- •Методические указания
- •Воронеж 2010
- •Практическое занятие № 1 расчет и конструирование токарных резцов
- •Рассмотрим методику расчета резцов на прочность и жесткость.
- •В свою очередь
- •Момент сопротивления прямоугольного сечения
- •Практическое занятие № 2 расчет и конструирование фрез
- •Практическое занятие № 3 расчет и конструирование сверл
- •Библиографический список
- •Содержание
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Практическое занятие № 3 расчет и конструирование сверл
По форме и конструкции сверла разделяют на спиральные, с прямыми канавками, перовые, для глубинного сверления, кольцевые, центровочные, с канавками для подвода смазочно-охлаждающей жидкости, с многогранными пластинами. Сверла выполняют с цилиндрическим, коническим и четырехгранным хвостовиками. Основные размеры сверл стандартизованы.
Спиральное сверло (рис. 3.1), входящее в большинство видов сверл классификатора, состоит из рабочей части 1 и хвостовика 2, который может быть цилиндрическим (с поводком или без поводка) или коническим. На хвостовике вблизи рабочей части имеется шейка 3. Режущая часть 4 сверла имеет две главные 5, две вспомогательные 6 и одну поперечную 7 режущие кромки.
Рис. 3.1. Сверло спиральное
Главные режущие кромки наклонены к оси сверла и образуют между собой угол в плане 2φ. Отвод стружки осуществляется по винтовым (спиральным) стружечным канавкам 8, разделенным сердцевиной 9. На каждом пере 10 сверла имеется ленточка 11, участок которой длиной 0,5 s0 выполняет функции вспомогательных режущих кромок. Ленточка служит также для направления сверла во время работы. Передние поверхности сверла 12 — участки канавок, прилегающие к режущим кромкам, а осевые передние углы равны углам наклона канавок в данной точке. Задние поверхности 13 образуются заточкой, обеспечивают требуемые значения задних углов α и спад затылка и могут быть плоскими, коническими, цилиндрическими, винтовыми.
Задние поверхности перьев, пересекаясь между собой, определяют форму и размеры поперечной режущей кромки и угол ψ ее наклона к режущим кромкам.
Главные режущие кромки сверла должны быть прямолинейными. Это условие обеспечивается за счет придания канавкам на участке, являющемся передней гранью, определенного профиля (этот способ используют на большинстве стандартных быстрорежущих и цельнотвердосплавных сверл) либо за счет заточки сверла по передней и задней поверхностям. Профиль поперечного сечения спирального сверла стандартного типа приведен на рис. 3.2.
Рис. 3.2. Профиль поперечного сечения
спирального сверла
Передняя поверхность 1 представляет собой линейчатую винтовую поверхность, полученную в результате винтового перемещения с постоянным шагом режущей кромки 2, наклонной к оси сверла под углом φ по направляющему цилиндру диаметром К (диаметр сердцевины). Такая форма передней поверхности позволяет в любом сечении по длине рабочей части, выполненном под углом φ к оси сверла, гарантировать прямолинейность режущей кромки. Участок 3 нерабочей части канавки образован винтовым движением с тем же, что и рабочей части, шагом кривых 4. Профиль поперечного сечения сверл аппроксимируется радиусами Rк и rк. С целью снижения трения сверла о поверхность обрабатываемого отверстия диаметр рабочей части выполняют с обратной конусностью (уменьшением диаметра в направлении к хвостовику).
Диаметр рабочей части (в сечении А—А) выбирается в соответствии с градацией, приведенной в табл. 3.1.
Диаметр спинки q = d - 2Δ, где Δ — высота ленточки,
Δ = 0,2…0,3 мм для сверл с фрезерованным профилем или 0,1…0,15 мм для сверл с вышлифованным профилем; Rк =
= (0,75…0,9)d; rк = (0,22…0,28)d; θ ≈ 92°. Ширина пера, измеренная по нормали к перу, В = B0/cos ω, где В0 — ширина пера в нормальном к оси сверла сечении определяется углом θ;
ω — угол наклона винтовой канавки. Ширина ленточки
fo max = (0,32…0,45) .
Геометрические параметры режущей части сверл (ω, γ и 2φ) в зависимости от материалов заготовки и сверла можно выбрать для сверл диаметром свыше 10 мм из инструментальной стали по табл. 3.2, для сверл, оснащенных пластинами из твердого сплава, — по табл. 3.3. Угол наклона поперечной режущей кромки ψ для сверл диаметром до 12 мм принимают 50°, для сверл диаметром свыше 12 мм — 55°. Задний угол α различен в различных точках кромки. У стандартных спиральных сверл в наиболее удаленной от оси сверла точке α равно 8…15°, в ближайшей к оси точке α = 20…26°. У сверл, оснащенных пластинами из твердого сплава, задний угол α соответственно равен 4…6° и 16…20°. Меньшие из приведенных значений углов относятся к большим диаметрам сверл, большие значения — к малым диаметрам сверл. Формы и размеры заточки режущих кромок, перемычек и ленточек сверл приведены в соответствующих нормативах.
Технические требования к изготовлению спиральных сверл приведены в ГОСТ 2034 — 80Е.
Таблица 3.1
Градация диаметров сверл (мм) по ГОСТ 885—77*
0,25 |
0,35 |
0,45 |
0,55 |
0,65 |
0,75 |
0,85 |
0,95 |
0,28 |
0,38 |
0,48 |
0,58 |
0,68 |
0,78 |
0,88 |
0,98 |
0,30 |
0,40 |
0,50 |
0,60 |
0,70 |
0,80 |
0,90 |
|
0,32 |
0,42 |
0,52 |
0,62 |
0,72 |
0,82 |
0,92 |
|
От 1,00 до 3,00 через 0,05 мм |
|||||||
От 3,00 до 13,70 через 0,1 мм |
|||||||
13,75 |
17,00 |
20,50 |
24,00 |
28,25 |
32,25 |
38,00 |
46,00 |
13,80 |
17,25 |
20,75 |
24,25 |
28,50 |
32,50 |
38,50 |
46,50 |
13,90 |
17,40 |
20,90 |
24,50 |
28,75 |
33,00 |
39,00 |
47,00 |
14,00 |
17,50 |
21,00 |
24,75 |
29,00 |
33,25 |
39,50 |
47,50 |
14,25 |
17,75 |
21,25 |
25,00 |
29,25 |
33,50 |
40,00 |
48,00 |
14,50 |
18,00 |
21,50 |
25,50 |
29,50 |
34,00 |
40,50 |
48,50 |
14,75 |
18,25 |
21,75 |
25,75 |
29,75 |
34,50 |
41,00 |
49,00 |
15,00 |
18,50 |
22,00 |
26,00 |
30,00 |
35,00 |
41,50 |
49,50 |
15,25 |
18,75 |
22,25 |
26,25 |
30,25 |
35,25 |
42,00 |
50,00 |
15,40 |
19,00 |
22,50 |
26,50 |
30,50 |
35,50 |
42,50 |
50,50 |
15,50 |
19,25 |
22,75 |
26,75 |
30,75 |
35,75 |
43,00 |
51,50 |
15,75 |
19,40 |
23,00 |
27,00 |
31,00 |
36,00 |
43,50 |
52,00 |
16,00 |
19,50 |
23,25 |
27,25 |
31,25 |
36,25 |
44,00 |
|
16,25 |
19,75 |
23,50 |
27,50 |
31,50 |
36,50 |
44,50 |
|
16,50 |
20,00 |
23,75 |
27,75 |
31,75 |
37,00 |
45,00 |
|
16,75 |
20,25 |
23,90 |
28,00 |
32,00 |
37,50 |
45,50 |
|
От 52,00 до 80,00 через 1 мм |
Таблица 3.2
Рекомендуемые углы наклона винтовой канавки ω
и углы при вершине 2φ спиральных сверл
диаметром свыше 10 мм из инструментальной стали
Материал заготовки |
ω |
2φ |
градусы |
||
Сталь с σв, МПа до 500 500…700 700…1000 1000…1400 коррозионно-стойкая |
35 30 25 20 25 |
116 116…118 120 125 120 |
Чугун серый |
25…30 |
116…120 |
Медь красная Медные отливки и латунь Бронза с НВ: 100 и выше <100 |
35…45 25…30
15…20 8…12 |
125 130
135 125 |
Алюминиевые сплавы литейные Алюминиевые сплавы деформируемые |
35…45 45 |
130…140 140 |
Пластмассы, эбонит, бакелит |
8…12 |
60…100 |
Хвостовики сверл с коническим хвостовиком имеют конус Морзе, выполняемый по СТ СЭВ 147 — 75 (табл. 3.3).
Пример. Рассчитать и сконструировать спиральное сверло из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком для обработки сквозного отверстия под метрическую резьбу М27 глубиной l = 50 мм в заготовке из конструкционной углеродистой стали 20 с пределом прочности σв = 412 МПа, НВ =
= 1630 МПа.
Планируется использовать вертикально-сверлильный станок 2Н135, имеющий следующие характеристики.
Таблица 3.3
Основные размеры наружных инструментальных
конусов Морзе с лапкой, мм (СТ СЭВ 147—75)
|
|||||||
Обозначение величины конуса |
Конусы Морзе |
||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
при конусности |
|||||||
1:19,212= = 0,05205 |
1:20,047= = 0,04988 |
1:20,020= = 0,04995 |
1:19,922= = 0,05020 |
1:19,254= = 0,05194 |
1:19,002= = 0,05263 |
1:19,180= = 0,05214 |
|
D D1 d2 d3max l3max l4max a bh13 c emax R R1 v
|
9,045 9,2 6,1 6,0 56,5 59,5 3,0 3,9 6,5 10,5 4,0 1,0 0,06 |
12,065 12,2 9,0 8,7 62,0 65,5 3,5 5,2 8,5 13,5 5,0 1,2 0,06 |
17,780 18,0 14,0 13,5 75,0 80,0 5,0 6,3 10,0 16,0 6,0 1,6 0,065 |
23,825 24,1 19,1 18,5 94,0 99,0 5,0 7,9 13,0 20,0 7,0 2,0 0,065 |
31,267 31,6 25,2 24,5 117,5 124,0 6,5 11,9 16,0 24,0 8,0 2,5 0,07 |
44,399 44,7 36,5 35,7 149,5 156,0 6,5 15,9 19,0 29,0 10,0 3,0 0,07 |
63,348 63,8 52,4 51,0 210,0 218,0 8,0 19,0 27,0 40,0 13,0 4,0 0,07 |
Примечания: 1. Размеры D1 и d2 являются теоретическими, вытекающими соответственно из диаметра D и номинальных размеров а и l3 (положения основной плоскости). 2. Допуски конусов Морзе — по АТ8 (ГОСТ 2848—75). 3. Центровое отверстие — форма В (ГОСТ 14034—74). |
Наибольший диаметр обрабатываемого отверстия в заготовке из стали 35 мм. Мощность двигателя Nд = 4,5 кВт; КПД станка η = 0,8. Частота вращения шпинделя, об/мин: 31,5; 45; 63; 90; 125; 180; 250; 355; 500; 710; 1000; 1440. Подачи, мм/об: 0,1; 0,14; 0,2; 0,28; 0,4; 0,56; 0,8; 1,12; 1,6. Максимальная осевая сила резания, допускаемая механизмом подачи станка, Рmax = 15000 Н.
Решение. 1. Определяем диаметр сверла. По ГОСТ 19257—73 находим необходимый диаметр сверла для нарезания резьбы 27 мм. Диаметр сверла D должен быть 23,9 мм; по ГОСТ 885—77 указанный диаметр имеется.
2. Определяем режим резания по нормативам:
а) подачу находим по табл. 3.4: s = 0,38…0,43 мм/об; принимаем s = 0,4 мм/об; эта величина соответствует паспорту станка.
б) определяем скорость резания, м/мин,
,
значения коэффициентов и показателей степени приведены в табл. 3.5. Период стойкости сверл выбираем из табл. 3.6.
Поправочный коэффициент Kv является произведением коэффициентов Kмv, Kпv, Kиv, которые соответственно характеризуют качество обрабатываемого материала, состояние поверхности заготовки и качество материала инструмента.
Для стали
Kмv = Kг ,
для серого чугуна
Kмv = ,
Таблица 3.4
Подачи, мм/об, при сверлении стали, чугуна, медных
и алюминиевых сплавов сверлами из быстрорежущей стали
Диаметр сверла D, мм
|
Сталь |
Серый и ковкий чугун, медные и алюминиевые сплавы |
|||
НВ 160… …240 |
НВ 240… …300 |
НВ > 300 |
НВ ≤ 170 |
НВ > 170 |
|
2…4 |
0,08…0,10 |
0,06…0,07 |
0,04…0,06 |
0,12…0,18 |
0,09…0,12 |
4…6 |
0,10…0,15 |
0,07…0,11 |
0,06…0,09 |
0,18…0,27 |
0,12…0,18 |
6…8 |
0,15…0,20 |
0,11…0,14 |
0,09…0,12 |
0,27…0,36 |
0,18…0,24 |
8…10 |
0,20…0,25 |
0,14…0,17 |
0,12…0,15 |
0,36…0,45 |
0,24…0,31 |
10…12 |
0,25…0,28 |
0,17…0,20 |
0,15…0,17 |
0,45…0,55 |
0,31…0,35 |
12…16 |
0,28…0,33 |
0,20…0,23 |
0,17…0,20 |
0,55…0,66 |
0,35…0,41 |
16…20 |
0,33…0,38 |
0,23…0,27 |
0,20…0,23 |
0,66…0,76 |
0,41…0,47 |
20…25 |
0,38…0,43 |
0,27…0,32 |
0,23…0,26 |
0,76…0,89 |
0,47…0,54 |
25…30 |
0,43…0,48 |
0,32…0,35 |
0,26…0,29 |
0,89…0,96 |
0,54…0,60 |
30…40 |
0,48…0,58 |
0,35…0,42 |
0,29…0,35 |
0,96…1,19 |
0,60…0,71 |
40…50 |
0,58…0,66 |
0,42…0,48 |
0,35…0,40 |
1,19…1,36 |
0,71…0,81 |
Примечание. Приведенные подачи применяют при сверлении отверстий глубиной l ≤ 3D с точностью не выше 12-го квалитета в условиях жесткой технологической системы. В противном случае вводят поправочные коэффициенты: 1) на глубину отверстия — Kls = 0,9 при l < 5D; Kls = 0,8 при l ≤ 7D, Kls = 0,75 при l ≤ 10 D; 2) на достижение более высокого качества отверстия в связи с последующей операцией развертывания или нарезания резьбы — Kos = 0,5; 3) на недостаточную жесткость системы СПИД при средней жесткости Кжs = 0,75, при малой жесткости Кжs = 0,5; 4) на инструментальный материал — Киs = 0,6 для сверла с режущей частью из твердого сплава
|
Таблица 3.5
Значения коэффициента Q и показателей степени
в формуле скорости резания при сверлении
Обрабатываемый материал |
Материал режущей части инструмента |
Подача s, мм/об |
Коэффициент и показатели степени |
Охлаждение |
|||
Cv |
q |
y |
m |
||||
Сталь конструкционная углеродистая, σв = 750 МПа |
Р6М5 |
≤ 0,2 > 0,2 |
7,0 9,8 |
0,40 |
0,70 0,50 |
0,20 |
Есть |
Сталь жаропрочная 12Х18Н9Т, НВ 141 |
- |
3,5 |
0,50 |
0,45 |
0,12 |
||
Чугун серый, НВ 190 |
≤ 0,3 > 0,3 |
14,7 17,1 |
0,25 |
0,55 0,40 |
0,125 |
Нет |
|
ВК8 |
- |
34,2 |
0,45 |
0,30 |
0,20 |
||
Чугун ковкий, НВ 150 |
Р6М5 |
≤ 0,3 > 0,3 |
21,8 25,3 |
0,25 |
0,55 0,40 |
0,125 |
Есть |
ВК8 |
- |
40,4 |
0,45 |
0,3 |
0,20 |
Нет |
|
Медные гетерогенные сплавы средней твердости (НВ 100…140) |
Р6М5 |
≤ 0,3 > 0,3 |
28,1 32,6 |
0,25 |
0,55 0,40 |
0,125 |
Есть |
Силумин и литейные алюминиевые сплавы, σв = 100…200 МПа, НВ ≤ 65; дюралюминий, НВ≤ 100 |
|
≤ 0,3 > 0,3 |
36,3 40,7 |
0,25 |
0,55 0,40 |
0,125 |
Есть |
Примечание. Для сверл из быстрорежущей стали рассчитанные по приведенным данным скорости резания действительны при двойной заточке и подточенной перемычке. При одинарной заточке сверл из быстрорежущей стали рассчитанную скорость резания следует уменьшать, умножая ее на коэффициент Кзv = 0,75.
|
Таблица 3.6
Средние значения периода стойкости сверл
Инструмент (операция) |
Обрабатываемый материал |
Материал режущей части инструмента |
Стойкость Т, мин, при диаметре инструмента, мм |
||||||
До 5 |
6… …10 |
11… …20 |
21… …30 |
31… …40 |
41… …50 |
51… …60 |
|||
Сверло (сверление и рассверливание) |
Конструкционная углеродистая и легированная сталь |
Быстрорежущая сталь |
15 |
25 |
45 |
50 |
70 |
90 |
110 |
Твердый сплав |
8 |
15 |
20 |
25 |
35 |
45 |
- |
||
Коррозионно-стойкая сталь |
Быстрорежущая сталь |
6 |
8 |
15 |
25 |
- |
- |
- |
|
Серый и ковкий чугун, медные и алюминиевые сплавы |
Быстрорежущая сталь |
20 |
35 |
60 |
75 |
105 |
140 |
170 |
|
Твердый сплав |
15 |
25 |
45 |
50 |
70 |
90 |
- |
где σв и НВ – фактические параметры, характеризующие обрабатываемый материал, для которого рассчитывается скорость резания. Коэффициент Kг характеризует группу стали по обрабатываемости, для стали углеродистой с содержанием С ≤ 0,6% Kг = 1. При использовании сверл из быстрорежущей стали показатель nv = - 0,9 при сверлении стали углеродистой с σв ≤ 550 МПа, если σв > 550 МПа, то nv = 0,9. При сверлении серого и ковкого чугуна nv = 1,3.
В нашей задаче коэффициент Kпv = 1, при условии, что поверхность обрабатываемой заготовки без корки. Принимаем коэффициент Kиv = 1.
Тогда
Kмv = ,
следовательно
м/мин.
3. Осевая сила
.
По табл. 3.7 и 3.8 находим:
;
Рх = 9,81 · 68 · 23,9 · 0,40,7 · 0,682 = 5850 Н.
4. Момент сил сопротивления резанию (крутящий момент)
.
По табл. 8 находим: См = 0,0345; zм = 2,0; yм = 0,8;
.
Mср = 9,81 · 0,0345 · 23,92 · 0,40,8 · 0,682 = 64,2 Н·м.
5. Определяем номер конуса Морзе хвостовика (рис.3. 3).
Рис. 3.3. Схема сил, действующих на конический
хвостовик сверла
Таблица 3.7
Поправочный коэффициент для стали и чугуна,
учитывающий влияние качества обрабатываемого
материала на силовые зависимости
Обрабатываемый материал
|
Расчетная формула
|
Показатель степени n при определении крутящего момента M и осевой силы Po при сверлении, рассверливании и зенкеровании |
Конструкционная углеродистая и легированная сталь σв, МПа: ≤ 600 > 600 |
|
0,75 / 0,75 0,75 / 0,75 |
Серый чугун |
|
0,6 / 0,6 |
Ковкий чугун |
|
0,6 / 0,6 |
Примечание. В числителе приведены значения показателя степени п для твердого сплава, в знаменателе - для быстрорежущей стали. |
Момент трения между хвостовиком и втулкой
.
Таблица 3.8
Значения коэффициентов и показателей степени
в формулах крутящего момента и осевой силы при
сверлении инструментом из быстрорежущей стали
Обрабатываемый материал |
Коэффициент и показатели степени в формулах |
|||||||
крутящего момента |
осевой силы |
|||||||
СМ |
q |
x |
y |
Cp |
q |
x |
y |
|
Конструкционная углеродистая сталь, σв = 750 МПа |
0,0345 |
2,0 |
- |
0,8 |
68 |
1,0 |
- |
0,7 |
Жаропрочная сталь 12XI8H9T, НВ 141 |
0,041 |
2,0 |
- |
0,7 |
143 |
1,0 |
- |
0,7 |
Серый чугун, НВ 190 |
0,021 |
2,0 |
- |
0,8 |
42,7 |
1,0 |
- |
0,8 |
Ковкий чугун, НВ 150 |
0,021 |
2,0 |
- |
0,8 |
43,3 |
1,0 |
- |
0,8 |
Гетерогенные медные сплавы средней твердости, НВ 120 |
0,012 |
2,0 |
- |
0,8 |
31,5 |
1,0 |
- |
0,8 |
Силумин и дюралюминий |
0,005 |
2,0 |
- |
0,8 |
9,8 |
1,0 |
- |
0,7 |
Примечание. Рассчитанные по формуле осевые силы при сверлении действительны для сверл с подточенной перемычкой; с неподточенной перемычкой осевая сила при сверлении возрастает в 1,33 раза. |
Приравниваем момент трения к максимальному моменту сил сопротивления резанию, т. е. к моменту, создающемуся при работе затупившимся сверлом, который увеличивается до 3 раз по сравнению с моментом, принятым для нормальной работы сверла: 3Мср = Мтр.
Средний диаметр конуса хвостовика
или ,
где Мср ≈ 64,2 Н·м — момент сопротивления сил резанию;
Рх = 5850 Н — осевая сила; μ = 0,096 — коэффициент трения стали по стали; θ = 1°26'16" — половина угла конуса (конусность равна 0,05020; sinθ = 0,0251); Δθ = 5' — отклонение угла конуса; проведя решение, получим dcp = 21,7 мм.
По СТ СЭВ 147 — 75 выбираем ближайший больший конус, т. е. конус Морзе № 3 с лапкой, со следующими основными конструктивными размерами: D1 = 24,1 мм; d2 = 19,1 мм; l4 = 99 мм. Остальные размеры хвостовика указывают на чертеже инструмента из табл. 3.3.
6. Определяем длину сверла (табл. 3.9). Общая длина сверла L; длины рабочей части l0, хвостовика и шейки l2 могут быть приняты по ГОСТ 10903 — 77 или ГОСТ 4010 — 77:
L = 280 мм; l0 = 170 мм; l2 = 113 мм; d1 = D1 - 1,0 = 24,1 - 1 ≈ 23 мм. При наличии у обрабатываемой заготовки выступающих частей, высокой кондукторной втулки или по другим конструктивным соображениям длина рабочей части или шейки может быть другой. Центровое отверстие выполняется по форме В ГОСТ 14034 — 74.
7. Определяем геометрические и конструктивные параметры режущей части сверла. По нормативам находим форму заточки ДП (двойная с подточкой перемычки). Угол наклона винтовой канавки ω = 30°. Углы между режущими кромками: 2φ = 118°; 2φ0 = 70°. Задний угол а = 12°. Угол наклона поперечной кромки ψ = 55°. Размеры подточки: А = 2,5 мм;
l = 5 мм. Шаг винтовой канавки
мм.
Таблица 3.9
Основные размеры стандартных сверл
с коническим хвостовиком
D, мм |
Тип сверл |
Номер конуса Морзе |
|||||
нормальные |
удлиненные |
длинные |
|||||
L |
l |
L |
l |
L |
l |
||
6,00… …14,00 |
138… …189 |
57… …108 |
160… …230 |
80… …150 |
225… …265 |
145… …185 |
1 |
14,25… …23,00 |
212… …253 |
120… …155 |
260… …295 |
160… …195 |
245… …340 |
195… …240 |
2 |
23,25… …31,80 |
276… …301 |
155… …180 |
320… …350 |
200… …230 |
360… …395 |
240… …275 |
3 |
32,00… …50,50 |
334… …339 |
185… …220 |
_ |
— |
— |
— |
4 |
51,00… …80,00 |
412… …514 |
225… …260 |
— |
— |
— |
— |
5 |
8. Толщину dc сердцевины сверла в зависимости от диаметра сверла выбирают в следующих пределах:
D, мм |
0,25…1,25 |
1,5…12,0 |
13,0…80,0 |
dc, мм |
(0,28…0,20)D |
(0,19…0,15)D |
(0,14…0,25)D |
Принимаем толщину сердцевины у переднего конца сверла равной 0,14D. Тогда dc = 0,14D = 0,14 · 23,9 = 3,35 мм. Утолщение сердцевины по направлению к хвостовику 1,4…1,8 мм на 100 мм длины рабочей части сверла. Принимаем это утолщение равным 1,5 мм.
9. Обратная конусность сверла (уменьшение диаметра по направлению к хвостовику) на 100 мм длины рабочей части должна находиться в пределах:
D, мм |
До 6 |
Св. 6 |
Св. 18 |
Обратная конусность, мм |
0,03…0,08 |
0,04…0,10 |
0,05…0,12 |
Принимаем обратную конусность равной 0,08 мм.
10. Ширину ленточки f0 и высоту затылка по спинке K выбираем по табл. 3.10. В соответствии с диаметром D сверла
f0 = 1,6 мм; K = 0,7 мм.
11. Ширина пера В = 0,58D = 0,58 · 23,9 = 13,9 мм.
12. Геометрические элементы профиля фрезы для фрезерования канавки сверла определяют графическим или аналитическим способом. Воспользуемся упрощенным аналитическим методом.
Большой радиус профиля
R0 = CR Cr Cf D,
где
;
;
при отношении толщины сердцевины к диаметру сверла
Сr = 1. Определяем .
При диаметре фрезы Dф = 13 Сф = 1. Следовательно, R0 = 0,493 · 23,9 = 11,75 мм.
Меньший радиус профиля Rk = CkD, где Сk = 0,015 ω0,75 или Сk = 0,015 · 300,75 = 0,191.
Следовательно, Rk = 0,191 · 23,9 = 4,56 мм. Ширина профиля В = R0 + Rk = 11,75 + 4,56 = 16,31 мм.
Таблица 3.10
Рекомендуемые ширина ленточки f0 и высота
затылка по спинке К спиральных сверл, мм
Диаметр сверла D
|
Ширина ленточки f0 |
Высота затылка по спинке К |
|
Диаметр сверла D
|
Ширина ленточки f0 |
Высота затылка по спинке К |
0,55…0,75 |
0,2 |
0,1 |
15…20 |
1,2 |
0,6 |
|
0,8…1,0 |
0,3 |
20…25 |
1,6 |
0,7 |
||
1,1…2,0 |
0,4 |
25…30 |
1,8 |
0,8 |
||
2…5 |
0,6 |
0,15 |
||||
5…8 |
0,7 |
0,2 |
30…35 |
1,8 |
0,9 |
|
35…40 |
2,0 |
|||||
8…10 |
0,8 |
0,3 |
40…45 |
2,3 |
1,0 |
|
10…12 |
0,9 |
0,4 |
45…50 |
2,6 |
1,2 |
|
12…15 |
1,0 |
50…80 |
3,0 |
1,5 |
||
Примечания: 1. Размеры в мм. 2. Сверла диаметром до 0,5 мм изготовляют без ленточек. |
13. По найденным размерам строим профиль канавочной фрезы (рис. 3.4). Устанавливаем основные технические требования и допуски на размеры сверла (по СТ СЭВ 566—77 и ГОСТ 885—77).
Предельные отклонения диаметров сверла (ГОСТ 885—77) D = 23,9 h9(-0,052) мм. Допуск на общую длину и длину рабочей части сверла равен удвоенному допуску по квалитету 14 с симметричным расположением предельных отклонений по ГОСТ 25347—82. Предельные отклонения размеров конуса хвостовика устанавливаются по ГОСТ 2848—75 (степень точности АТ8). Радиальное биение рабочей части сверла относительно оси хвостовика не должно превышать 0,15 мм. Углы 2φ = 118° ± 2°; 2φ0 = . Угол наклона винтовой канавки ω = . Предельные отклонения размеров подточки режущей части сверла +0,5 мм. У рабочей части сверла HRC62…65, у лапки хвостовика сверла HRC 30…45.
Рис. 3.4. Профиль канавочной фрезы
14. Выполняем рабочий чертеж. Рабочий чертеж должен иметь три проекции (винтовые линии при черчении заменяют прямыми линиями). Форма заточки сверла с геометрическими параметрами режущей части, центровое отверстие, а также профиль канавочной фрезы вычерчивают отдельно в большом масштабе. На чертеже также указывают основные технические требования к сверлу.
Задача. Рассчитать и сконструировать спиральное сверло из быстрорежущей стали для сверления под последующую технологическую операцию (табл. 3.11). Форму заточки выбрать самостоятельно. Диаметр сверла выбрать по справочным данным.
Таблица 3.11
Данные к задаче
№ варианта |
Назначение сверления
|
Глубина сверления, мм |
|
№ варианта |
Назначение сверления |
Глубина сверления, мм |
1 |
Под резьбу М16×1,5 |
25 |
6 |
Под резьбу М18×1,5 |
40 |
|
2 |
Под зенкер d = 16 мм |
30 |
7 |
Под зенкер d = 20 мм |
60 |
|
3 |
Под зенкер d = 18 мм |
20 |
8 |
Под зенкер d = 30 мм |
70 |
|
4 |
На проход под заклепку d = 10 мм |
10 |
9 |
На проход под болт М24 |
30 |
|
5 |
Под резьбу М20×1,5 |
25 |
10 |
Под зенкер d = 32 мм |
100 |
|
Примечание. В вариантах № 1…5 материал заготовки — сталь 45ХН, НВ 207; в вариантах № 6…10 — чугун СЧ 35, НВ 243. |
Для сверления под указанную резьбу выбрать следующие диаметры сверл:
-
М16×1,5
dсв = 14,5 мм
М18×1,5
dсв = 16,5 мм
М20×1,5
dсв = 18,5 мм
Для сверления под указанный зенкер выбрать следующие диаметры сверл:
-
Под зенкер d = 16 мм -
dсв = 14,25 мм
Под зенкер d = 18 мм -
dсв = 16,25 мм
Под зенкер d = 20 мм -
dсв = 17,5 мм
Под зенкер d = 30 мм -
dсв = 27,5 мм
Под зенкер d = 32 мм -
dсв = 29 мм
При сверлении на проход под заклепку d = 10 мм выбрать сверло диаметром d = 10,1 мм.
При сверлении на проход под болт М24 выбрать сверло диаметром d = 24,5 мм.