Лабораторная работа № 6
Расчёт режимов резания при сверлении
Цель работы: научиться рассчитывать наиболее оптимальные режимы резания при сверлении по аналитическим формулам.
1. Глубина резания t , мм. При сверлении глубина резания t = 0,5 D , при рассверливании, зенкеровании и развертывании t = 0,5 (D – d ) ,
где d – начальный диаметр отверстия;
D – диаметр отверстия после обработки.
2. Подача s , мм/об. При сверлении отверстий без ограничивающихся факторов выбираем максимально допустимую по прочности сверла подачу (табл.24). При рассверливании отверстий подача, рекомендованная для сверления, может быть увеличена до 2 раз. При наличии ограничивающих факторов подачи при сверлении и рассверливании равны. Их определяют умножением табличного значения подачи на соответствующий поправочный коэффициент, приведенный в примечании к таблице. Полученные значения корректируем по паспорту станка (приложение 3). Подачи при зенкеровании приведены в табл. 25, а при развертывании – в табл.26.
3. Скорость резания v р , м/мин. Скорость резания при сверлении
https://pandia.ru/text/80/138/images/image003_138.gif" width="128" height="55">
Значения коэффициентов С v и показателей степени m , x , y , q приведены для сверления в табл.27, для рассверливания, зенкерования и развертывания – в табл. 28, а значения периода стойкости Т – табл. 30.
Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания,
Кv = Кмv Киv Кιv ,
где Кмv - коэффициент на обрабатываемый материал (см. табл. 1, 3, 7, 8);
Киv – коэффициент на инструментальный материал (см. табл. 4);
Кιv, - коэффициент учитывающий глубину сверления (табл. 29). При рассверливании и зенкеровании литых или штампованных отверстий вводится дополнительно поправочный коэффициент Кп v (см. табл. 2).
4. Частоту вращения n , об/мин, рассчитывают по формуле
https://pandia.ru/text/80/138/images/image005_96.gif" width="180" height="51">
5. Крутящий момент M кр , Н·м, и осевую силу Ро , Н, рассчитывают по формулам:
при сверлении
Мкр = 10 См Dqsy Кр;
Р0 = 10 Ср Dqsy Кр;
при рассверливании и зенкеровании
Мкр = 10 См Dq tx sy Кр;
Р0 = 10 Ср tx sy Кр;
Значения См и Ср и показателей степени q , x , y приведены в табл. 31.
Коэффициент Kp , учитывающий фактические условия обработки, в данном случае зависит только от материала обрабатываемой заготовки и определяется выражением
Кр = Кмр.
Значения коэффициента Кмр приведены для стали и чугуна в табл. 11, а для медных и алюминиевых сплавов – в табл. 10.
Для определения крутящего момента при развертывании каждый зуб инструмента можно рассматривать как расточной резец. Тогда при диаметре инструмента D крутящий момент, H·м,
;
здесь sz – подача, мм на один зуб инструмента, равная s/z ,
где s – подача, мм/об, z – число зубьев развертки. Значения коэффициентов и показателей степени см. в табл. 22.
6. Мощность резания Ne , кВт , определяют по формуле:
где n пр - частота вращения инструмента или заготовки, об/мин,
Мощность резания не должна превышать эффективную мощность главного привода станка N е < N э (, где N дв - мощность двигателя, h - кпд станка). Если условие не выполняется и N е > N э , снижают скорость резания. Определяют коэффициент перегрузки рассчитывают новое меньшее значение скорости резания https://pandia.ru/text/80/138/images/image011_47.gif" width="75" height="25 src=">, где Рост – осевая сила станка.
7. Основное время То , мин, рассчитывают по формуле ,
где L – длина рабочего хода инструмента, мм;
Длина рабочего хода, мм, равна L = l + l 1 + l 2 ,
где l – длина обрабатываемой поверхности, мм;
l 1 и l 2 – величины врезания и перебега инструмента, мм (см. приложение 4).
Таблица 1
Поправочный коэффициент К мv , учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания.
Обрабатываемый материал | Расчетная формула |
|
|
Серый чугун |
|
Ковкий чугун |
|
Примечания: 1. σв и НВ – фактические параметры. Характеризующие обрабатываемый материал, для которого рассчитывается скорость резания. 2. Коэффициент Кr характеризующий группу стали по обрабатываемости, и показатель степени nv см. в табл.7. |
Таблица 2
Поправочный коэффициент Кп v , учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания.
Таблица 3
Поправочный коэффициент Км v , учитывающий влияние физико-механических свойств медных и алюминиевых сплавов на скорость резания.
Таблица 4
Поправочный коэффициент Киv , учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.
Обрабатываемый материал | Значения коэффициента Ки v в зависимости от марки инструментального материала |
||||||
Сталь конструкционная | |||||||
Коррозионно-стойкие и жаропрочные стали | |||||||
Сталь закаленная | Н RС 35 – 50 | Н RС 51 – 62 |
|||||
Серый и ковкий чугун | |||||||
Сталь, чугун, медные и алюминиевые сплавы | |||||||
Для сверления обрабатываемую заготовку (деталь) неподвижно закрепляют в приспособлении, а сверлу сообщают два одновременных движения (рисунок 6.7.1) - вращательное по стрелке, которое называется главным (рабочим) движением или движением резания (обозначается буквой V), и поступательное, направленное вдоль оси сверла, которое называется движением подачи (обозначается буквой f).
Рисунок 6.7.1 Рабочие движения при сверлении (Каталог Sandvik coromant 2012)
При сверлении под влиянием силы резания происходит отделение частиц металла и образование элементов стружки.
Скорость резания, подача и глубина составляют режим резания .
Скорость резания - это путь, проходимый в направлении главного движения наиболее удаленной от оси инструмента точкой режущей кромки в единицу времени.
Рисунок 6.7.2 Элементы резания (Макиенко Н.И. Общий курс слесарного дела М.: Высш. шк. , 1989.)
Если известны частота вращения сверла и его диаметр, то скорость резания (м/мин) подсчитывают по формуле V = πDn/1000*, где π - постоянное число, равное 3,14; D - диаметр сверла, мм; n - частота вращения сверла, об/мин.
*Так как диаметр отверстия выражается в миллиметрах, а скорость резания в метрах в минуту, то произведение πD необходимо разделить на 1000.
Скорость резания зависит от обрабатываемого материала, диаметра, материала, сверла и формы его заточки, подачи, глубины резания и охлаждения. Однако надо помнить общее правило: чем тверже материал, подлежащий сверлению, и больше диаметр сверла, тем меньше скорость резания.
Если известны диаметр сверла и скорость резания, то частоту вращения инструмента и (об/мин) можно определить по формуле n = 1000V/(πD).
Таблица 6.7.1 Режимы сверления в зависимости от диаметров отверстия обрабатываемого материала, материала сверла (Макиенко Н.И. Общий курс слесарного дела М.: Высш. шк. , 1989.)
|
Подача S, мм/об |
Скорость резания V, м/мин, при обработке |
||||
|
Материал |
Диаметр, мм |
||||
|
Углеродистая сталь |
|||||
|
Свыше 10 до 20 |
|||||
|
Быстрорежущая сталь |
|||||
|
Свыше 10 до 20 |
|||||
Примечание. В таблице приведены скорости резания обработки материалов средней твердости. Для твердых сталей необходимо табличные данные уменьшить на 15...20 %, для мягких - увеличить на 15...20 %. Для твердосплавных инструментов можно скорость резания брать в 3...4 раза большую, чем для инструмента из быстрорежущей стали.
Подача f (рис. 221,б) - это перемещение сверла вдоль оси за один его оборот или за один оборот заготовки (если вращается заготовка, а сверло движется поступательно). Она выражается в миллиметрах на оборот (мм/об). Правильный выбор подачи имеет большое значение для увеличения стойкости инструмента. Всегда выгоднее работать с большой подачей и меньшей скоростью резания - в этом случае сверло изнашивается медленнее.
Глубина резания t - это расстояние от обработанной поверхности до оси сверла (т.е. радиус сверла). Глубину резания (мм) определяют по формуле t = D/2.
При рассверливании глубина резания t (мм) определяется как половина разности между диаметром D сверла и диаметром d ранее обработанного отверстия, т.е. t = (D - d) /2.
При выборе режимов резания в первую очередь подбирают наибольшую подачу в зависимости от качества обрабатываемой поверхности, прочности сверла и станка и других факторов (по таблицам, приводимым в справочниках) и корректируют по кинематическим данным станка (берется ближайшая меньшая), а затем устанавливают такую скорость резания, при которой стойкость инструмента между переточками будет наибольшей.
Режимы сверления в зависимости от диаметров отверстия обрабатываемого материала, материала сверла и других факторов приведены в справочниках или специальных таблицах (табл. 6.7.1).
Вторым после точения, самым распространенным видом механической обработки является сверление. К нему же приравнивается развертывание, зенковка, рассверливание. При расчете режимов резания можно, пренебрегая жесткостью системы обработки, представить, что это одновременное растачивание несколькими резцами, поэтому принцип расчета будет аналогичен токарной обработке. Однако при малых диаметрах сверла, менее 10 мм, режимы резания расчитываются исходя из целостности сверла после обработки. Другими словами, режимы считаются таким образом, чтобы сверло не изломалось, поэтому расчет производится исходя из характеристик прочности инструмента.
Однако, во время экспериментов с методикой, было выявлена ошибка, в связи с которой скорость резания была слишком высока, это выражалось длительностью сверления, но высокой стойкостью инструмента, и высоким качеством обработки. Плюс это или минус необходимо решать при определенной задаче, поскольку низкие подачи могут вызвать быстрое затупление режущей части (или даже налипание), однако при слишком высоких подачах вероятен излом инструмента, не говоря уже о понижении безопасности обработки.
С нашей методикой расчета режимов для сверления можно ознакомиться ниже. В соответствующей теме форума можно скачать макрос автоматического расчета режимов резания для сверлильных работ.
Методика расчета режимов резания при сверлильных работах
При сверлильных работах рекомендуется задавать режимы исходя из мощности используемого оборудования. Наиболее удобный материал режущего инструмента – быстрорежущая сталь (Р18, Р6М5). Подачи при сверлильных работах вычислять по формуле:
S - подача, мм/об
D - диаметр сверла, мм
С- коэффициент, зависящий от обрабатывемого материала и иных технологических факторов (чистота поверхности, наличие дальнейшей обработки и т.д) (таблица 1)
Kls - коэффициент на подачу, зависящий от условия выхода стружки (таблица 2)
|
Обрабатываемый материал |
НВ |
Группа подач, определяемая технологическими факторами |
||
|
Сталь |
≤160 |
0,085 |
0,063 |
0,042 |
|
160-240 |
0,063 |
0,047 |
0,031 |
|
|
240-300 |
0,046 |
0,038 |
0,023 |
|
|
> 300 |
0,038 |
0,028 |
0,019 |
|
|
Чугун |
≤ 170 |
0,130 |
0,097 |
0,065 |
|
>170 |
0,078 |
0,058 |
0,039 |
|
|
Цветные металлы |
Мягкие |
0,170 |
0,130 |
0,085 |
|
Твердые |
0,130 |
0,097 |
0,065 |
|
Таблица 1
I группа подач - сверление глухих отверстий или рассверливание без допуска по 5-му классу точности или под последующее рассверливание
II группа подач- сверление глухих и сквозных отверстий в деталях нежесткой конструкции, сверление под резьбу и рассверливание под последующую обработку зенкером или развертками
III группа подач- сверление глухих и сквозных отверстий и рассверливание под дальнейшую обработку
|
Длина отверстия в диаметрах до |
||||||
|
Коэффициент Kls |
1.00 |
0.95 |
0.90 |
0.85 |
0.80 |
0.70 |
Таблица 2
Режимы резания при сверлении
Затрачиваемая мощность при сверлении зависит от крутящего момента. Крутящий момент вычисляется по формуле:
Мкр- крутящий момент, воспринимаемый сверлом при резании, Н*м
См, q , y - коэффициенты на крутящий момент при сверлении, зависящий от условий резания (таблица 3)
D - диаметр сверла, мм
S - подача, мм/об
Кмр- коэффициент на крутящий момент, зависящий от механических свойств материала (таблица 4)
|
Обрабатываемый материал |
См |
||
|
|
0,0345 |
||
|
Серый чугун 190 НВ |
0,021 |
||
|
Медные сплавы |
0,012 |
||
|
Алюминиевые сплавы |
0,005 |
Таблица 3
|
Обрабатываемый материал |
К МР |
Показатель n |
||
|
Сталь |
С ≤ 0.6% |
|||
|
1,75 |
||||
|
1,75 |
||||
|
хромистая сталь |
1,75 |
|||
|
С >0.6% |
1,75 |
|||
|
Чугун серый |
||||
|
Медные сплавы |
||||
|
Алюминиевые сплавы |
||||
Таблица 4
У нормальных сверл диаметром выше 10 мм не возникает опасности излома от чрезмерно большого крутящего момента, так как для этих диаметров наибольшие напряжения, возникающие в сверле, обычно лимитируются скоростью затупления при возрастании скорости резания и подачи. Для сверл диаметра меньше 10 мм, крутящий момент рекомендуется рассчитывать по ф-ле ,
для обеспечения целостности инструмента.
Приравняв и можно вычислить максимально возможные подачи для сверл малого диаметра при сверлении заданного материала (таблица 5).
|
Обрабатываемый материал |
Сталь |
Чугун |
Медные сплавы |
Алюминиевые сплавы |
|
Максимально возможная подача, мм/об |
0,01 |
0,019 |
0,037 |
0,11 |
Таблица 5
Для обеспечения жесткости СПИД при сверлении, необходимо устанавливать сверло в патроне с минимальным по возможности вылетом (больше на 3-5 мм чем глубина обрабатываемого отверстия).
Скорость резания при сверлении вычисляется по формуле:
Таблица расчетов режимов при сверлении на станке 2А135 в приложении 1.
Зенкерование и рассверливание
Подача при зенкеровании и рассверливании рассчитывается аналогично по формуле:
Крутящий момент рассчитывается по формуле:
Значения коэффициентов С m , x , y , q выбирать по таблице 6
|
Обрабатываемый материал |
См |
|||
|
Сталь конструкционная углеродистая, |
0,0 9 |
1 ,0 |
||
|
Серый чугун 190 НВ |
0,0 85 |
1 ,0 |
||
|
Медные сплавы |
0,0 31 |
0 , 85 |
||
|
Алюминиевые сплавы |
0,0 2 |
0 , 85 |
Таблица 6
D- диаметр сверла
d- диаметр ранее рассверленного отверстия - подача на обин зуб инструмента (равна s / Z )
s - подача, мм/об
Z - число зубьев развертки
Коэффициенты С p , x , y в таблице 7
|
Материал обрабатываемый |
0,75 |
||
|
Чугун серый 190 НВ |
0,75 |
||
|
Алюминиевые сплавы |
0,75 |
||
|
Медные сплавы |
0,66 |
Таблица 7
Скорость резания рассчитывается по формуле:
Частота вращения вычисляется по формуле:
Таблица расчетов режимов при развертывании на станке 2А135 в приложении 2.
При введении методики расчетов в системе ТехноПро рекомендуется для сверления и развертывания, подсчитанные режимы внести в информационную базу данных, тем самым, избегая программирования условия расчета и упрощая работу системы. Для расчета режимов при зенкеровании и рассверливании необходимо спрограммировать условия, используя коэффициенты из таблицы 6.
В процессе образования отверстия сверло одновременно совершает вращательное и поступательное движения, при этом режущие кромки сверла срезают тонкие слои материала, образуя стружку. Чем быстрее вращается сверло и чем большее расстояние за один оборот оно преодолевает в направлении оси обрабатываемого отверстия, тем быстрее происходит резание.
Скорость резания зависит от частоты вращения сверла и его диаметра, перемещение сверла вдоль оси заготовки за один оборот влияет на толщину снимаемого елс я материала (стружки). Сверло по сравнению с другими режущими инструментами работа, т в достаточно тяжелых условиях, так как при сверлении затруднен отвод стружки и подвод смазывающе-охлаждающей жидкости.
Основными элементами резания при сверлении являются скорость и глубина резания, подача, толщина и ширина стружки (рис. 3.77).
Скорость резания V — путь, пройденный точкой на режущей кромке сверла, наиболее удаленной от оси его вращения. Определяют скорость резания по формуле V = ndnl1000 (где V- скорость резания, м/мин; d — диаметр сверла, мм; п — частота вращения шпинделя, об/мин; п — постоянное число, равное 3,14; число 1 ООО введено в формулу для перевода диаметра сверла в метры). Величина скорости резания зависит от материала заготовки, материала инструмента и формы его заточки, подачи, глубины резания и наличия охлаждения при обработке отверстия.
Подача 3 измеряется в миллиметрах на один оборот сверла (мм/об). Величина подачи при сверлении выбирается в зависимости от требований, предъявляемых к шероховатости обработанной поверхности и точности обработки, обрабатываемого материала и материала сверля.
Глубина резания t измеряется в миллиметрах и представляет собой расстояние от обрабатываемой поверхности до оси сверла, т.е. при сверлении глубина резания составляет половину диаметра сверла, а при рассверливании — половину разности между диаметром предварительно просверленного отверстия и диаметр ом сверла.
Толщина среза (стружки) измеряется в направлении, перпендикулярном режущей кромки сверла, и равна половине величины перемещения сверла относительно оси обрабатываемого отверстия за один его оборот, т.е. половине величины подачи. Поскольку слой материала за один оборот сверла снимается двумя режущими зубьями, то каждый из этих зубьев удаляет слой материала, толщина которого равна половине величины подачи сверла на один его оборот.
Ширина среза измеряется вдоль режущей кромки и равна ее длине. При рассверливании ширина среза равна длине режущей кромки, участвующей в резании. Измеряется ширина среза в миллиметрах.
Режимы резания устанавливаются с целью обеспечения наибольшей производительности. При этом необходимо учитывать физико-механические свойства материала обрабатываемой заготовки, свойства материала инструмента и требования к качеству обработанной поверхности, заданные чертежом или техническими условиями на изготовление.
Теоретический расчет элементов режима резания выполняют в приведенной ниже последовательности.
1. По специальным справочным таблицам выбирают величину подачи в зависимости от xapat тера обработки, требований к качеству обработанной поверхности, материала сверла и других технологических данных.
2. Рассчитывают скорость инструмента с учетом технологических возможностей, режущих свойств материала инструмента и физико-механических свойств обрабатываемой заготовки.
3. Определяют расчетную частоту вращения шпинделя в соответствии с найденной скоростью резания. Полученную величину сравнивают с паспортными данными станка и принимают равной ближайшему наименьшему значению этой частоты.
4. Определяют действительную скорость резания, с которой будет производиться обработка.
На практике для определения режимов резания используют готовые данные технологических карт и таблиц справочников.
Режимы резания при зенкеровании и развертывании, а также критерии их выбора практически не отличаются от выбора этих параметров при сверлении.
Припуски на обработку отверстий
Припуск — это слой материала, подлежащий снятию при обработке. Величина этого Слоя зависит от требований, предъявляемых к обработанной поверхности и вида обработки.
При сверлении припуск на обработку составляет половину диаметра сверла. При рассверливании припуск определяется в зависимости от требований к обработанной поверхности и от необходимости в ее дальнейшей обработке (зенкеровании, развертывании). Припуск на зенкерование, в зависимости от того, является оно предварительным (перед развертыванием) или окончательным, составляет от 0,5 до 1,2 мм. Величина припуска зависит также от диаметра обрабатываемого отверстия. Припуск на развертывание зависит от диаметра обрабатываемого отверстия и от требований, предъявляемых к качеству обработанной поверхности и составляет от 0,05 до 0,3 мм. Типичные дефекты при обработке отверстий, причины их появления и способы предупреждения приведены в табл. 3.2.
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК НА СТАНКАХ
СВЕРЛИЛЬНОЙ ГРУППЫ
Расчет режимов резания при сверлении, рассверливании, зенкеровании, развертывании
Глубина резания при сверлении равна половине диаметра, а при рассверливании, зенкеровании и развертывании – полуразности имеющегося и получаемого диаметров (рис. 4.1):
–сверление: t = 0,5∙D ;
–рассверливание, зенкерование и развертывание: t = 0,5∙ (D – d ).
Рис. 4.1. Схема резания:
а – при сверлении; б – при зенкеровании, рассверливании
Подача при сверлении отверстий без ограничивающих факторов выбирается максимально допустимой по прочности сверла может быть определена по табл. 4.1 в зависимости от обрабатываемого материала и диаметра выполняемого отверстия. При рассверливании отверстий подача, рекомендуемая для сверления, может быть увеличена до 2 раз.
При наличии ограничивающих факторов подачи при сверлении и рассверливании равны. Их определяют умножением табличного значения подачи на соответствующий поправочный коэффициент, приведенный в примечании к таблице.
Таблица 4.1
Подачи, мм/об, при сверлении стали, чугуна, медных и алюминиевых сплавов сверлами из быстрорежущей стали
| Диаметр сверла D , мм | Сталь | |||||
| НВ <160 | 160…240НВ | 240…300НВ | НВ>300 | НВ ≤170 | НВ>170 | |
| 2…4 | 0,09–0,13 | 0,08–0,10 | 0,06–0,07 | 0,04–0,06 | 0,12–0,18 | 0,09–0,12 |
| 4…6 | 0,13–0,19 | 0,10–0,15 | 0,07–0,11 | 0,06–0,09 | 0,18–0,27 | 0,12–0,18 |
| 6…8 | 0,19–0,26 | 0,15–0,20 | 0,11–0,14 | 0,09–0,12 | 0,27–0,36 | 0,18–0,24 |
| 8…10 | 0,26–0,32 | 0,20–0,25 | 0,14–0,17 | 0,12–0,15 | 0,36–0,45 | 0,24–0,31 |
| 10…12 | 0,32–0,36 | 0,25–0,28 | 0,17–0,20 | 0,15–0,17 | 0,45–0,55 | 0,31–0,35 |
| 12…16 | 0,36–0,43 | 0,28–0,33 | 0,20–0,23 | 0,17–0,20 | 0,55–0,66 | 0,35–0,41 |
| 16…20 | 0,43–0,49 | 0,33–0,38 | 0,23–0,27 | 0,20–0,23 | 0,66–0,76 | 0,41–0,47 |
| 20…25 | 0,49–0,58 | 0,38–0,43 | 0,27–0,32 | 0,23–0,26 | 0,76–0,89 | 0,47–0,54 |
| 25…30 | 0,58–0,62 | 0,43–0,48 | 0,32–0,35 | 0,26–0,29 | 0,89–0,96 | 0,54–0,60 |
| 30…40 | 0,62–0,78 | 0,48–0,58 | 0,35–0,42 | 0,29–0,35 | 0,96–1,19 | 0,60–0,71 |
| 40…50 | 0,78–0,89 | 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 поправочный коэффициенты: 1) на глубину отверстия: К ls = 0,9 при l ≤5D ; К ls = 0,8 при l ≤7D ; К ls = 0,75 при l ≤10D ; 2) на достижение более высокого качества отверстия в связи с последующей операцией развертывания или нарезания резьбы К о s = 0,5. 3) на недостаточную жесткость системы СПИЗ: при средней жесткости К ж s = 0,75; при малой жесткости К ж s = 0,5; 4) на инструментальный материал К И s = 0,6 для сверла с режущей частью из твердого сплава. |
Подачи при зенкеровании приведены в табл. 4.2, а при развертывании – табл. 4.3.
Таблица 4.2
Подача, мм/об, при обработке отверстий зенкерами из быстрорежущей стали и твердого сплава
| Обрабатываемый материал | Диаметр зенкера D , мм | ||||||||
| До 15 | Св. 15 до 20 | Св. 20 до 25 | Св. 25 до 30 | Св. 30 до 35 | Св. 35 до 40 | Св. 40 до 50 | Св. 50 до 60 | Св. 60 до 80 | |
| Сталь | 0,5–0,6 | 0,6–0,7 | 0,7–0,9 | 0,8–1,0 | 0,9–1,1 | 0,9–1,2 | 1,0–1,3 | 1,1–1,3 | 1,2–1,5 |
| Чугун, НВ ≤200 и медные сплавы | 0,7–0,9 | 0,9–1,1 | 1,0–1,2 | 1,1–1,3 | 1,2–1,5 | 1,4–1,7 | 1,6–2,0 | 1,8–2,2 | 2,0–2,4 |
| Чугун, НВ >200 | 0,5–0,6 | 0,6–0,7 | 0,7–0,8 | 0,8–0,9 | 0,9–1,1 | 1,0–1,2 | 1,2–1,4 | 1,3–1,5 | 1,4–1,5 |
| Примечание: 1. Приведенные значения подачи применять для обработки отверстий с допуском не выше 12-го квалитета. Для достижения более высокой точности (9-11-й квалитет), а также при подготовке отверстий под последующую обработку их одной резверткой или под нарезание резьбы метчиком вводить поправочный коэффициент К os = 0,7. 2.При зенкеровании глухих отверстий подача не должна превышать 0,3–0,6 мм/об. |
Таблица 4.3
Подача, мм/об, при предварительном (черновом) развертывании
отверстий развертками из быстрорежущей стали и твердого сплава
| Обрабатываемый материал | Диаметр развертки D , мм | |||||||||
| До 10 | Св. 10 до 15 | Св. 15 до 20 | Св. 20 до 25 | Св. 25 до 30 | Св. 30 до 35 | Св. 35 до 40 | Св. 40 до 50 | Св. 50 до 60 | Св. 60 до 80 | |
| Сталь | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,7 | 2,0 |
| Чугун, НВ ≤200 и медные сплавы | 2,2 | 2,4 | 2,6 | 2,7 | 3,1 | 3,2 | 3,4 | 3,8 | 4,3 | 5,0 |
| Чугун, НВ >200 | 1,7 | 1,9 | 2,0 | 2,2 | 2,4 | 2,6 | 2,7 | 3,1 | 3,4 | 3,8 |
| Примечание: 1. Подачу следует уменьшать: а) при чистовом развертывании в один проход с точностью по 9–11-му квалитету и параметром шероховатости поверхности R a = 3,2…6,3 мкм или при развертывании под полирование и хонингование, умножая на коэффициент К os = 0,8; б) при чистовом развертывании после чернового с точностью по 7-му квалитету и параметром шероховатости поверхности R a = 0,4…0,8 мкм, умножая на коэффициент К os = 0,7; в) при твердосплавной рабочей части, умножая на коэффициент К И s = 0,7. 2.При развертывании глухих отверстий подача не должна превышать 0,2–0,5 мм/об. |
Скорость резания ,м/мин, при сверлении
а при рассверливании, зенкеровании, развертывании
Значения коэффициентов С v и показателей степени приведены для сверления в табл. 4.4, для рассверливания, зенкерования и развертывания – в табл. 4.5, а значения периода стойкости Т – в табл. 4.6.
Таблица 4.4
Значения коэффициента С v и показателей степени в формуле скорости резания при сверлении
| Обрабатываемый материал | Подача s, мм/об | Охлаждение | |||||
| С v | q | y | m | ||||
| Сталь конструкционная углеродистая, σ В = 750МПа | Р6М5 | ≤0,2 >0,2 | 7,0 9,8 | 0,40 | 0,70 0,50 | 0,20 | Есть |
| Сталь жаропрочная 12Х18Н9Т, 141НВ | – | 3,5 | 0,50 | 0,45 | 0,12 | ||
| Чугун серый, 190 НВ | ≤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, 150 НВ | 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, 100…140 НВ | Р6М5 | ≤0,3 >0,3 | 28,1 32,6 | 0,25 | 0,55 0,40 | 0,125 | Есть |
| Силумин и литейные алюминиевые сплавы, σ В = 100…200МПа, НВ≤ 65; дюралюминий, НВ≤ 100 | ≤0,3 >0,3 | 36,3 40,7 | 0,25 | 0,55 0,40 | 0,125 | ||
| 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 К з v = 0,7. |
Таблица 4.5
Значения коэффициента С v и показателей степени в формуле скорости резания при рассверливании, зенкеровании и развертывании
| Обрабатываемый материал | Вид обработки | Материал режущей части инструмента | Коэффициент и показатели степени | Охлаждение | ||||
| С v | q | x | y | m | ||||
| Рассверливание | Р6М5 ВК8 | 16,2 10,8 | 0,4 0,6 | 0,2 | 0,5 0,3 | 0,2 0,25 | Есть | |
| Зенкерование | Р6М5 Т15К6 | 16,3 18,0 | 0,3 0,6 | 0,5 0,3 | 0,2 0,25 | |||
| Развертывание | Р6М5 Т15К6 | 10,5 100,6 | 0,3 0,3 | 0,2 | 0,65 0,65 | 0,4 | ||
| Конструкционная углеродистая сталь, σ В = 1600…1800МПа, 49…54НВС | Зенкерование | Т15К6 | 10,0 | 0,6 | 0,3 | 0,6 | 0,45 | |
| Развертывание | 14,0 | 0,4 | 0,75 | 1,05 | 0,85 | |||
| Серый чугун, 190 НВ | Рассверливание | Р6М5 ВК8 | 23,4 56,9 | 0,25 0,5 | 0,1 0,15 | 0,4 0,45 | 0,125 0,4 | Нет |
| Зенкерование | Р6М5 ВК8 | 18,8 105,0 | 0,2 0,4 | 0,1 0,15 | 0,4 0,45 | 0,125 0,4 | ||
| Развертывание | Р6М5 ВК8 | 15,6 109,0 | 0,2 0,2 | 0,1 | 0,5 0,5 | 0,3 0,45 | ||
| Ковкий чугун, 150 НВ | Рассверливание | Р6М5 ВК8 | 34,7 77,4 | 0,25 0,5 | 0,1 0,15 | 0,4 0,45 | 0,125 0,4 | Есть |
| Зенкерование | Р6М5 ВК8 | 27,9 143,0 | 0,2 0,4 | 0,1 0,15 | 0,4 0,45 | 0,125 0,4 | Есть | |
| Развертывание | Р6М5 ВК8 | 23,2 148,0 | 0,2 0,2 | 0,1 | 0,5 0,5 | 0,3 0,45 | Нет |
Таблица 4.6
Средние значения периода стойкости сверл, зенкеров и разверток
| Инструмент (операция) | Обрабатываемый материал | Стойкость Т , мин, при диаметре инструмента, мм | ||||||||
| До 5 | 6–10 | 11–20 | 21–30 | 31–40 | 41–50 | 51–60 | 61–80 | |||
| Быстрорежущая сталь | – | |||||||||
| Твердый сплав | – | – | ||||||||
| Коррозионностойкая сталь | Быстрорежущая сталь | – | – | – | – | |||||
| Сверло (сверление и рассверливание) | Серый и ковкий чугун, медные и алюминиевые сплавы | Быстрорежущая сталь | – | |||||||
| Твердый сплав | – | – | ||||||||
| Зенкеры (зенкерование) | Конструкционная углеродистая и легированная, серый и ковкий чугун | Быстрорежущая сталь и твердый сплав | – | – | ||||||
| Развертки (развертывание) | Конструкционная углеродистая и легированная | Быстрорежущая сталь | – | |||||||
| Твердый сплав | – | |||||||||
| Серый и ковкий чугун | Быстрорежущая сталь | – | – | |||||||
| Твердый сплав | – | – |
Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания
где К MV –коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала (прил. 1-4); K И V –коэффициент на инструментальный материал (прил. 6); К l V – коэффициент, учитывающий глубину сверления (табл. 4.7). При рассверливании и зенкеровании литых или штампованных отверстий вводится дополнительно поправочный коэффициент K nV (прил. 5).
Таблица 4.7
Поправочный коэффициент К l V на скорость резания при сверления, учитывающий глубину обрабатываемого отверстия
Крутящий момент, Н∙м, и осевую силу, Н , рассчитывают по формулам:
– при сверлении
– при рассверливании и зенкеровании
Значения коэффициентов С М и С р и показателей степени приведены в табл. 4.8.
Таблица 4.8
Значения коэффициентов и показателей степени в формулах крутящего момента и осевой силы при сверлении, рассверливании и зенкеровании
| Обрабатываемый материал | Наименование операции | Материал режущей части инструмента | Коэффициент и показатели степени в формулах | |||||||
| крутящего момента | осевой силы | |||||||||
| С М | q | x | y | С р | q | x | y | |||
| Конструкционная углеродистая сталь, σ В = 750МПа | Сверление | Быстрорежущая сталь | 0,0345 | 2,0 | – | 0,8 | 1,0 | – | 0,7 | |
| 0,09 | 1,0 | 0,9 | 0,8 | – | 1,2 | 0,65 | ||||
| Жаропрочная сталь12Х18Н9Т, 141НВ | Сверление | 0,041 | 2,0 | – | 0,7 | 1,0 | – | 0,7 | ||
| Рассверливание и зенкерование | 0,106 | 1,0 | 0,9 | 0,8 | – | 1,2 | 0,65 | |||
| Серый чугун, 190 НВ | Сверление | Твердый сплав | 0,012 | 2,2 | – | 0,8 | 1,2 | – | 0,75 | |
| Рассверливание и зенкерование | 0,196 | 0,85 | 0,8 | 0,7 | – | 1,0 | 0,4 | |||
| Сверление | Быстрорежущая сталь | 0,021 | 2,0 | – | 0,8 | 42,7 | 1,0 | – | 0,8 | |
| Рассверливание и зенкерование | 0,085 | – | 0,75 | 0,8 | 23,5 | – | 1,2 | 0,4 | ||
| Ковкий чугун, 150 НВ | Сверление | Быстрорежущая сталь | 0,021 | 2,0 | – | 0,8 | 43,3 | 1,0 | – | 0,8 |
| Рассверливание и зенкерование | Твердый сплав | 0,01 | 2,2 | – | 0,8 | 32,8 | 1,2 | – | 0,75 | |
| 0,17 | 0,85 | 0,8 | 0,7 | – | 1,0 | 0,4 | ||||
| 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. |
Коэффициент, учитывающий фактические условия обработки, в данном случае зависит только от материала обрабатываемой заготовки и определяется выражение
Значения коэффициента К МР приведены для стали и чугуна в прил. 9.
Для определения крутящего момента при развертывании каждый зуб инструмента можно рассматривать как расточной резец. Тогда при диаметре инструмента D крутящий момент, Н∙м,
здесь s z – подача, мм на один зуб инструмента, равная s/z, где s – подача, мм/об, z – число зубьев развертки. Значения коэффициентов и показателей степени представлены в табл.
Мощность резания, кВт, определяют по формуле
где частота вращения инструмента или заготовки, об/мин,
При использовании табл. 4.1 следует руководствоваться следующими рекомендациями:
1.Приведенную подачу при сверлении применяют для жестких деталей с допуском не выше 12-го квалитета под последующую обработку сверлом, зенкером или резцом при глубине сверления / < 3D. Если это условие не соблюдается, то вводят поправочный коэффициент: 0,9 при / < 5D; 0.8 при/< 7D; 0,75 при/< 10D.
2.Подачу при сверлении следует уменьшать, учитывая следующие
технологические факторы:
а) при сверлении отверстий в деталях средней жесткости с допуском не выше 12-го квалитета или под последующую обработку сверлом, зенкером или резцом вводят коэффициент 0,75;
б) при сверлении точных отверстий под последующую обработку развертками или под нарезание резьбы метчиками, при сверлении
центровочными сверлами, при сверлении отверстий в деталях малой жесткости и с неустойчивыми опорными поверхностями вводят коэффициент 0,5.
