Работа 4
Пример 4. На вертикально – сверлильном станке 2Н135 рассверливают сквозное отверстие диаметром d=20 мм до диаметра Д=50 Н12 (+0,25) на глубину l=70 мм. Обрабатываемый материал – Сталь 45 с δВ=680 МПа, заготовка – штамповка. Охлаждение – эмульсией. Эскиз обработки дан на рисунке 14.
НЕОБХОДИМО: Выбрать режущий инструмент, материал его режущей части, его конструктивные и геометрические параметры. Назначить по нормативам режим резания и определить основное время обработки. Дать эскиз обработки.Рисунок 12 – Эскиз обработки заготовки
РЕШЕНИЕ:[4] Ι. Выбираем сверло и устанавливаем его конструктивные и геометрические параметры. Принимаем спиральное сверло диаметром Д=50 мм; материал режущей части – быстрорежущая сталь Р18 (прилож.1, стр.349). Можно принять также сталь, которая не приведена в приложении 1.
Геометрические элементы: форма заточки – двойная, (прил.2, стр.355). Из-за отсутствия в нормативах [4] рекомендаций по выбору остальных геометрических параметров принимаем их по справочнику [10]: 2γ=118˚, 2γ0=70˚, ψ=40…60˚, при стандартной заточке ψ=55˚; α=11˚, длина вторичной кромки b=9 мм. (табл.45, стр.152), ω=24…32˚; у стандартных сверл Д>10 мм для обработки конструкционной стали ω=30˚.
Назначаем режим резания [4]
2.Назначаем подачу (карта 52, стр.116). По второй группе подач, считая что рассверливается заготовка средней жесткости, находим для обработки стальной заготовки Д=50 мм и d=20 мм S0=0,6…0,8 мм/об. Корректируем подачу по станку S0=0,8 мм/об.
Проверяем принятую подачу по осевой силе, допускаемой прочностью механизма подачи станка. Из-за отсутствия в нормативах таблицы значения осевой составляющей силы резания при рассверливании, определяем её значение по справочнику (стр.435)[10]:
Выписываем из таблицы 32, стр.281 коэффициенты и показатели степеней для формулы (19) для сверления конструкционной стали с δв=750 МПа; инструментом из быстрорежущей стали: Ср=37,8; Qp=0; xp=1,3; yp=0,7.
Учитываем поправочный коэффициент на силу резания Кp=Кmp (по табл.9, стр.264):
Kmp= 
где np=0,75, Kmp= 
Р0=37,8∙50 0 ∙15 1,3 ∙0,8 0,7 ∙0,93=1016 кгс=9967 Н.
4.Определяем скорость главного движения резания, допускаемую режущими свойствами сверла. По карте 53 (стр.117) находим для формы заточки ДП, разностей диаметров Д- d=50-20=30 мм. (по графе «до 50 мм»), S0 до 1мм/об, что Vтабл=13,6 м/мин. Для заданных условий обработки приведённой в карте 53, поправочный коэффициент Knv=1. Согласно примечанию к карте 53 необходимо дополнительно учесть по карте 42, стр.104-105 поправочный коэффициент Kmv. Для стали 45 с δв=680 МПа (смотрите диапазон 560…750 МПа) Kmv=1, поэтому:
5.Определяем частоту вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости главного движения резания:
n= 
Корректируем частоту вращения по паспортным данным станка и устанавливаем действительную частоту вращения шпинделя nд=90 мин -1 .
6.Действительная скорость главного движения резания
Vд= 
7.Определяем мощность, затраченную на резание (карта 54, стр.118…119). Для δв=560…680 МПа, Д- d до 32 мм, S0 до 0,84 мм/об, при V до 15,1 м/мин находим Nтабл=3,3кВт. Поправочные коэффициенты на мощность в указанной карте не приведены, следовательно: Nрез=Nтабл=3,3кВт.
8.Проверяем, достаточна ли мощность привода станка Nрез
T0= 
Задание 4. На вертикально – сверлильном станке 2Н135 рассверливают отверстие диаметром d до диаметра Д на глубину 1 (табл.4).
НЕОБХОДИМО: Выбрать режущий инструмент, материал его режущей части, его конструктивные и геометрические параметры. Назначить по нормативным данным режим резания и определить основное время обработки. Дать эскиз обработки детали.
Перед началом работы на сверлильном станке подготавливают рабочее место. Инструмент должен быть установлен в шпинделе надежно и правильно, а изделие — неподвижно закреплено на столе станка. Нельзя допускать биения сверла, которое обычно происходит из-за невнимательности работающего. Рукоятки (рычаги) управления скоростями станка переводят в положение, соответствующее выбранному режиму резания.
Приступая к сверлению, нужно пустить станок и подвести сверло к изделию плавно, без ударов. Сверло должно установиться вершиной точно в на- керненном углублении.
Сверление по разметке. Размечают и накернивают центр, из которого затем циркулем проводят окружность заданного диаметра. Устанавливают сверло в шпиндель станка и проверяют положение сверла на биение. Устанавливают и закрепляют деталь на столе станка (в тисках, на угольнике с помощью планок или другим способом). Деталь устанавливают так, чтобы верхняя поверхность с нанесенной разметкой отверстия была горизонтальна, иначе даже при незначительном перекосе сверло «уведет» в сторону.
Сверление по разметке выполняют в два приема: сначала производят пробное сверление, а затем окончательное.
При пробном сверлении надсверливают при ручной подаче небольшое углубление размером (глубиной) около 1/4 диаметра отверстия, затем сверло поднимают, удаляют стружку и проверяют совпадение засверленного углубления с центром размеченной окружности. Если такое совпадение есть, можно продолжать сверление и довести его до конца.
В случае эксцентрического расположения отверстия по отношению к разметке, его необходимо выправить. Для этого крейцмейселем с полукруглой режущей кромкой прорубают две-три канавки от центра, в ту сторону, куда нужно сместить сверло, рис. 9.43. Сделав еще одно надсверливание и убедившись в его правильности, доводят сверление до конца.
Рис. 9.43. Прорубание канавок при уводе надсверленного углубления в строну.
При сверлении необходимо быть очень внимательным. Нужно периодически выводить сверло из отверстия и освобождать его канавки от стружки, вводить обратно сверло в отверстие нужно осторожно, так как его легко можно сломать. При сверлении сквозных отверстий, в момент выхода из него сверла, нужно выключить автоматическую подачу и перейти на ручную, тем самым ослабив нажим на сверло.
Для получения отверстий диаметром более 20 мм предварительно сверлят отверстие сверлом меньшего диаметра, а затем рассверливают его под размер сверлом большего диаметра, рис. 9.44. В этом случае точность сверления значительно больше, а шероховатость поверхности ниже, чем при сверлении одним сверлом.
Рис. 9.44. Сверление отверстия по разметке (а), рассверливание отверстия (б)
Диаметр сверла для предварительного сверления должен быть больше толщины перемычки сверла, которым будет просверлено заданное отверстие, рис. 9.45.
Рис. 9.45. Рассверливание отверстия
Для обеспечения точности рассверливание отверстий производят с одной установки. Для этого из шпинделя станка вынимают сверло меньшего диаметра и вставляют сверло, диаметр которого соответствует диаметру рассверливаемого отверстия. Затем ручной подачей плавно подводят сверло к отверстию по центру и производят рассверливание.
На рис. 9.46 приведены примеры сверления сквозных отверстий по разметке в угольнике, а на рис. 9.47 — сверление детали закрепленной на угольнике.
Рис. 9.46. Сверление отверстий в угольнике: а — с зажиманием детали в тисках; б — с зажиманием детали в приспособлении; 1 — сверло; 2 — угольник; 3 — подкладка; 4 — тиски или приспособление;
Рис. 9.47. Сверление детали закрепленной на угольнике
Сверление отверстий по кондуктору. Сквозное отверстие можно просверлить и без разметки, а именно при помощи приспособлений — кондукторов — накладных или коробчатых, рис. 9.48. При пользовании накладным кондуктором обрабатываемое изделие зажимается в тисках или непосредст-
Рис. 9.48. Сверление отверстий по кондуктору: а — накладной кондуктор; б — коробчатый кондуктор
венно на столе станка. Кондуктор накладывается на ту часть поверхности изделия, где нужно просверлить отверстия, крепят кондуктор на изделии боковыми винтами.
Коробчатый кондуктор имеет форму коробки с откидной крышкой. Обрабатываемое изделие закладывают внутрь коробки и крепят крышкой. Для сверления вводят сверло в соответствующую направляющую втулку кондуктора и просверливают в изделии отверстие.
Пользование кондуктором сокращает время на установку и выверку изделия, кроме того, отпадает надобность в разметке и пробном надсверливании. Точность сверления обеспечивается направлением сверла через направляющие закаленные втулки, укрепленные в корпусе кондуктора.
Сверление отверстий по шаблону. Если в небольшой партии одинаковых деталей необходимо просверлить несколько отверстий, вместо кондуктора применяют шаблон. Шаблон представляет собой стальную пластину по форме детали, в которой выполнены все необходимые отверстия. Применение шаблона повышает производительность труда и точность. Для выполнения сверления по шаблону его накладывают на деталь, фиксируют в определенном положении и закрепляют струбцинами, рис. 9.49.
Устанавливают следующий порядок сверления. Через шаблон сверлят одно отверстие на заготовке (детали) и фиксируют контрольным штифтом. На другом конце заготовки сверлят второе отверстие и так же фиксируют контрольным штифтом, чем устраняют возможность смещения шаблона по отношению к заготовке. Затем просверливают поочередно каждое отверстие по шаблону и проверяют правильность сверления. После этого снимают шаблон с заготовки и напильником удаляют заусенцы, образовавшиеся при сверлении.
Рис. 9.49. Сверление отверстий по шаблону
При сверлении плоских тонких одинаковых деталей их собирают в пачку, накладывают шаблон и плотно стягивают струбцинами. В процессе сверления нужно пользоваться небольшой и плавной ручной подачей, так как при проходе сверлом каждого листа возникают дополнительные нагрузки, которые могут привести к поломке сверла.
Сверление глухих отверстий. Глухие отверстия сверлят на требуемую глубину, пользуясь упорным приспособлением, имеющимся на сверлильном станке, или же (если такого приспособления нет) упорным кольцом, закрепленном на сверле, рис. 9.50.
Рис. 9.50. Сверление глухих отверстий по ограничителю на измерительной линейке сверлильного станка (а) и по втулочному упору на сверле (б)
Сверление отверстий в цилиндрических деталях на призмах. Самым распространенным способом установки цилиндрических деталей является крепление на призмах. Подготовку и сверление цилиндрических деталей выполняют в следующем порядке.
1. Разметка центра для сверления отверстия состоит в следующем. Сначала с помощью центроискателя определяют центр на торцевой стороне валика. Затем легким ударом молотка по кернеру делают центровое углубление.
Разметку риски на цилиндрической части валика можно выполнить двумя способами:
- • Укладывают валик на призму и выполняют разметку рейсмусом, установленным на столе станка. Острие чертилки рейсмуса располагают строго по центру сечения валика, рейсмус перемещают и наносят риски на торцевой и боковой поверхностях (рис. 9.51а). Затем валик в призме поворачивают на 90 °С проверкой по угольнику, размечают и накерни- вают центр отверстий.
- • С помощью чертилки и угольника наносят диаметральную риску (рис. 9.51 б). Затем на валик накладывают угловую линейку и чертилкой проводят риску, по которой размечают центы отверстий.
Рис. 9.51. Разметка рисок на валике: а — рейсмусом; б — угольником с угловой линейкой
- 2. Устанавливают сверло в шпиндель станка.
- 3. Сверло подводят к валику, призму с деталью перемещают так, чтобы
Рис. 9.52. Сверление цилиндрических деталей
вершина сверла точно совпала с намеченным углублением на детали.
- 4. Аккуратно накладывают прижимную планку на валик и соответствующий выступ стойки с уступами и болтом прижимают валик, рис. 9.52.
- 5. Окончательно проверяют правильность установки по угольнику и следят за тем, чтобы вершина сверла совпала с центровой разметкой.
- 6. Производят сверление.
Сверление неполных отверстий, рис. 9.53. Для
получения неполных отверстий (полуотверстий) закрепляют в тисках по две детали, так чтобы поверхности их, на которых должны быть просверлены неполные отверстия, составляли одну общую поверхность. Размечают на линии стыка закрепленных деталей центры отверстий и производят сверление обычным способом.
Рис. 9.53. Сверление неполных отверстий: а — одновременно в двух деталях; б — в одной детали при
Основными элементами режима резания при сверлении являются скорость резания, подача и глубина резания. Скоростью резания называется окружная скорость наиболее удаленной от центра сверла точки режущей кромки, измеряемая в метрах в минуту (м/мин).
Скорости резания при сверлении (работа с охлаждением) конструкционных сталей
Диаметр сверла в мм
Скорость резания в м/мин
Скорость резания v определяется по формуле
где D — диаметр сверла; n — число оборотов шпинделя в мин.; π = 3,14 — постоянное число. Число оборотов режущего инструмента определяется по формуле
При сверлении или развертывании отверстий важно правильно выбрать скорость резания, при которой инструмент будет работать нормально, т. е. наиболее эффективно. Таким образом, скорость резания режущего инструмента и подача его на один оборот составляют режим резания. Режим резания необходимо выбирать таким, чтобы сохранить инструмент от преждевременного износа с учетом максимальной производительности. Режимы резания можно выбирать по табл. 19 и 20. Таблица 20
Переводная таблица скоростей резания и чисел оборотов сверл в минуту
Скорость резания в м/мин
Число оборотов в минуту
Зная диаметр сверла и материал обрабатываемой детали, находим по табл. 19 и 20 скорость резания, а по скорости резания и диаметру сверла определяем по переводной таблице (или по формуле) число оборотов сверла в минуту. Найденное число оборотов и значение подачи сопоставляют с фактическим числом оборотов шпинделя станка. На каждом станке имеется таблица оборотов шпинделя и подач, которая прикреплена к станку. При работе сверлами из углеродистой стали величины скорости резания и подачи следует уменьшать на 30 — 40%. Для уменьшения трения и нагрева инструмента при сверлении применяют охлаждающую жидкость. При обильном применении охлаждающей жидкости при сверлении стали можно увеличить скорость резания примерно на 30 — 35%. Кроме этого, обильное охлаждение облегчает удаление стружки из отверстия. Для нормального охлаждения необходимо к месту сверления подавать не менее 10 л охлаждающей жидкости в минуту. При сверлении различных металлов и сплавов рекомендуется применять охлаждающие жидкости, приведенные в табл. 21.
Рекомендуемые охлаждающие жидкости для различных металлов и сплавов
Сталь конструкционная и ин-
струментальная
Мыльная эмульсия или смесь минерального и жир-
ных масел (касторовое, сурепное)
Мыльная эмульсия или всухую
Мыльная эмульсия или сурепное масло
Мыльная эмульсия или всухую
Керосин с касторовым или сурепным маслом. Мыль-
ная эмульсия
Мыльная эмульсия или смесь спирта со скипидаром
Если во время работы режущая кромка сверла быстро затупляется, то это признак того, что скорость резания выбрана слишком большой и ее надо уменьшить. При выкрашивании режущих кромок следует уменьшить величину подачи. Для предупреждения затупления и поломки сверла на выходе из отверстия рекомендуется уменьшать подачу в момент выхода сверла. Для получения отверстий высокого класса точности развертки в шпинделе станка крепят на специальных качающихся оправках, которые дают возможность развертке занимать требуемое положение в отверстии. Этим устраняется «разбивание» отверстия. Для получения высокой чистоты обработки отверстия при работе развертку следует смазывать растительным маслом. Скорость резания при развертывании отверстий в стали принимается равной от 5 до 10 м/мин, подача — от 0,3 до 1,3 мм/об. В табл. 22 приведены величины скорости резания при развертывании отверстий в различных металлах.
Средние скорости резания развертками на сверлильных станках в м/мин
