Расчет и конструирование сверл

Литература: 1. Справочник технолога-машиностроителя. Т.2./Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1986,

2. Режимы резания металлов. Справочник./Под ред. Ю.В.Барановского.-М.:Машиностроение,1972.

3. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач по резанию металлов и режущему инструменту. -М.: Машиностроение, 1990,

4. Фельдштейн Е.Э. Режущий инструмент. Курсовое и дипломное проектирование. – Мн.: ДизайнПРО, 2002.

АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ.

1. Исходные данные для проектирования.

2. Определение типа сверла, и основных размеров.

2.1. Материал режущей части сверла. Таблица 2..3 [1, с.115..118].

2.2. Выбор типа сверла [1, с.137..142].

2.3. Выбор основных размеров сверла.

-спиральное с цилиндрическим хвостом. Таблица 41 [1, с.142].

-спиральное с коническим хвостовиком, Таблица 42 [1, с.146].

3. Определение режимов резания.

3.1. Определение подачи So и уточнение Sд по паспорту. Карта С – 3 [2, с.111…115]

3.2. Определение скорости главного движения резания Vp и уточнение по принятому числу оборотов Карта С-4 [2, с.115..123].

4. Определение частоты вращения шпинделя:

5. Корректировка частоты вращения шпинделя по паспорту станка.

6. Уточнение скорости резания по принятой частоте вращения шпинделя.

7. Определение осевой составляющей силы резания. Карта С-5 [2, с.124..126]

8. Определение крутящего момента при сверлении:

-при рассверливании:

Значение См, х, у, q, Таблица 32 [1,с.281].

9. Определение конуса Морзе хвостовика.

! обязательно схема сил рис.49 [3, с.191], действующих на конический хвостовик сверла.

9.1. Определить момент трения между хвостовиком и втулкой с учетом возможных наихудших условий обработки - при работе затупившимся сверлом.

Мкр - определен в П.8.

=0,096 - коэффициент трения стали по стали.

sin =0,02168

--отклонение угла конуса.

- угол конусности хвостовика.

Ро- смотри П.7.

Dcp. - средний диаметр конуса хвостовика

Выбрать по ГОСТ 25557-82 ближайший конус Морзе. Таблица 62 [3, с.189].

9.2. Основные конструктивные размеры.

Параметры принятого конуса Морзе выписать из Таблицы 62 [3, c.189].

Центровое отверстие и его размеры и форма по ГОСТ 14034-74.

10. Определение геометрических и конструктивных размеров сверла. Таблица 43..45 [ 1, с.150].

Выбор формы заточки сверла. Таблица 43 [1, с.151].

Таблица 4 - Выбор геометрических параметров сверла Таблица 6.1 [4, с.193]

Обрабатываемый материал
Стали конструкционные и инструментальные
НВ < 225
HRCэ 38…43
Чугун
Серый НВ < 196
НВ 200..290
НВ 290…400
Ковкий

Задний угол и угол наклона винтовой канавки зависят от диаметра сверла и могут быть найдены, как:

10.1. Другие конструктивные элементы. Таблица 42 [1,с.146].

10.2. Определение шага винтовой канавки

10.3. Определение толщины сердцевины сверла.

Таблица 5 – Определение толщины сердцевины сверла

Диаметр сверла	0,25..1,25	1,5..10	13..80
dc—диаметр сердцевины	(0,08..0,2) D	(0,19..0,15) D	(0,14..0,25) D

У переднего конца сверла толщина сердцевины принимается

dc= 0,14 D

По направлению к хвостику утолщение сердцевины принимается 0,4..1,8 мм на 100мм длины рабочей части сверла. Рисунок 50 (б) [3, с.196].

11. Определение обратной конусности сверла.

-на 100 мм. рабочей части обратная конусность должна составлять:

D	до 6	6..18	18 и выше
обратная конусность	0,03..0,08	0,04..0,1	0,05..0,12

12. Определение ширины ленточки и высоты затылования на «спинке». Таблица 63 [З, с.194].

13. Ширина пера.

14. Геометрические элементы профиля фрезы для фрезерования канавки сверла.

Если , тогда Сф=1.

Если , то Сr=1

Меньший радиус профиля

Rk=Ck D;

где

Rk=0,I91 D

Ширина профиля

B=Ro + Rk

15. По найденным размерам строим профиль канавочной фрезы. Рисунок 49 [3, с.195]
16. Установление основных технических требований и допусков на размеры сверла. Смотри чертеж [3, с.196].

Материал режущей части сверла – быстрорежущая сталь … по ГОСТ 19265-73. Твердость 63..66 НRCэ.
Материал хвостовика - … по ГОСТ…. твердость 42..46 HRCэ.
Допускается сварка трением по ГОСТ 15878-70.
Общие допуски по ГОСТ 30893.1 – 2002: H12; h12;.

17. Выполнение рабочего чертежа сконструированного сверла. [3, с.196..197].

Рабочий чертеж должен иметь 3 проекции, винтовые линии заменить прямыми линиями.

Чертить отдельно в большем масштабе: форму заточки сверла с геометрическими параметрами режущих кромок;

центровое отверстие;

профиль канавочной фрезы.

На рабочем чертеже инструмента указать отклонения: на угол и - ±3⁰;

- ±2⁰;

- ±5⁰;

. КОНСТРУИРОВАНИЕ ЗЕНКЕРОВ.

2. Режимы резания металлов. Справочник./Под ред. Ю.В.Барановского.-М.:Машиностроение,1972.

3. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач по резанию металлов и режущему инструменту. -М.: Машиностроение, 1990,

4. Фельдштейн Е.Э. Режущий инструмент. Курсовое и дипломное проектирование. – Мн.: ДизайнПРО, 2002.

1.Исходные данные для проектирования.

2. Определение типа зенкера для обработки данного отверстия. Таблица 47 [1, с.153],
[3, с.199..201].

3. Определить конструктивные и геометрические параметры рабочей части зенкера.

3.1. Геометрические параметры. Таблица 48[3, с.154..155], [4.с.205].

задний угол рекомендуется принимать 8…10⁰ на режущей части и до 5..6⁰ на направляющей, при этом, большие значения углов соответствуют более высоким скоростям резания [4, с.205];

угол наклона винтовой канавки = 10…30⁰

передний угол γ определим по таблице 6. (Таблица 6.6 [4, с.205])

Таблица 6 – Передние углы зенкеров

Обрабатываемый материал	Инструментальный материал
Быстрорежущая сталь	Твердый сплав
Мягкая сталь	15..20	--
Сталь средней твердости	8..12
Чугун средней твердости	6..8
Твердые сталь и чугун	0..5	- 5

шаг винтовой канавки

главный угол в плане

угол в плане переходной кромки φ₁.

Угол наклона главной режущей кромки λ принимают равным 5..10⁰. для твердосплавных зенкеров рекомендуется λ = 12…15⁰.

обратная конусность на длине пластины из ТС принимаем =0,05 мм.

3.2.Конструктивные параметры, Таблица 47 [1, с.155].

При выборе размеров цельных зенкеров:

-наименьшая длина рабочей части у хвостовых цельных зенкеров:

где lз - глубина зенкерования;

--длина заборной части зенкера:

-длина шейки:

При наличии у обрабатываемой заготовки выступающих частей или при высокой кондукторной втулке длина шейки может быть увеличена.

Длина шейки принимает меньше диаметра зенкера на 0,5-2 мм;

Dш=D-(0,5...2),мм

Размеры конуса хвостовика (Морзе) принимают по ГОСТ 25557-82 и расчет ведут аналогично расчету конуса Морзе для сверла. Таблица 62 [3, с.189].

Крепление зенкеров осуществляют на конической оправке с конусностью 1:30. Общую длину оправки выбирают в зависимости от конкретных условий обработки.

Размер конического отверстия или шпоночного паза для торцовой шпонки выбирают по ГОСТ 9472-83.

3.2.1. Параметры профиля и винтовых канавок зенкера, Таблица 62 [3, с.202].
Конструкция крепления ножей указано в ГОСТ 2568-71. Размеры ножей и клиньев принимают по ГОСТ 16858-71, 6859-71.

Рисунок 2 – Профили поперечного сечения зенкеров.

Таблица 7 – Параметры профиля винтовых канавок зенкера в нормальном сечении

4.Выбор материала режущей части, Таблица 2..3 [1, с.115..118]. Форма пластины по ГОСТ 2209-82, 25400-82, 25324-82. В качестве припоя назначена латунь Л68 по ГОСТ15527-70.

4.1. Выбор материала корпуса зенкера.

Принимаем сталь 40Х ГОСТ 4543-73. Твердость 42..45HRCэ.

5. Для зенкеров, оснащенных твердым сплавом, необходимо определять положение гнезда под пластину.

С целью использования корпусов зенкеров для обработки различных материалов расположение пазов под ножи рассчитывается таким образом, чтобы геометрия режущей части наилучшим образом удовлетворяла условиям обработки. В этом случае оптимальную геометрию обеспечивают заточкой зуба по передней поверхности. Положение паза определяется продольным и поперечным передними углами , и углом врезания пластины .

В этом случае

где γ_п — главный передний угол,

λ — угол наклона главной режущей кромки.

С небольшой погрешностью можно принять = . Чтобы выдержать вычисленные величины углов, необходимо определить смещение паза под пластину относительно оси в торцовом сечении. Рисунок 3.