, скорость резания, частота вращения шпинделя, сила и мощность резания.

При расчете режимов резания можно, пренебрегая жесткостью системы обработки, представить, что это одновременное растачивание несколькими резцами, поэтому принцип расчета будет аналогичен токарной обработке.

Рисунок 1 - Элементы режима резания

а) сверление; б) рассверливание

Глубина резания определяется следующим образом: при сверлении в сплошном материале (рисунок 1.)

- при сверлении

- при рассверливании

где d—диаметр ранее просверленного отверстия, мм.

Подача S величина перемещения сверла вдоль оси один оборот. Различают подачу на один зуб Sz, подачу на один оборот So и подачу минутную Sм, мм/мин, которые находятся в следующей зависимости:

где: - частота вращения режущего инструмента, мин^-1;

 - число зубьев режущего инструмента.

Скорость резания V окружная скорость наиболее удаленной от оси сверла точки лезвия -определяется по формуле

где D - диаметр сверла, мм ;

- частота вращения режущего инструмента, мин^-1;

Скорость резания является величиной переменной, изменяющейся для различных точек лезвия. В центре сверла скорость равна нулю.

Машинное (основное) время при сверлении и рассвеливании вычисляется по формуле:

, мин

где - длина рабочего хода.

Рисунок 2 - Элементы режима резания

а) сверление; б) зенкерование; в) развертывание

ЗАДАЧА № 1

На вертикально-сверлильном станке производят сверление отверстия спиральным сверлом диаметром D и глубиной l.

Необходимо: выбрать режущий инструмент, назначить режим резания, определить основное время, определить мощность резания.

ЗАДАЧА № 2

На вертикально-сверлильном станке 2Н135 зенкеруют предварительно обработанное отверстие с диаметра d до диаметра D на глубину l.

Необходимо: выбрать режущий инструмент, назначить режим резания, определить основное время, определить мощность резания.

Последовательность выполнения расчёта

1. Выполните эскиз обработки с указанием основных движений и размеров обработки.

1. Определите длину рабочего хода по формуле:

где L_p – длина резания;

L_п – величина подвода, врезания и перебега.

1. Назначить подачу на оборот шпинделя S_o

3.1 Выбрать группу подачи по [Барановский Ю.В., стр.69, карта С-3]

3.2 Назначить подачу в зависимости от вида и диаметра обработки.

• При обработке стальных деталей данные берутся по [Барановский Ю.В., стр.70, карта С-3]

• При обработке деталей из чугуна данные берутся по [Барановский Ю.В., стр.71, карта С-3]

1. Уточнить подачу по паспорту станка.

1. Назначить стойкость инструмента Т_р.

Периодом стойкости (стойкостью) режущего инструмента называется время его непрерывной работы между двумя смежными переточками.

Выбор значения периода стойкости режущего инструмента рекомендуется сделать из следующего ряда: 15;30;45;60;90;120 мин.

Меньшие значения периода стойкости следует назначать для мелких инструментов.

Для инструмента, изготовленного из быстрорежущей стали

Т_р = 30…60 мин;

Для инструмента, оснащенными пластинами твердого сплава

Т_р = 60…120 мин.

1. Определить скорость резания по формуле:

где V_табл – скорость по таблице;

К₁, К₂, К₃ – коэффициенты, зависящие от обрабатываемого материала, отношения принятой подачи к рекомендуемой и стойкости инструмента.

• При обработке стальных деталей данные берутся по [Барановский Ю.В., стр.72…74, карта С-4]

• При точении чугунов данные берутся по [Барановский Ю.В., стр.74…76, карта С-4]

1. Определить частоту вращения шпинделя по формуле:

где D – диаметр обрабатываемой заготовки.

1. Уточнить частоту вращения шпинделя по паспорту станка.

1. Определить минутную подачу по формуле:

• Значения S_o и n должны быть скорректированы.

1. Определить основное время обработки по формуле:

1. Определить осевую силу резания по формуле:

где P_о.табл – осевая сила резания по таблице; [Барановский Ю.В., стр.81, карта С-8]

К_р – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.

1. Определить мощность резания:

• При сверлении

• При зенкеровании и развертывании

где N_р.табл – мощность резания по таблице;

К_N – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.

Данные для расчета берутся по [Барановский Ю.В., стр.82…83, карта С-8]

1. Определить мощность шпинделя по формуле:

где N_Д – мощность двигателя;

– КПД станка.

1. Сравнить мощность шпинделя с мощностью резания. Для правильной работы станка необходимо чтобы мощность шпинделя была больше или равна мощности резания.

Паспортные данные станков

Вертикально-сверлильный станок модели 2Н125

Наибольший диаметр обрабатываемого отверстия в заготовке из стали – 25 мм.

Мощность двигателя N_д = 2,8 кВт;

КПД станка = 0,8;

Максимальная осевая сила резания, допускаемая механизмом подачи станка,

Р_max = 900 кгс ≈ 9000 Н.

Вертикально-сверлильный станок модели 2Н135

Наибольший диаметр обрабатываемого отверстия в заготовке из стали – 35 мм.

Мощность двигателя N_д = 4,5 кВт;

КПД станка = 0,8;

Максимальная осевая сила резания, допускаемая механизмом подачи станка, Р_max = 1500 кгс ≈ 15000 Н.

Список используемых источников

10