Исследование и разработка конструкций инструментов для кольцевого сверления

Корпус кольцевого сверла с клиновым креплением полотна (рисунок 4.1) цельный ступенчатый. В нем просверлим 6 сквозных отверстий Ш11 мм, под углом 5о. Это будут посадочные места под конические клинья. Так же просверлим (расточим) глухую канавку под режущую часть шириной 3 мм, глубиной 20 мм.

Корпус кольцевого сверла с твердосплавными стержнями будем конструировать сборным (рисунок 4.2) - это корпус и хвостовой корпус, которые соединяются между собой самотормозящим углом 10о и болтом М20. В хвостовом корпусе, соответственно есть глухое резьбовое отверстие М20Н7 длиной не менее 54,5 мм.

Рисунок 4.1 - Корпус кольцевого сверла с клиновым креплением полотна

Рисунок 4.2 - Корпусы кольцевого сверла с твердосплавными стержнями: а - хвостовой корпус; б - корпус (чашка)

Корпус кольцевого сверла с отверстием для подачи СОЖ разборный (рисунок 4.3) - это так же корпус (чашка) и корпус для кольцевого сверла с отверстием для подачи СОЖ, которые соединяются между собой самотормозящим углом 10о и болтом М16. В хвостовом корпусе, соответственно есть сквозное отверстие Ш 5 мм, для подвода СОЖ в зону резания и резьбовое отверстие большего диаметра на длину 34 мм.

В корпусе предусмотрено сквозное центральное отверстие, предназначенное для подачи воздушного или жидкого охлаждения (также с возможностью прижатия сердцевины), для уменьшения износа инструмента, для облегчения конструкции (жесткость не снижает), может быть использовано для выколотки, как элемент крепления к шпинделю. Для лучшего качества поверхности будем использовать жидкости, обладающие высокими смазывающими свойствами.

Рисунок 4.3 - Корпусы кольцевого сверла с твердосплавными стержнями: а - корпус (чашка); б - корпус для кольцевого сверла с отверстием для подачи СОЖ

На рисунках 4.4 и 4.5 представлены цельные корпуса сверл, в которых необходимо просверлить отверстия для дальнейшего соединения с режущей частью с помощью винтов.

Рисунок 4.4 - Корпус кольцевого сверла с чашкой



Рисунок 4.5 - Корпусы кольцевого сверла с фланцевым креплением полотна

Все размеры выбираем конструктивно. Они зависят от заданных параметров сверления, таких как диаметр, глубина и ширина реза.

С рабочей (режущей) частью корпус соединяем в разных конструкциях по-разному. В конструкции кольцевого сверла с клиновым креплением полотна, с помощью клиньев, в конструкции кольцевого сверла с твердосплавными стержнями и в конструкции с отверстием для подачи СОЖ - цанга, чашка и болт, в конструкции с чашкой - сварка, в конструкции с фланцевым креплением - зажим оправки и обоймы с помощью винтов. Работоспособность хвостовика многократно проверена производственной практикой. Поэтому расчеты хвостовика на прочность и точность позиционирования не производим.

Теперь рассмотрим индивидуальные особенности каждого сверла.

4.2 Проектирование кольцевого сверла с клиновым креплением полотна

Начнем проектирование рабочей части с выбора режущего материала. По теплостойкости подходят все режущие материалы. По прочности нельзя применять минералокерамику и СТМ. Твердый сплав экономически не уместен.

Режущую часть (ножовочное полотно) экономически выгоднее делать из быстрорежущей стали вместо углеродистой или низколегированной инструментальной, удовлетворяющей требованиям теплостойкости, прочности и технологичности. Износостойкость быстрорежущих полотен в десятки раз выше износостойкости полотен из углеродистой стали, в связи с чем, увеличивается их общий срок службы и экономичность, хотя они в несколько раз дороже углеродистых. К тому же сверла из быстрорежущей стали допускают более высокие скорости резания, чем сверла из углеродистой стали. Поэтому окончательно выбираем быстрорежущую сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73. Твердость 64…66 HRC.

Выбор геометрических параметров кольцевого сверла осуществляем с использованием справочной литературы и особенностей разрабатываемого инструмента. Пользуясь этими рекомендациями главный передний угол г=-10ч+10° (принимаем оптимальный угол г=6°); главный задний угол б=5ч10° (принимаем б=6°). Высота зуба составляет 5,6 мм.

Форма рабочих поверхностей оказывает влияние на приведенные затраты через стойкость и технологичность сверла. Поскольку в литературе нет сведений о влиянии формы этих поверхностей на стойкость инструментов, то выбираем их по технологичности: и главная передняя и главная задняя поверхности - плоскости. Оптимальность выбранных значений геометрических параметров можно уточнить лишь экспериментом в конкретных условиях кольцевого сверления. Поэтому оставляем ранее принятыми по рекомендациям справочной литературы.

Стружка, как и у всех многолезвийных инструментов, свободно сходит по передней поверхности, формируется стружечной канавкой и в ней размещается.

Шаг зубьев определяется их числом. Число зубьев зависит от диаметра сверления. При Ш74-80 мм длина режущей части в развертке рассчитывается по формуле (4.1).

 (4.1)

Принимаем l=240 мм. На длине 240 мм разместим 18 зубьев, тогда шаг зубьев составит 240/18=13,33 мм.

Форма режущей части - полотно, свернутое и образующее цилиндрическую поверхность с зубьями и стружечными канавками. Длина рабочей части может быть различной, принимаем 50 мм, так как 20 мм посадочное место в корпусе, 20-40 мм возможная глубина сверления. По мере износа зубья перезатачиваются по наиболее изношенной поверхности, у нас это главная задняя поверхность.

Зубья также можно изготовить с развальцовкой, то есть их кончики чередуются, то вправо, то влево. Чем больше угол наклона зуба, тем меньше будет заклинивать и забивать стружкой режущую часть и тем шире полоса пропила.

Для надежного закрепления режущего полотна с корпусом кольцевого сверла необходимо 6 клиньев. Клинья будем изготавливать из стали 40Х ГОСТ 4543-71. Одна половинка клина имеет цилиндрическую поверхность для большего контакта с корпусом сверла, а вторая половинка - плоскую поверхность - для прижатия режущей части к корпусу. По итогам конструирования получили сверло, изображенное на рисунке 4.6.

Рисунок 4.6 - Кольцевое сверло с клиновым креплением полотна: 1 - клин; 2 - корпус; 3 - режущая часть

Для данной конструкции разработали технические условия:

1.Режущая часть (лезвие) предварительно затачивается в развернутом состоянии, затем сворачивается на вальцах и проходит упрочняющую термическую обработку до HRC 64…66, далее фиксируется коническими клиньями в рабочем положении и затачивается повторно.

2. Радиальное и торцевое биение режущих вершин зубьев относительно оси хвостовика не более 0,02 мм.

3. Зазор между торцами свернутой режущей части не должен превышать шаг зуба.

4. H14, h14±IT14/2.

5. *-размеры для справок.

6.** - размеры варьируются для разных исполнений кольцевого сверла.

Так же оформлена спецификация на сборочный чертеж, приведена в приложении. Технологию изготовления режущей части смотри в разделе 7.

4.3 Проектирование кольцевого сверла с твердосплавными стержнями

Конструкция кольцевого сверла - сборная. Состоит из хвостового корпуса, корпуса, цанги, внутреннего и наружного колец (сепараторов), твердосплавных стержней, чашки, стандартных болта М20 и шайбы.

Хвостовой корпус и корпус соединяются самоторможением, углом 10о. Так же хвостовой корпус закрепляется через болт. Твердосплавные стержни обхватываются с обеих сторон наружным и внутренним кольцами и зажимаются через цангу чашкой. Сила зажима регулируется болтом. Пружинная шайба служит против самоотвинчивания болта. Вылет (глубина резания) твердосплавных стержней может меняться. Размеры корпуса, цанги, чашки, внутреннего и наружного колец назначаются конструктивно, в зависимости от необходимого диаметра сверления. Порядок проектирования хвостового корпуса смотри в разделе 4.1. Хвостовой корпус унифицирован, может использоваться несколько раз на разные диаметры сверления. Сепараторы (внутреннее и наружное кольцо) для инструмента с твердосплавными стержнями рационально изготавливать из материалов с податливыми свойствами для обжима сепараторов цангой, а именно, латуни, Ст3. Материалом для цанги (рисунок 4.7) служит сталь 65Г ГОСТ 14959-79.

Рисунок 4.7 - Цанга

По итогам конструирования получили сверло, изображенное на рисунке 4.8. Конструкция инструмента унифицирована, то есть заменив хвостовой корпус и болт, добавив форсунку, мы получим инструмент, который обеспечит лучшие условия работы, так как особое значение имеет внутреннее охлаждение для инструмента, оснащенного твердым сплавом.

Рисунок 4.8 - Кольцевое сверло с твердосплавными стержнями: 1 - хвостовой корпус; 2 - корпус; 3 - цанга; 4 - наружное кольцо; 5 - внутреннее кольцо; 6 - твердосплавный стержень; 7 - чашка; 8 - болт М20; 9 - Шайба 20

Для данной конструкции также разработаны технические условия:

1. Режущая часть (твердосплавные стержни) затачивается и закрепляется в корпус сверла с помощью цанги, внутреннего и наружного кольца.

2. Радиальное и торцевое биение режущей кромки стержня относительно оси хвостовика 0,02 мм.

3. Количество, форма и диаметр стержней могут меняться с заменой зависящих от этого сменных элементов.

4. Возможна перезаточка стержней в собранном состоянии.

5. HRC 28…32.

6. H14, h14±IT14/2.

7. *-размеры для справок.

Так же оформлена спецификация на сборочный чертеж, приведена в приложении.

4.4 Проектирование кольцевого сверла с отверстием для подачи СОЖ

Конструкция кольцевого сверла - сборная. Состоит из корпуса для кольцевого сверла с отверстием для подачи СОЖ, корпуса, режущего полотна, цанги, чашки, специального болта, форсунки и пружинной шайбы.

Хвостовой корпус и корпус соединяются самоторможением, углом 10о. Режущая часть прижимается к корпусу с помощью цанги. Сила зажима регулируется болтом. Пружинная шайба необходима против самоотвинчивания болта. Вылет (глубина резания) может меняться. Размеры корпуса, цанги и чашки назначаются конструктивно, в зависимости от необходимого диаметра сверления. Порядок проектирования хвостового корпуса смотри в разделе 4.1. Хвостовой корпус унифицирован, может использоваться несколько раз на разные диаметры сверления.

Конструкция инструмента может быть также собрана с хвостовиком и болтом без центрального отверстия, без форсунки.

Плоскофакельная форсунка (рисунок 4.9) предусмотрена для равномерного распределения СОЖ, которая подается по внутреннему каналу сверла, при кольцевом сверлении подача охлаждающей жидкости в зону резания и надежный отвод стружки имеют большое значение. Форсунка изготовлена из стали 40Х ГОСТ 4543-71.

Режущую часть экономически выгоднее делать из быстрорежущей стали. Сверла из быстрорежущей стали допускают более высокие скорости резания, чем сверла из углеродистой стали. Поэтому окончательно выбираем сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73. Твердость 64…66 HRC.

Выбор геометрических параметров режущей части, а именно, форма рабочих поверхностей, режущих кромок и углов, зависит от обрабатываемого и обрабатывающего материалов, от заданной точности обработки, шероховатости обработанной поверхности, требуемых сил и температур резания и тому подобное. При выборе формы рабочих поверхностей предлагаем остановиться на наиболее технологичной - плоскость, так как в литературных источниках нет сведений о влиянии формы передней и задней поверхностей режущей части на стойкость.

Рисунок 4.9 - Плоскофакельная форсунка

Форма режущей части - втулка с режущими зубьями и стружечными канавками. Длина рабочей части может быть различной, принимаем 50 мм, так как 20 мм посадочное место в корпусе, 30 мм глубина сверления. По мере износа зубья перезатачиваются по наиболее изношенной поверхности, у нас это главная задняя поверхность.

Выбор геометрических параметров кольцевого сверла осуществляем с использованием справочной литературы и особенностей разрабатываемого инструмента. Пользуясь этими рекомендациями главный передний угол г=-10ч+10° (принимаем оптимальный угол г=6°); главный задний угол б=5ч10° (принимаем б=6°). Высота зуба составляет 5,6 мм. Мы предлагаем остроконечный трапециевидный зуб, т.к. он является наиболее технологичным. При выборе количества зубьев рекомендуем исходить из того, что для обработки вязких и пластичных материалов необходим крупный зуб.

Стружка, как и у всех многолезвийных инструментов, свободно сходит по передней поверхности, формируется стружечной канавкой и в ней размещается или выводится из зоны резания. Стружечные канавки прямые, как наиболее технологичные, располагаются с 2-х сторон, на наружной поверхности для выведения стружки из зоны резания, на внутренней - для подведения СОЖ к зубьям и выталкивания стружки через наружные канавки. Внутренние канавки расположены поперечно, из-за технологичности. Наружные канавки рациональнее располагать под углом. От угла наклона стружечной канавки зависит направление схода стружки, прочность режущей части, работа и температура резания, плавность работы многолезвийного инструмента и др. Мы для целесообразного направления отвода стружки из зоны резания предлагаем угол щ=45о.

Шаг зубьев определяется их числом. Число зубьев зависит от диаметра сверления. При Ш74-80 мм длина режущей части в развертке составит 240 мм, разместим 18 зубьев.

При проектировании следует обращать внимание на недопущение концентраторов напряжений, особенно в местах перехода одной поверхности в другую. Переходы должны быть плавными, острые внутренние углы не допускаются.

Для того чтобы режущую часть не затирало, предлагаем ее расширить в зоне резания (рисунок 4.10).

При скорости резания 35 м/мин. Температура резания не высокая, она ниже оптимальной по стойкости. Для повышения стойкости сверла особенно важно уменьшить трение на его контактных поверхностях качественной смазкой. Это обеспечивается поливом эмульсией. Она хорошо проникает в зону резания и поэтому смазывает трущиеся поверхности лучше, чем вязкие масляные средства, с трудом проникающие в зону резания из-за наполнения в процессе резания стружечных канавок сверла стружкой. Подвод СОЖ в зону резания возможен через центральное отверстие корпуса и разбрызгивание через форсунку. В качестве СОЖ для обработки заготовок из алюминиевых сплавов примем водную жидкость - Аквол-6, 5 - 20 %-я эмульсия.

Рисунок 4.10- Режущая часть

Цанга представляет собой разрезную укороченную втулку из стали с повышенными упругими свойствами 65Г ГОСТ 14959-79, целью которой является зажим режущей части в корпусе. Размеры чашки, цанги, болта, форсунки и шайбы - конструктивные, зависят от обрабатываемого диаметра. Цанга разрабатывается специальная укороченная, напоминающая разрезную втулку.

По итогам конструирования получили сверло, изображенное на рисунке 4.11.



Рисунок 4.11 - Кольцевое сверло с с отверстием для подачи СОЖ: 1 - корпус для кольцевого сверла с отверстием для подачи СОЖ; 2 - корпус; 3 - режущее полотно; 4 - цанга; 5 - чашка; 6 - болт М16; 7 - форсунка; 8 -Шайба 16

Для данной конструкции также разработаны технические условия:

1. Режущая часть (лезвие) предварительно затачивается, затем проходит упрочняющую термическую обработку до HRC 64…66, далее фиксируется цангой, чашкой конической и болтом в рабочем положении.

2. Радиальное и торцевое биение режущих вершин зубьев относительно оси хвостовика не более 0,02 мм.

3. Возможно изменение диаметра сверления за счет замены режущего полотна, корпуса, чашки и цанги.

5. H14, h14±IT14/2.

6. *-размеры для справок, варьируемые.

Так же оформлена спецификация на сборочный чертеж, приведена в приложении. [13]

4.5 Проектирование кольцевого сверла с чашкой

Сверло сборное, состоит из корпуса, чашки, штифта, специального винта и шайбы. Чашка соединяется с корпусом ручной дуговой сваркой стыковым швом С8 по ГОСТ 5264-80. Штифт необходим один, так как два и более сложно установить по заданным посадкам. Он необходим для передачи вращения от хвостовика к чашке и для соединения чашки с хвостовиком. Размеры штифта определились конструктивно. Специальный винт принимаем М20, для надежного соединения хвостовика и чашки. Чашка может меняться, как по материалу режущей части, так и по диаметру обработки. По итогам конструирования получили сверло, изображенное на рисунке 4.12.

Рисунок 4.12 - Кольцевое сверло с чашкой: 1 - корпус; 2 - чашка; 3 - шип (штифт); 4 - винт М20; 5 - шайба

Для данной конструкции также разработаны технические условия:

1. Режущая часть (лезвие) предварительно затачивается в развернутом состоянии, затем сворачивается на вальцах и проходит упрочняющую термическую обработку до HRC 64...66, далее приваривается к чашке и затачивается повторно.

2. Радиальное и торцевое биение режущих вершин зубьев относительно оси хвостовика не более 0,02.

3. H14, h14±IT14/2.

4. *-размеры для справок.

Так же оформлена спецификация на сборочный чертеж, представленная в приложении.

4.6 Проектирование кольцевого сверла с фланцевым креплением полотна

Сверло сборное, состоит из корпуса с коническим хвостовиком, обоймы, оправки, режущей части и специального винта А. М20-6g 90.68, а также из двух стандартных винтов М6 и М10. Детали собираются механически одна за другой. Все конструкционные размеры принимались согласно техническому заданию, в котором заданы параметры. Основным является D сверления. Режущая часть - полотно либо из углеродистой или низколегированной инструментальной сталей, либо из быстрорежущей стали, с напаянным абразивом с металлической связкой, свернутое и образующее цилиндрическую поверхность. По итогам конструирования получили сверло, изображенное на рисунке 4.14.

Для данной конструкции также разработаны технические условия:

1. К режущей части (лезвию) предварительно припаивается (припой ПОС 40 ГОСТ 21930-76), в развернутом состоянии, абразив с металлической связкой, затем сворачивается на вальцах, сваривается и проходит упрочняющую термическую обработку до HRC 64...66.

2. Радиальное и торцевое биение режущих вершин зубьев относительно оси хвостовика не более 0,02 мм.

3. H14, h14±IT14/2.

4. *-размеры для справок.



Рисунок 4.14 - Кольцевое сверло с фланцевым креплением полотна: 1 - корпус; 2 - обойма; 3 - оправка; 4 - режущая часть; 5 - винт М20; 8 - винт М6; 9 - винт М10

Так же оформлена спецификация на сборочный чертеж сверла, представленная в приложении.

Для дальнейших исследований разработана 3D-модель инструмента для кольцевой обработки с отверстием для подачи СОЖ, с режущей частью из быстрорежущей стали со сложной геометрией и стружечными канавками.

Экономичность кольцевых сверл дополнительно повышаем за счет технологичности, корпус кольцевого сверла унифицирован.

Теперь рассмотрим преимущества инструментов для кольцевой обработки:

1. Меньшая площадь удаляемого материала.

2. Корончатое (кольцевое) сверло имеет больше режущих кромок (от 6 до 20), в то время как цилиндрическое сверло только 2 (две).

3. Возможность сверления отверстий диаметром от 60 до 120 мм и глубиной до 50 мм за один проход.

4. Уменьшенная потребность в мощности, за счет более благоприятных режимов резания.

5. Нет необходимости в центрировании и предварительной рассверловке.

6. Улучшенное качество обрабатываемой поверхности, отсутствие заусенцов.

7. Повышенная жесткость и прочность конструкции.

8. Простота конструкции и обслуживания, многократное использование корпуса.

9. Заточка развернутого плоского полотна и возможность заточки режущей части в корпусе

10. Отверстие для подачи СОЖ или сжатого воздуха в зону резания.

11. Боковые стружечные канавки для отвода стружки и подвода СОЖ в зону резания.

12. Стабильная точность отверстия и высверливания керна (11-14 квалитет).

13. Меньшее сопротивление резанию.

14. Автоматическое выталкивание сердцевины с помощью СОЖ.

15. Возможность сверления внахлест.[14]

С учетом сложных условий работы все элементы конструкции кольцевого сверла должны быть выбраны комплексно. Разнообразие представленных конструкций создает возможность выбора инструмента для конкретных условий эксплуатации. Чертежи и спецификации на разработанные конструкции инструментов для кольцевой обработки представлены в приложении.

5 АНАЛИЗ СИЛ РЕЗАНИЯ, ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ И ТЕМПЕРАТУР, ВИБРОАКТИВНОСТИ ПРИ КОЛЬЦЕВОМ СВЕРЛЕНИИ

Кольцевое сверление - это процесс несвободного резания. При несвободном резании отдельные элементарные объемы срезаемого слоя перемещаются в разных направлениях и поэтому в разных точках зоны резания одни и те же явления совершаются по-разному, с разной степенью интенсивности. Картина состояния материала в зоне резания в одной секущей плоскости не является типичной для всех других секущих плоскостей и не повторяет картины состояния материала в других секущих плоскостях. Резание многолезвийное, так как осуществляется режущим инструментом с несколькими режущими лезвиями. Резание прерывистое, с непостоянным сечением среза, т.к. при глубоком сверлении требуется выход инструмента из зоны резания для выведения стружки, СОЖ.

5.1 Расчет сил резания

При несвободном резании на режущий инструмент действует пространственная система сил. Режущий инструмент находится в контакте с обрабатываемым материалом по трем рабочим поверхностям его режущей части: по передней, главной задней и боковым поверхностям режущей части. Поскольку эти поверхности инструмента расположены под разными углами друг к другу, то и действующие на этих поверхностях нормальные и касательные силы в пространстве располагаются не параллельно друг к другу, не в параллельных, как при свободном резании, плоскостях. Природа сил, естественно, та же, что и при свободном резании, это силы нормального давления и касательные силы трения. При несвободном резании значение радиальной силы удваивается. Равнодействующая всех сил R при несвободном резании необходимо разложить на 3 составляющие: главную силу резания Рz, радиальную силу Py и осевую силу Рx (рисунок 5.1). Расчет прочности и жесткости режущей части инструмента производят по силе Pz. Силы Рz создают крутящий момент Мкр, который преодолевается шпинделем станка. Силы Рy действуют по радиусам. Силу Ру принимают за основу при определении прогиба детали, прочности и жесткости отдельных деталей станка, а прочность и жесткость механизма подачи станка рассчитывают по силе Рх или Ро. Ро - осевая сила или сила подачи. Сила резания измеряется в ньютонах и является решающим фактором сверления. Это сила, которая действует на кольцевое сверло со стороны материала в осевом направлении Для кольцевого сверла глубина резания равна ширине прорезаемой канавки. Подача при данном виде сверлении принимается как подача на зуб. Так же при кольцевом резании образуются силы трения Т1 и Т2.

Рисунок 5.1 - Силы резания

Рассчитаем силы резания при обработке кольцевым сверлом ш80мм из быстрорежущей стали Р6М5 ГОСТ 19265-73. Расчет величины составляющих силы резания производим по эмпирическим формулам с использованием данных справочной литературы [16].

(5.1)

(5.2)

(5.3)

где - коэффициенты, зависящие от свойств обрабатываемого материала;

- глубина резания, мм;

- подача, мм/об;

- показатели степени;

- твердость по Бриннелю, кгс/мм2,

- поправочные коэффициенты, находится по формуле (5.4).

(5.4)

где - коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала; - коэффициент, учитывающий влияние переднего угла;

- коэффициент, учитывающий влияние допустимого износа.

Расчет главной силы резания на один зуб произведем по формуле

Для расчета берем данные из справочной литературы. При расчете рассматриваем наиболее оптимальную в использовании конструкцию инструмента для кольцевой обработки, которая имеет 18 зубьев. Тогда, суммарная сила резания составит:

Крутящий момент представляет собой сумму моментов на каждой режущей кромке кольцевого сверла от действия тангенциальной составляющей силы резания на плече, где плечо равно радиусу и находится по формуле (5.5).

 (5.5)

Произведем расчет суммарной радиальной силы резания по формуле (5.6), действующей на режущую часть (из 18 зубьев) с двух сторон.

(5.6)

Суммарную осевую силу рассчитаем по формуле (5.7).

(5.7)

Тогда силу резания R найдем по формуле (5.8).

(5.8)

Проведя динамический анализ, мы установили различные силы, которые влияют на процесс резания кольцевым инструментом. Исходя из этого, выполним исследование напряженно-деформированного состояния на модели инструмента для кольцевой обработки, для получения информации о напряжениях, перемещениях и деформациях, возникающих в режущей части в процессе работы сверла, позволяющей установить работоспособность кольцевого сверла. Для автоматизированного исследования напряженно-деформированного состояния элемента сверла использовалась программа «Solid Works Simulation». Ниже представлен статический расчет детали.

Произведем расчет режущей части инструмента для кольцевой обработки. Мы имеем твердое тело со свойствами: Объем 2,69285e-005 m3, плотность 8200 kg/m3. Задаем тип анализа - статический, тип сетки - сетка на твердом теле, включить тепловые нагрузки, тепловой эффект, трение.

Так же необходимо указать материал исследуемой модели - Р6М5 ГОСТ 19265-73. Предел текучести 6,85e+008 N/m2. Предел прочности при растяжении 8,35e+008 N/m2.

Модель закреплена и к ней приложены силы резания Pz=624,59Н и Px=703,85Н. Силы Ру действуют по радиусам и взаимно уничтожаются, конструкция инструмента разработана таким образом, чтобы радиальная сила была минимальной. В таблицах 5.1, 5.2, 5.3 представлены результаты исследований режущей части на деформации, напряжения и перемещения, соответственно.

Таблица 5.1 - Результаты исследований на деформации

Имя, тип	Минимум	Максимум
Эквивалентная деформация	2,93418e-005 Элемент: 9076	0,00049982 Элемент: 5078

Таблица 5.2 - Результаты исследований на напряжения

Имя, тип	Минимум	Максимум
Напряжение Von Mises	6,23035 N/mm^2 (Mpa) Узел: 25607	166,086 N/mm^2 (Mpa) Узел: 144

Таблица 5.3 - Результаты исследований на перемещения

Имя, тип	Минимум	Максимум
URES: Результирующее перемещение	0 mm Узел: 181	0,025302 mm Узел: 2359

Как видно из результатов расчета, предельные напряжения не превышают предела текучести (685 МПа) для данного материала. Это указывает на низкую вероятность поломки инструмента. Также видно, что наибольшие напряжения возникают в самом тонком сечении режущей части. Это означает, что в тех местах будет происходить наибольший износ материала. Плюс в том, что эта часть не является режущей.

Из результатов расчета на деформации видно, что быстрорежущая сталь имеет повышенное сопротивление пластической деформации, так как имеет высокую твердость. Максимальное перемещение составляет 0,025 мм, что допустимо.

5.2 Расчет тепловых потоков и температур

Основными объектами изучения тепловых процессов при кольцевой обработке являются: количество выделяемой при резании теплоты и её распределение между инструментом, деталью и стружкой. Тепло, возникающее в процессе резания, влияет на качество обработанной поверхности, стойкость инструмента и износ. Таким образом, снижается и производительность обработки. Так же изменяется температура заготовки. Поэтому необходимо провести теплофизический анализ процесса кольцевого сверления, т.к. он имеет большое значение для усовершенствования кольцевой обработки, повышения производительности, обеспечения качества обработанной поверхности. Начнем теплофизический анализ с исследования теплообмена при обработке режущим клином, так как он является одним из основных элементов инструмента. [17]

Количество выделяемой теплоты можно описать выражением (5.9).

(5.9)

где - теплота деформации, образующаяся на плоскости сдвига, Дж/мин;

- теплота трения, образующаяся на передней поверхности режущего инструмента в пределах контакта между стружкой и инструментом, Дж/мин;

- теплота трения на задней поверхности режущего инструмента в пределах площадки контакта шириной между задней поверхностью и поверхностью резания, Дж/мин. В процессе кольцевой обработки важную роль играют тепловые явления, определяющие температуру в зоне резания, которая оказывает прямое воздействие на силы резания, шероховатость обрабатываемой поверхности, усадку и характер образования стружки. При повышенных температурах в зоне резания увеличивается вероятность затупления инструмента и, таким образом, снижается период его стойкости.

(5.10)

где - суммарная сила резания, действующая в направлении скорости резания, Н;

- скорость резания, м/мин.

Для успешного исследования процесса резания важно знать количество теплоты и ее распределение, т.е. степень концентрации теплоты в различных участках детали, стружки и кольцевого сверла. Если бы вся образующаяся теплота быстро и равномерно распределялась по всему объему изделия и инструмента, она быстро отводилась бы в пространство, не причиняя им вреда. В действительности процесс протекает иначе: большое количество теплоты концентрируется в определенных зонах, сильно повышая их температуру. Здесь неизбежны потеря режущей части твердости и затупление и даже возможно изменение структуры тончайшего слоя обработанной поверхности, если не будут приняты соответствующие меры.

На рисунке (5.5) представлена схема движения тепловых потоков. Доля теплоты деформации уходящей в деталь показана под цифрой 1. Под цифрой 2 - доля теплоты деформации уходящей в стружку, 3 - количество теплоты, возникающей в результате трения между стружкой и передней поверхностью инструмента, 4 - итоговый поток теплоты, возникающей в результате теплообмена на площадке контакта надрезцовой стороны стружки с передней поверхностью инструмента, 5 - итоговый поток теплоты, возникающий в результате теплообмена на площадке контакта поверхности резания с задней поверхностью инструмента, 6 - количество теплоты, возникающей в результате трения между деталью и задней поверхностью инструмента.

Чтобы облегчить работу инструмента и повысить качество обработанной поверхности, предлагаем регулировать поток теплоты воздействием на процесс резания в благоприятную сторону с помощью охлаждения.

На основе теоретического и экспериментального (автоматизированный термический анализ) исследований процесса теплообразования можно выявить законы изменения температуры резания (на поверхности контакта стружки с передней гранью инструмента), а также температуры режущего инструмента и обрабатываемой детали в зависимости от различных факторов.



Рисунок 5.2 - Схема движения тепловых потоков

Выделение теплоты в процессе резания объясняется тем, что в теплоту преобразуется механическая работа, затраченная на срезание стружки. Практически в теплоту переходит вся работа резания (99,5%), т.е. составим уравнение баланса тепловой и механической энергии (5.11).

(5.11)

где количество теплоты, переходящее соответственно в стружку, инструмент, деталь и окружающую среду, Дж/мин.

При кольцевом резании с подачей охлаждающей жидкости в окружающую среду уходит количество тепла 15-20%, в стружку уходит 50-60%, в инструмент - 2% (так как быстрорежущая сталь обладает хорошей теплопроводностью), в деталь 20-30%. Рассчитаем тепловые потоки и температуры методом источников теплоты. Расчет энергии, выделяемой источником теплоты трения , представлен в формуле (5.12).

(5.12)

где соответственно главная и нормальная силы резания, Н;

сила трения и нормальная сила, действующие на площадке контакта задней поверхности инструмента с деталью, Н;

передний угол, град;

скорость резания, м/мин;

коэффициент укорочения стружки.

На площадке контакта задней поверхности кольцевого сверла с поверхностью резания силы возникают в результате упругопластического взаимодействия, расчет количества теплоты представлен в формуле (5.13).

(5.13)

Теплоту деформации определим по формуле (5.14) как разность между общим количеством теплоты и значениями .

(5.14)

Экспериментально измерить температуру в зоне резания не представляется возможным из-за отсутствия кольцевого сверла. Поэтому произведем автоматизированное исследование температур, термического анализа режущей части кольцевого сверла с использованием программы «Solid Works Simulation».

Модель режущей части закреплена и к ней приложена тепловая мощность (поток) 21860,65 Дж/мин (на всю режущую часть). Теплопроводность материала - 50 В/мК. Удельная теплоемкость 460 Дж. Коэффициент конвективной теплопередачи составляет 100 Вт/м2K, так как в качестве охлаждения будем использовать принудительную конвекцию (СОЖ, эмульсию), для которой коэффициент можно принимать от 60 до 1800 Вт/м2K. Массовая температура окружающей среды равна 300К. В таблице 5.4 представлены результаты исследований, температурный расчет детали.

Таблица 5.4 - Термические результаты исследований

Имя, тип	Минимум	Максимум
Термический, температура	365,892 Kelvin Узел: 208	737,022 Kelvin Узел: 2351

Из результатов расчета видно, что наиболее высокая температура - это температура резания - наблюдается в стружке в зоне контакта ее с передней поверхностью инструмента, так как здесь концентрируется наибольшее количество теплоты. Максимальная температура составила 737,022 К, что вполне удовлетворительно. Оптимальный режим резания можно обеспечить, поддерживая на постоянном уровне температуру в зоне резания для соответствующей пары материалов инструмент-заготовка.

5.3 Расчет виброактивности

В процессе кольцевого сверления возникают вибрации, появляются колебания детали, оборудования и инструмента разной частоты. Вибрациями называются интенсивные периодичные колебания, возникающие при обработке металлов резанием. Основными причинами вибраций являются: изменение сил резания в процессе обработки, внешние толчки и сотрясения, неуравновешенность вращающихся частей технологической системы.

При вибрациях происходят значительные перемещения кольцевого сверла по нормали к обрабатываемой поверхности. В результате формируется существенная погрешность геометрической формы и волнистость обработанной поверхности, и шероховатость резко увеличивается. Вибрации значительно снижают стойкость инструмента, ведут к его поломке, а также вызывают усиленный износ станка. При возникновении вибраций необходимо ограничивать режимы обработки, что приведет к снижению производительности. Вибрации при обработке металлов резанием несут в себе элементы 3-х разновидностей колебаний: свободные (собственные), вынужденные, автоколебания.

Для автоматизированного исследования колебаний режущей части сверла использовалась программа «Solid Works Simulation». Произведем расчет колебаний режущей части инструмента для кольцевой обработки, модель режущей части закреплена. Результаты исследований представлены в таблице 5.5. Частоты заданы как для высокоскоростного резания, для того, чтобы увидеть граничные значения перемещений при вибрациях.

Таблица 5.5- Результаты исследований колебаний

Имя, тип	Минимум	Максимум
URES: Результирующее перемещение Эпюра - для формы колебаний: 1(Значение = 4683,18 Hz)	0 mm Узел: 163	628,07 mm Узел: 2295
URES: Результирующее перемещение Эпюра - для формы колебаний: 2(Значение = 4683,7 Hz)	0 mm Узел: 163	588,31 mm Узел: 2311
URES: Результирующее перемещение Эпюра - для формы колебаний: 3(Значение = 5699,08 Hz)	0 mm Узел: 163	675,88 mm Узел: 2302
URES: Результирующее перемещение Эпюра - для формы колебаний: 4(Значение = 5699,72 Hz)	0 mm Узел: 163	681,24 mm Узел: 2295
URES: Результирующее перемещение Эпюра - для формы колебаний: 5(Значение = 5859,45 Hz)	0 mm Узел: 163	607,44 mm Узел: 2344

Все задаваемые и полученные параметры сведены в таблицу 5.6.

Таблица 5.6 - Список режимов

Количество частот	Рад/сек	Герц	Секунды
1	29425	4683,2	0,00021353
2	29429	4683,7	0,00021351
3	35808	5699,1	0,00017547
4	35812	5699,7	0,00017545
5	36816	5859,4	0,00017066

В таблицу 5.7 сведены полученные перемещения по трем направлениям. Все перемещения вполне удовлетворительны.

Таблица 5.7 - Массовое участие (нормализовано)

Номер режима	Частота (Герц)	Направление X	Направление Y	Направление Z
1	4683,2	8,3777e-011	1,2127e-010	2,447e-009
2	4683,7	3,1328e-010	5,1332e-010	1,0768e-009
3	5699,1	2,8168e-013	3,2444e-010	1,5842e-009
4	5699,7	7,1628e-011	2,0675e-009	5,1095e-010
5	5859,4	1,793e-012	1,5252e-008	5,7787e-009
		Сумма X = 4,7076e-010	Сумма Y = 1,8279e-008	Сумма Z = 1,1398e-008

Мы предлагаем использовать инструмент для кольцевой обработки из быстрорежущей стали с отверстием для подачи СОЖ со скоростью резания 35 м/мин. При такой скорости вибрации будут минимальны и не приведут к снижению стойкости инструмента.

Так же для исключения возможности появления вибраций на этапе проектирования правильно подобрана геометрия инструмента, технологические режимы, СОЖ, схема резания и ТО материала заготовки.

На рисунке 5.4 представлены зависимости, показывающие геометрические и инерционные колебания инструмента, геометрические колебание и динамические биения шпинделя, а так же биения от неуравновешенно силы резания при кольцевом сверлении, за определенный период времени.



Рисунок 5.4 - Обертон колебаний при кольцевом сверлении

Одним из факторов, определяющих при кольцевом сверлении точность обработки отверстий, является неуравновешенная радиальная сила резания Ру, показанная на рисунке 5.9.

Амплитуда колебаний рассчитывается по формуле (5.15).

(5.15)

Рисунок 5.5 - Неуравновешенная сила резания: f - амплитуда колебаний; S - подача; V - скорость резания

Рассчитаем неуравновешенную силу Ру на зуб по формуле (5.16).

(5.16)

где коэффициент, для главного угла в плане ц=90о ;

коэффициент, из-за отсутствия экспериментальных данных принимаем равным 1400 Н/мм2;

сечение срезаемого слоя неуравновешенных сил, мм2;

коэффициент, из-за отсутствия экспериментальных данных принимаем равным 0,7;

коэффициент, зависящий от сдвиговой деформации.

Обратное отжатие, величина противоположна f, находится по формуле (5.17).

(5.17)

где жесткость инструмента, Н/мм.

Инструмент для кольцевой обработки, из-за тонкостенной режущей части, является не достаточно жестким в направлении силы Ру, благодаря чему он является податливым: инструмент компенсирует часть геометрического и динамического биения, т.е. является самоустанавливающимся.

6. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОЛЬЦЕВЫХ СВЕРЛ

Разработка методики предварительной оценки заключается в изучении факторов, влияющих на конструкторско-технологическую эффективность (КТЭ) кольцевых сверл. С помощью разработанной методики появится возможность выбора определенных геометрических параметров режущей части для определенных условий работы инструмента, а именно, выбор оптимального диаметра сверления, ширины реза и вылета.

При разработке методики рассматриваем инструмент для кольцевой обработки с отверстием для подачи СОЖ, представленный в приложении.

Существует множество факторов, влияющих на обработку. Всех их можно оценивать с точки зрения: элементов и геометрических параметров конструкции, технологии изготовления, эксплуатации и экономики.

К факторам, влияющим на эффективность инструмента для кольцевой обработки отнесем конструкторские геометрические параметры, а именно диаметр D, глубина сверления H, ширина реза b. Если необходимо, чтобы инструмент обеспечивал жесткость, точность и производительность конструкции, то должно быть некоторое соотношение геометрических размеров, т.е. при больших диаметрах и глубинах ширина не должна быть маленькой или при маленьком диаметре не должна быть большая ширина реза и так далее. Это подтверждается расчетом. Для этого спроектировали 3D-модели и рассчитали силы резания при диаметрах кольцевого сверла 40 мм, 60 мм, 80 мм и 100 мм. Для автоматизированного исследования напряжений, перемещений и деформаций режущей части сверла использовалась программа «Solid Works Simulation». Изменяли при расчете диаметр сверления и, соответственно, количество зубьев режущей части. Все остальные параметры оставляли неизменными. Полученные результаты сведены в таблицу 6.1. При неизменной ширине реза и изменении диаметра значения меняются: при малых диаметрах они низкие - будет низкая производительность, при больших диаметрах - высокие, инструмент быстро придет в негодность.

Таблица 6.1 - Напряжение, перемещения и деформации при различных диаметрах режущей части

Dсверла, мм	Силы резания, Н (на 1 зуб при b=t=4мм, S=0,1мм/об)	Напряжения, Н/мм2	Перемещения, мм	Деформации, мм
40	Pz=34,70 Рх=39,10	Min 2,44269 Max 140,193	Min 0 Max 0,0131498	Min 2,70514e-005 Max 0,000473877
60		Min 5,10898 Max 174,992	Min 0 Max 0,0155015	Min 4,28586e-005 Max 0,000513413
80		Min 6,23035 Max 166,086	Min 0 Max 0,025302	Min 2,93418e-005 Max 0,00049982
100		Min 5,39369 Max 262,423	Min 0 Max 0,026197	Min 3,33422e-005 Max 0,000870307

Видим, что с увеличением диаметра минимальные напряжения сначала растут, далее начинают снижаться. Максимальные напряжения растут, поэтому при диаметрах более 100 мм необходимо увеличить ширину реза и другие параметры, иначе инструмент будет неработоспособным. Перемещения с увеличением диаметра растут. Деформации же, сначала растут, затем скачок вниз и снова вверх. Как видно из таблицы 6.1, оптимальные, не превышающие допустимые значения получились для Ш80 мм, так как параметры (t, S, геометрические параметры режущего зуба, обрабатываемый и обрабатывающий материал), которые являлись неизменными, были подобраны именно на этот диаметр. В разделе методика проектирования инструмента приведена таблица 3.2 с рекомендуемыми параметрами режущей части.

К конструкторским факторам так же относится материал режущей части, количество режущих зубьев, элементы геометрии, жесткость и прочность конструкции и отдельных элементов.

К технологическим факторам необходимо отнести - технологичность кольцевого сверла (корпуса, режущей части), трудоемкость, сложность и точность его изготовления.

К эксплуатационным отнесем такие факторы, как производительность, обрабатываемый материал, режимы резания, охлаждение, прочность, жесткость, износо- и теплостойкость, виброустойчивость, долговечность и надежность.

Экономические показатели - доступность и стоимость материала, затраты на проектирование и изготовление, расход обрабатываемого материала, время на обработку.

Почти по всем этим факторам разработана система оценки по десятибалльной шкале. Экономические факторы оценить с точки зрения изменения конструктивных параметров не возможно, как в прочем и некоторые конструкторские. А именно, чем больше диаметр или глубина, тем больше ширина реза, тем больше будет стоимость обрабатывающего материала, большее время на обработку, возможно, потребуется изменить материал режущей части и количество зубьев и так далее. Таким образом, КТЭ оценивается средним баллом при комплексном использовании факторов из разных групп. [18]

С использованием данных литературных источников, опыта и с учетом рекомендаций, изложенных в разделе, посвященном методике проектирования кольцевых сверл сведем в таблицу 6.2 зависимости ожидаемых жесткости конструкции, точности изготовления, производительности и других параметров от диаметра режущей части. По этой таблице предварительно можно оценить возможности определенной конструкции.

Таблица 6.2 - Ожидаемая КТЭ при различных диаметрах сверла

d,мм	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120	130
Ожидаемая жесткость	5	5	6	7	8	8	8	7	7	6	6	5
Ожидаемая надежность, долговечность	5	5	6	7	7	7	7	7	7	6	5	5
Ожидаемая точность изготовления	5	6	6	7	8	8	8	7	6	5	5	4
Ожидаемая производительность	5	5	6	6	8	8	8	8	7	6	6	5
Износои теплостойкость	4	5	5	6	7	8	8	8	7	7	6	6
Виброустойчивость	4	5	5	6	7	8	8	8	7	7	6	6
Формирование и отвод стружки	-	-	-	7	8	8	8	8	8	7	7	7
Охлаждение инструмента	-	-	-	7	8	8	8	8	7	7	7	6
Напряжения, деформации, перемещения	5	5	6	6	7	7	7	7	7	6	6	6
Геометрия режущей части	-	7	7	8	8	8	8	8	8	7	7	6

Из графика, представленного на рисунке 6.1 видно, что оптимальными диаметрами разработанного инструмента являются Ш60чШ90 мм. В пределах этих диаметров инструмент отвечает лучшим условиям работы, дает лучшую точность, стойкость и производительность.

Рисунок 6.1 - Зависимость конструкторско-технологической эффективности от диаметра сверла

Жесткость кольцевого сверла зависит в большей степени от жесткости режущей части, которая зависит от соотношения диаметра и ширины реза, от глубины стружечных канавок. Чем большую жесткость имеет инструмент, тем точнее будет обработка. Также точность изготовления зависит от заданных припусков на обработку.

Формирование и отвод стружки, а также охлаждение инструмента зависят от диаметра сверла, от возможности профрезеровать стружечные канавки на режущей части и от их размеров. На маленьких диаметрах с малой шириной реза изготовить стружечные канавки не возможно. На больших диаметрах, с большей шириной реза будет образовываться больше стружки, которую необходимо выводить из зоны резания.

Количество режущих зубьев растет с ростом диаметра рабочей части, таким образом, растут силы резания, напряжения. Чтобы избежать достижения предельных значений, необходимо изменить геометрию режущей части, увеличить шаг и высоту зуба.

7. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАБОЧЕЙ ЧАСТИ КОЛЬЦЕВЫХ СВЕРЛ

Спроектировать оптимальный по приведенным затратам режущий инструмент - это не значит, что такой инструмент будем иметь в натуре. Его необходимо еще и качественно изготовить, только тогда инструмент может проявить свою оптимальность в условиях эксплуатации. Неправильная эксплуатация сведет на нет все положительное, что заложено в инструменте при его проектировании и изготовлении, и инструмент может оказаться вообще неработоспособным. Для этого, прежде всего, и необходимо разработать качественный технологический процесс и выдержать его параметры при изготовлении инструмента. При разработке технологического процесса необходимо найти оптимальный вариант перехода от заготовки к готовой продукции, отвечающей всем требованиям её служебного назначения. Этот вариант должен обеспечивать минимум затрат труда на изготовление кольцевого сверла, то есть обеспечить наиболее низкую себестоимость изготовления инструмента для кольцевого сверления. Задача эта достаточно сложная, ее решение удобно вести в определенном порядке. Для этого необходимо иметь следующие данные и материалы:

1) техническое задание на проектирование технологического процесса, а именно: рабочий чертеж инструмента; технические условия, дополнительно характеризующие качество инструмента; количество инструментов, то есть программу выпуска; наличие производственной площади; состав оборудования и его наличие;

2) справочную литературу, руководящие материалы и тому подобное.

Как видно, исходные данные, необходимые для разработки технологии изготовления кольцевого сверла, такие же, как и для разработки технологии изготовления других деталей, так как режущий инструмент - это тоже деталь. Поэтому технология изготовления инструмента основывается на общих принципах технологии машиностроения. Но наряду с этим в производстве инструмента имеются свои особенности, связанные с применением дорогостоящих инструментальных материалов и сплавов (режущих материалов), с обработкой заготовок большой твердости и прочности, с высокими требованиями к точности размеров, качеству их поверхностей и формы кольцевых сверл, к свойствам инструмента.

Для того, чтобы изготовить качественную деталь необходимо выполнить два условия:

1. Разрабатываемый технологический процесс должен обеспечивать изготовление детали с необходимой точностью размеров, формы, расположения поверхностей и качеством поверхностного слоя. Только в этом случае деталь будет обладать необходимыми эксплуатационными свойствами, что позволит ей выполнять свое прямое назначение.

2. Для того чтобы деталь могла выполнить свое назначение в станке, она должна быть получена в строгом соответствии с технологическим процессом ее изготовления.

В связи с выше изложенным, рассмотрим последовательность разработки технологии изготовления режущей части инструмента:

1. Анализ исходной информации.

2. Выбор метода изготовления и формы заготовки.

3. Выбор типа производства и формы организации технологического процесса.

4. Определение последовательности и содержания технологических операций.

5. Расчет припусков на механическую обработку.

6. Выбор средств технологического оснащения, оборудования, режущих инструментов, инструментальных и станочных приспособлений, средств измерения и контроля размеров.

7. Расчет режимов резания.

8. Расчет основного времени на обработку.

Чертеж режущей части представлен на рисунке 7.1. Технологию изготовления режущей части, изготовленной из быстрорежущей стали Р6М5 ГОСТ 19265-73, содержание операции, используемое оборудование и инструмент сведем в таблицу 7.1.

Рисунок 7.1 - Чертеж режущей части

Таблица 7.1 - Технология изготовления режущей части

Обозначение операции	Содержание операции	Оборудование	Инструмент
1	2	3	4
1.Плоско-шлифовальная	Шлифовать внутреннюю и наружную поверхности	Плоско-шлифовальный станок 3Г71	Шлифовальный круг формы ПП 250х25х75 24А 16 Ст2.6…7 КБ ГОСТ 2424-89
2.Вертикально-фрезерная	Фрезеровать торцевые поверхности	Вертикально-фрезерный станок 6Т12	Торцевая фреза 2020-003 ГОСТ 24359-80, Т5К10
3.Универсально-фрезерная	Фрезерование зубьев	Универсально-фрезерный станок с поворотом головки 6Р80Ш
4.Горзонтально-фрезерная	Фрезеровать наружные боковые стружечные канавки		Фасонная дисковая фреза 2500-1026 ГОСТ 28281-89
5.Горизонтально-фрезерная	Фрезеровать внутренние стружечные канавки
6.Слесарная, маркировка	Доводка и маркировка	Слесарный стол	Керно, молоток с деревянной ручкой Ц5 Хр ГОСТ 2310-77
7.Гибочная	Гибка на вальцах	Трехвалковая вальцовочная машина SAHINLER RM 1270х90
8.Термическая	Отжиг+ступенчатая закалка+отпуск	Электрическая нагревательная печь
9.Заточная	Заточка по главной передней поверхности по наружним зубьям	Станок для заточки корончатых сверл и фрез BKS Kaindl (приспособление-3-х поворотные тиски+делительная головка )	Тарельчатый шлифовальный круг 2725-0044 ГОСТ 16176-82
10.Заточная	Заточка по главной задней поверхности		Шлифовальный круг формы ПП 125х6х32 24А 16 Ст2.6…7 КБ ГОСТ 2424-89
11.Контрольная	Контроль детали по эскизу на соответствие стандартам	Контрольный стол	Штангенциркуль типа ШЦ-П-200-0,05 ГОСТ 166-88

Режимы резания и основное время при универсально-фрезерной операции (фрезерование зубьев) приведены в таблице 7.2. Схема наладки представлена на рисунке 7.2.

Таблица 7.2 - Режимы резания

Оборудование	Наименование перехода	Инструмент	So, мм/об	Sz, мм/зуб	n, мин	V, м/с	To, мин	i
Универсально-фрезерный станок 6Р80Ш	Фрезерование зубьев пакетом	Фасонная дисковая фреза 2500-1026	0,32	0,02	125	40	4,2	2

Рисунок 7.2 - Фрезерование зубьев

Режимы резания и основное время при горизонтально-фрезерной операции (фрезеровать наружные боковые стружечные канавки) приведены в таблице 7.3. Схема наладки представлена на рисунке 7.3.

Таблица 7.3 - Режимы резания

Оборудование	Наименование перехода	Инструмент	Z, мм	So, мм/об	Sz, мм/зуб	n, мин	V, м/с	To, мин	i
Универсально-фрезерный станок 6Р80Ш	Фрезеровать наружные боковые стружечные канавки	Фасонная дисковая фреза 2500-1026	0,2	0,32	0,02	125	40	0,52	2

Рисунок 7.3 - Фрезерование наружних стружечных канавок

Режимы резания и основное время при заточной операции (заточка по главной передней поверхности) приведены в таблице 7.4. Схема наладки представлена на рисунке. 7.4

Рисунок 7.4 - Заточка по главной передней поверхности

Таблица 7.4 - Режимы резания

Оборудование	Наименование перехода	Инструмент	Z, мм	S, мм/мин	V, м/с	To, мин	i
Станок для заточки корончатых сверл и фрез BKS Kaindl

Подобные документы

• Разработка и анализ конструкции инструмента для кольцевого сверления

  Анализ конструкции регулируемого двухрезцового инструмента для кольцевого резания. Проектирование крепления траверс к корпусу. Автоматизированное исследование напряженно-деформированного состояния. Разработка маршрута обработки изготовления детали.
  
  дипломная работа [3,5 M], добавлен 12.08.2017
  

• Пути и методы повышения эффективности процесса сверления глубоких отверстий

  Технологические основы процесса сверления отверстий. Типы станков и их основные узлы. Влияние материала и геометрических элементов сверла. Изменение геометрических параметров режущей части сверл. Основные режимы финишных операций изготовления сверл.
  
  дипломная работа [1,7 M], добавлен 30.09.2011
  

• Расчет сверл

  Расчет глубины резания на рассверливаемое отверстие, рекомендованного переднего угла для обработки стали по формуле Ларина. Средний диаметр режущей кромки. Расчет хвостовика осевого инструмента. Напряжение режущей части инструмента. Расчет длины сверла.
  
  практическая работа [37,8 K], добавлен 22.05.2012
  

• Скорость резания при точении, сверлении, нарезании резьбы, фрезеровании и протягивании

  Методика расчета скорости резания при обтачивании и растачивании резцами из твердых сплавов, при нарезании резьбы метчиком, поправочные коэффициенты. Допустимая скорость резания при сверлении, ее повышение за счет улучшения геометрии режущей части.
  
  презентация [432,5 K], добавлен 29.09.2013
  

• Расчет спирального сверла из быстрорежущей стали

  Геометрические параметры режущей части сверла. Расчет режимов резания. Выбор размеров конического хвостовика. Расчет среднего диаметра хвостовика, профиля фрезы для фрезерования винтовых канавок. Эксплуатационные параметры. Эффективная мощность резания.
  
  практическая работа [55,1 K], добавлен 22.05.2012
  

• Инструментальный блок, состоящий из сверлильного патрона и перового сверла

  Геометрические параметры режущей части сверла, требования к ее производительности и техническим характеристикам. Режимы резания, принципы работы и устройство инструмента. Расчет прочности державки. Точность позиционирования и податливость блока.
  
  контрольная работа [40,7 K], добавлен 13.04.2015
  

• Станок для сверления отверстий

  Разработка станка для сверления отверстий в корешковой части книжного блока печатной продукции. Анализ существующего оборудования для сверления отверстий, его недостатки. Разработка технологической схемы станка и конструкции сверлильной головки.
  
  дипломная работа [5,3 M], добавлен 29.07.2010
  

• Автоматизация конструкторско-технологической подготовки производства маслостанции мобильной буровой установки

  Основы систем автоматизированного проектирования машиностроительных конструкций. Проектирование технологической операции на станке с разработкой управляющей программы. Разработка разнесенной сборки. Разработка посадочного технологического процесса детали.
  
  дипломная работа [1,8 M], добавлен 27.10.2017
  

• Исследование конструкций спиральных сверл

  Исследование геометрических параметров и элементов спирального сверла. Особенности метода подточки по передней поверхности сверла вдоль всей длины режущих кромок. Измерение конструктивных элементов резца и вычисление углов в различных точках лезвия.
  
  лабораторная работа [147,1 K], добавлен 12.10.2013
  

• Металлорежущие инструменты

  Сверление сквозных и глухих отверстий. Брак при сверлении и мероприятия для его предупреждения. Точность обработки при сверлении. Выбор режущих элементов. Имитационное моделирование обработки детали. Расчет основных тепловых потоков и температур.
  
  дипломная работа [2,2 M], добавлен 27.10.2017
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам