Конструкторский раздел Режущий инструмент

                                3 Конструкторский  раздел. 

   3.1 Режущий инструмент. 

   3.1.1 Описание конструкции 

    Сверло - режущий инструмент, предназначенный для образования отверстий в сплошном металле, а также для рассверливания отверстий.

      По конструкции различают следующие виды сверл:

1) спиральные,

2) с прямыми  канавками, 

3) перовые, 

4) для глубоких  отверстий, 

5) для кольцевого  сверления, 

6) центровочные,

7) специальные  комбинированные.

    К основным конструктивным элементам  сверл относятся: режущая часть, рабочая часть, шейка, хвостовик, лапка, стружечные канавки,  геометрические и конструктивные параметры режущей и рабочей частей.

    Режущая часть предназначена для непосредственного  образования отверстия путем  срезания режущими кромками слоев металла.

    Рабочая(направляющая) часть служит для окончательного формирования профиля отверстия, направления  и центрирования сверла в отверстии.       

    Хвостовик сверла предназначен для закрепления  сверла в патроне станка и  передачи крутящего момента от шпинделя станка.

    Лапка-элемент  сверла, благодаря которому происходит более лучшее закрепление сверла.

    Стружечные  канавки служат для размещения стружки  и её транспортирования, что обуславливает  их направление и форму. Наиболее оптимальная форма поперечного  сечения канавки должна обеспечить: достаточное пространство для размещения стружки, достаточную прочность зуба и сверла в целом.  

   3.1.2 Расчёт исполнительных  размеров. 

  Расчёт проводим по методике [  ].

  Исходные данные:

  Отверстие, D=15,5 мм, L=26 мм,

  Характер отверстия – сквозное,

  Обрабатываемый  материал - Сталь 40Х ГОСТ 4543-71, 

1. Определяем основные  конструктивные параметры хвостовика:

Конус Морзе №2 с  лапкой со следующими основными конструктмвными  размерами: D1=17,78 мм, d2=14,6 мм, l4max=64 мм: согласно НР12-03. 

2.Определяем длину  сверла:

L=200 мм, lo=125 мм: согласно НР12-03.

3. Определяем геометрические  и конструктивные параметры режущей  части сверла:

-форма заточки:  ДП(двойная с подточкой перемычки),

-угол наклона винтовой канавки: w =29°,

-углы между режущими кромками: 2φ=118°±2° ,

-задний угол: α=12°,

-угол наклона  поперечной кромки: =55°

-размеры подточки: A=2 мм, l=4 мм,

-шаг винтовой  канавки Н:

                           Н= π · D/tg w                (60)

H=3,14 · 15,5/tg 30°=9,3 мм. 

4. Определяем толщину  сердцевины сверла:

                         dc=(0,14…0,25)D                                   (61)

 Принимаем толщину  сердцевины у переднего конца  сверла равной 0,14D. 

Тогда:  dc=0,14 · 15,5=2,17 мм

 Утолщение сердцевины  по направлению к хвостовику 1,4…1,8 мм. Принимаем  это утолщение равным 1,5 мм. 

5. Определяем обратную  конусность сверла:

  Обратная конусность  находится в пределе:(0,05…0,12) мм

  Принимаем величину  обратной конусности 0,08 мм. 

6. Ширина ленточки  fo=1,5 мм

  Высота затылка  по спинке К=2,3 мм 

7. Определяем ширину  пера:

                               B=0,58 · D                                  (62)

B=0,58 · 15,5=8,99 мм 

8. Предельные отклонения диаметров сверла по ГОСТ 885-77. Допуск на общую длину и длину рабочей части сверла равен удвоенному допуску по 14 квалитету с симметричным расположением предельных отклонений по ГОСТ 25347-82. Предельные отклонения размеров конуса хвостовика по ГОСТ 2848-75(степень точности АТ8). Радиальное биение рабочей части сверла относительно оси хвостовика не должно превышать 0,16 мм. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Сверло

1 Скорость резания:

М=πDn / 1000, м/мин;

ГдеD –диаметр сверла, мм

n - число оборотов сверла в минуту

V=3,14 · 15,5 · 500 / 1000=24,335 м/мин; 

2 Определение подачи S m:

Sz=S / 2=0,55 / 2=0,275  мм/мин;

Sm=Sn=0,55 · 500=275 мм/мин 

3 Толщина среза  α;

α =Sz · sin φ =0,275 · 0,9=0,247 мм 

4 Ширина среза  В:

В=D/2 · sin φ =15,5 / 2 · 0,9=8,6 мм

 

5 Площадь поперечного  сечения среза:

Ψz=α · В=0,247 · 8,6=2,12 

6 Общая площадь:

   Т=2 Ψz=2 · 0,75=4,24

7 Глубина резания:

t=D/2=15,5 / 2=7,75 мм;  Lрх=32 мм

8 Расчёт машинного  времени:

Тм=L/Sn=(l+y)·Δ / n·S=32/ 500 · 0,55=0,11=0,1

Где L - полный путь проходимый сверлом направлении подачи ;

 l - глубина сверления ,мм;

Δ - число перебега,мм;

n - число оборотов, об/мин;

S - подача,мм/об;

y - величина врезания ,мм;

To=Lpx /Sm=16/ 176,4=0,1·8=0,8 мин (8 отв.)

Силы действующие  на сверло:

1 Осевая сила:

Po=10 · Cp · D ^q · S ^y · Kp   ;

  где: Cp=68 ; q=1; Y=0,7                                                  

  Kp=Kmp=0,85-коэффициент, учитывающий фактические условия обработки

 Po=15,5 · 68 · 10 ¹ · 0,55 ^0,7 · 0,85=5823,4 H;

2 Расчёт крутящего момента:

Mkp=10 · Cm · D ^q · S ^y · Kp  ;

где: Cm=0,0345; q=2,0 ; Y=0,8                                                  

Mkp=15,5 · 0,0345 · 15,5 ² · 0,55 ^0,8  · 0,85 = 66,6 H·м   

3 Вращающий момент  станка 

Мвр.=Nшп/n = 4952,3

 Nшп.= Nдв·n=6,72·0,5=3,36 кВт.

Где Nшп- мощность шпинделя;

n-число оборотов;

4 Мощность затраченная  на резание:

Рез=Nвр.+Nпод.=

Мощность затраченная  на вращение

Nвр.=Mкр/975000 = 64935000