L = мм, мкм.
Глубина резания:
t = 1,5 мм.
Назначаем подачу на оборот.
Выбираем из рекомендуемых подач [8]:
S = 1,5 мм/об.
Стойкость инструмента:
T = 90 мин.
Определяем скорость резания.
Из [11, табл. 25] определим значения коэффициента для данных табличных условий резания и показатели степени m, x, y:
= 64,8;
q = 1,2;
y = 0,5.
Из [11, табл. 26] определим значения поправочных коэффициентов:
= 1;
= 1;
= 1;
= 0,75.
Подставим числовые значения коэффициентов в формулу (1.3) и определим общий поправочный коэффициент:
.
Подставим числовые значения в формулу (1.2) и определим скорость резания при сверлении:
(м/мин).
Определяем частоту вращения.
Подставим числовые значения в формулу (1.5):
(об/мин).
Полученное значение соответствует стандартному паспортному значению = 90 об/мин.
Определяем фактическую скорость резания.
Подставим числовые значения в формулу (1.6) и определим фактическую скорость резания:
(мм/об).
Рассчитываем крутящий момента:
где Р - шаг резьбы, мм;
D - номинальный диаметр резьбы, мм.
Из [11, табл. 27] определим значения коэффициентови показатели степени :
= 0,027; = 1,4; = 1,5.
Из [11, табл. 26] определим коэффициент :
Поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия обработки, в данном случае зависит только от материала обрабатываемой заготовки и определяется выражением:
;
Определим крутящий момент, подставив значения в формулы (1.24):
(Нм).
Определяем мощность резания.
Подставим числовые значения в формулу (1.10):
(кВт).
По паспорту мощность универсального вертикально-сверлильного станка 2С132Л = 4 кВт. Т.к. < , то выбранный режим резания удовлетворят условию по мощности на шпинделе станка.
9. Рассчитаем основное время.
Подставим числовые значения в формулы (1.13), (1.12) и (1.11):
(мм);
(мм);
(мин).
1.4 Наладка инструмента на размер вне станка
Настройка на размер выполняется на специальных приборах. Набор из вспомогательного и режущего инструмента устанавливают и закрепляют на приборе в подставке, имитирующей присоединительные под инструмент поверхности шпинделя или суппорта станка. Приборы имеют подвижную каретку, которая может перемещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях; одновременно по линейкам можно отсчитывать величину перемещений каретки. Начало отсчета каждой из линеек совмещено с положением отсчетной точки. На верхней каретке находится устройство (микроскоп, проектор, индикатор, шаблон или другое измерительное средство), с помощью которого можно фиксировать момент совмещения заданного и фактического положения вершины режущего инструмента.
Рисунок 1.4.1 - Оптический прибор БВ-2015
Оптический прибор БВ-2015 (рис. 1.4.1) предназначен для настройки инструментов к сверлильным, фрезерным, расточным и многооперационным станкам. Стойка 4 прибора имеет вертикальные направляющие для продольного перемещения каретки 5, на каретке в горизонтальных направляющих в поперечном направлении перемещается траверса 7, несущая на конце визирный микроскоп 6. Шпиндель 3 смонтирован в подшипниках, и его можно поворачивать рукой. В верхней части шпинделя имеется коническое отверстие для установки переходной оправки, несущей режущий инструмент, закрепляемый рукояткой 6. Координатные расстояния вершины режущей кромки устанавливают по отчетным микроскопам 8 и 9. За инструментом наладчик наблюдает в микроскоп 6. Маховички 1 и 10 необходимы для продольного и поперечного перемещений.
Основные данные прибора БВ-2015:
Диаметр настраиваемого инструмента 2 - 300 мм.
Вылет настраиваемого инструмента по оси Z 100- 500 мм.
Увеличение визирного микроскопа 30х.
Цена деления отсчетных устройств 0,001 мм.
Оптический прибор БВ-2010 может быть приспособлен для настройки инструментов станков токарной и фрезерно-сверлильно-расточной групп. В первом случае на поверхность А основания прибора устанавливают подставку, имитирующую суппортную часть токарного станка, во втором случае подставка выполнена в виде бабки с горизонтальной осью вращения шпинделя. Подставка имеет поверхности для базирования и устройства для закрепления резцовых блоков или других инструментальных державок.
Отсчет размеров выполняют в двух горизонтальных координатных направлениях. Для проверки положения режущей кромки по высоте можно использовать индикатор часового типа.
2. Проектирование режущего инструмента
2.1 Патентно-информационный поиск
Патент № 6361U
УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КОЛЕС С ВИНТОВЫМИ ЗУБЬЯМИ.
Устройство для магнитно-абразивной обработки цилиндрических колес с винтовыми зубьями, содержащее механизм вращения обрабатываемой детали, разомкнутую электромагнитную систему с расположенными горизонтально охватывающими обод цилиндрического колеса с винтовыми зубьями, полюсными наконечниками с концентричной относительно его поверхностью и механизм создания колебаний электромагнитной системы с приводом, отличающееся тем, что полюсные наконечники выполнены образующими своими обращенными друг к другу внутренними поверхностями, охватывающими обод цилиндрического колеса с винтовыми зубьями диаметром D, в сечении, перпендикулярном оси колеса, эллипс с горизонтальной осью, равной мм, и вертикальной осью, равной , причем полюсные наконечники имеют между собой зазор 5…6 мм, симметричный проходящей через ось колеса вертикальной плоскости.
Патент № 5916U
КОМБИНИРОВАННЫЙ УПРУГИЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ КОНИЧЕСКИХ ОТВЕРСТИЙ.
1. Комбинированный упругий инструмент для конических отверстий, содержащий корпус с отверстием, в котором установлен шток, рабочие деформирующие элементы, выполненные в виде деформирующих витков винтовой пружины, рабочие антифрикционные элементы, выполненные в виде витков с антифрикционным покрытием винтовой пружины, причем упомянутые две винтовые пружины выполнены из упругой металлической проволоки и установлены из условия чередования в продольном направлении инструмента деформирующих витков и витков с антифрикционным покрытием. Концы винтовых пружин закреплены в корпусе и на штоке с помощью фланца, при этом шток выполнен с винтовым пазом, в котором размещена шпонка, закрепленная в корпусе, причем шток в верхней части имеет резьбу с установленной на ней над корпусом регулировочной гайкой, а рабочие антифрикционные элементы выполнены в виде витков с антифрикционным покрытием винтовой пружины меньшей продольной и поперечной жесткости, чем рабочие деформирующие элементы, выполненные в виде деформирующих витков винтовой пружины, отличающийся тем, что винтовые пружины выполнены коническими, а фланец присоединен к штоку с помощью резьбы с возможностью изменения его положения относительно корпуса.
2. Комбинированный упругий инструмент для конических отверстий по п.1, отличающийся тем, что на внешней поверхности деформирующих витков закреплены абразивные элементы, например, в виде алмазного порошка.
Патент № 5996 U
СБОРНЫЙ РЕЗЕЦ.
Сборный резец, содержащий корпус, клин со скосом, соответствующим скосу корпуса, прихват, режущую пластину, штифт, элемент крепления прихвата и клина к корпусу, отличающийся тем, что клин и прихват выполнены раздельно, при этом прихват выполнен в виде скобы, опорные поверхности которой расположены на режущей пластине и корпусе, элемент крепления прихвата и клина к корпусу выполнен в виде винта, имеющего резьбу, разделенную диском для фиксации клина, и гайки, расположенной сверху прихвата для его фиксации.
Патент № 6906U
ФРЕЗА-ПРОТЯЖКА.
Фреза-протяжка, состоящая из корпуса с посадочным отверстием и режущим венцом, отличающаяся тем, что сменные кольцевые режущие элементы имеют несколько режущих кромок - основную, работающую по принципу фрезерования и снимающую основной припуск с заготовки, а остальные чисторежущие - одна или несколько - расположены на задней поверхности режущего элемента на радиусах, превышающих радиус расположения основной кромки на величину снимаемого припуска при чистовой операции.
Патент № 13712С1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЯХ.
Устройство для электролитно-плазменной обработки отверстий в металлических изделиях, содержащее раму, на которой расположены ванна и манипулятор в виде механизма вертикального и горизонтального перемещения с установленной изолирующей подвеской, токопроводящий зажим для крепления изделия и источник постоянного тока, отличающееся тем, что содержит форсунку, установленную на манипуляторе и связанную с насосом для подачи электролита и отрицательным полюсом источника питания, кроме того, форсунка снабжена соплом из электроизолирующего термостойкого материала и расположенными внутри нее концентраторами электрического поля, а токопроводящий зажим для крепления изделия установлен на изолирующей подвеске и связан с положительным полюсом источника питания постоянного тока.
2.2 Назначение, типы, описание конструкции режущего инструмента
В практике машиностроения применяются следующие основные виды резьбонарезных фрез: гребенчатые; дисковые; головки для вихревого нарезания резьбы.
Применение фрезерования вместо точения при нарезании наружной и внутренней резьб обеспечивает значительное повышение производительности за счет:
использования многозубого инструмента с большой суммарной активной длиной режущих кромок, одновременно снимающих стружку (гребенчатые фрезы);
увеличения толщины среза на один зуб (дисковые фрезы);
увеличения скорости резания за счет оснащения резцов твердым сплавом (головки для вихревого нарезания резьбы).
По конструкции гребенчатые фрезы разделяются:
концевые, имеющие конический хвостовик;
насадные.
Их рабочая часть может изготовляться из быстрорежущих сталей, либо из твердых сплавов. Рабочая часть фрезы малого диаметра изготовляется полностью из твердого сплава, а у фрез больших диаметров на корпусе инструмента закрепляются твердосплавные пластины. Применение твердосплавных фрез позволяет повысить скорость резания и снизить время резьбонарезания. Гребенчатые фрезы применяются для нарезания остроугольных наружных и внутренних резьб с мелким шагом на цилиндрических и конических поверхностях заготовок (рис. 2.1).
Рис. 2.1 - Гребенчатые резьбонарезные фрезы: а - цилиндрическая насадная; б - цилиндрическая концевая; в - для нарезания конических резьб
Гребенчатые фрезы в зависимости от диаметра делаются с длиной рабочей части равной 15--100 мм. Чтобы обеспечить одновременную обработку по всей длине детали, длина гребенчатой фрезы должна быть на 2--3 шага больше длины нарезаемой резьбы.
Схема резьбофрезерования наружной резьбы цилиндрической гребенчатой фрезой представлена на рис. 2.2. Здесь ось фрезы устанавливается параллельно оси заготовки. Фреза вращается вокруг своей оси со скоростью vф, определяемой стойкостью инструмента, и в начальный момент врезается с радиальной подачей Sp = Szznф, после чего она перемещается на величину одного шага резьбы Р вдоль оси заготовки с подачей Snp= Р. При этом заготовка медленно поворачивается на 1... оборота. Здесь перебег, равный оборота, совершается для компенсации пути врезания инструмента на заданную глубину профиля резьбы.
резьба точение станок фрезерование
Рис. 2.2 - Схема нарезания резьбы гребенчатой фрезой
Недостатком гребенчатых фрез является искажение угла профиля нарезаемой резьбы из-за несовпадения траектории точек режущих кромок фрезы с кривой резьбы, получаемой в сечении, перпендикулярном к оси заготовки. У фрезы это окружность, а у нарезаемой резьбы - архимедова спираль.
Насадные гребенчатые фрезы преимущественно используются для обработки коротких наружных резьб невысокой точности. Они имеют высокую производительность и могут нарезать резьбу любого диаметра с данным шагом.
Рис. 2.3 - Насадная резьбовая гребенчатая фреза
2.3 Расчет геометрических и конструктивных параметров режущего инструмента
Исходные данные:
резьба М553-7e;
длина резьбы L = 40 мм;
обрабатываемый материал - сталь 40Х.
Выбор инструментального материала.
Выбираем материал фрезы [1, табл. 7.1]. Принимаем быстрорежущую сталь Р6М5, HRCэ = 63…66.
Определение диаметра фрезы и буртиков.
Наружный диаметр фрезы:
где - расстояние между шпинделями станка, мм.
Принимаем резьбофрезерный станка модели 5К63, мм.
Для определения наружного диметра фрезы подставим значения в формулу (2.1):
По ГОСТ 1336-77:
мм.
Диаметр буртиков:
Для определения диаметра буртиков подставим числовые значения в формулу (2.2):
Определение диаметра отверстия под оправку.
Диаметр отверстия под оправку:
где - диаметр отверстия под оправку, мм;
D - наружный диаметр фрезы.
Подставим числовые значения в формулу (2.3):
Принимаем по ГОСТ 9472-90:
.
Диаметр выточки:
Подставим значения в формулу (2.4):
По ГОСТ 9472-90:
ширина шпоночного паза:
высота шпоночного паза:
Определение длины резьбовой части фрезы и посадочной части отверстия.
Длина резьбовой части:
где - длина резьбовой части фрезы, мм;
L - длина резьбы, мм;
P - шаг резьбы.