Проектирование режущего инструмента (протяжка шлицевая, сверло комбинированное, фреза червячная для обработки шлицевого вала) (стр. 2 из 4)

По технологическим соображениям величина 2q должна находиться в пределах 0,1мм - 2,5мм.

Рисунок 2.1 - Ленточка сверла

4. Определим геометрические параметры режущей части сверла

Главный угол в плане для сверл выбирается в зависимости от свойств обрабатываемого материала.

Двойное значение главного угла - 2φ=118^о, допуск на главный угол ±3^о.

Значение заднего угла:

α_Т=12^о - выбирается в зависимости от свойств обрабатываемого материала, [2, табл.4, с. 20]

допуск на величину заднего угола ±3^о.

Угол наклона перемычки ψ является производной величиной, которая образуется при заточке.

Стружечный канавки:

Направление винтовой линии стружечных канавок должно совпадать с направлением вращения шпинделя станка.

Угол наклона стружечной канавки зависит от свойств обрабатываемого материала и определяется зависимостью:

, ω_Т=40^о, [2, табл.4, с. 20]

Принимаем ω (22) = ω (27) = 42^о.

ν=92^о - центральный угол канавки, выбирается в зависимости от свойств обрабатываемого материала.

Шаг стружечной канавки:

Ширина пера определяется зависимостью:

Диаметр сердцевины сверла

Увеличение диаметра сердцевины к хвостовику составляет 1,4…1,8мм на каждые 100мм рабочей части сверла.

5. Расчет осевой силы и крутящего момента

5.1. Расчет осевой силы и крутящего момента при сверлении

Глубина резания при сверлении равна:

При сверлении отверстий без ограничивающих факторов выбираем максимально допустимую по прочности сверла подачу:

[3, табл.25, с.277]

Определим скорость резания.

где, С_v - поправочный коэффициент; [3, табл.28, с.278]

q, y, m - показатели степени; [3, табл.28, с.278]

Т - период стойкости сверла, мин; [3, табл.30, с.279]

К_v - общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания.

где, К_Мv - коэффициент на обрабатываемый материал; [3, табл.1, с.261]

где, К_Г - коэффициент для материала инструмента; [3, табл.2, с.262]

n_v - показатель степени; [3, табл.2, с.262]

К_Иv - коэффициент учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания; [3, табл.6, с.263]

К_lv - коэффициент учитывающий глубину обрабатываемого отверстия. [3, табл.31, с.280]

Определим крутящий момент при сверлении.

где, С_М - поправочный коэффициент; [3, табл.32, с.281]

q, y, - показатели степени; [3, табл.32, с.281]

Кр - коэффициент, учитывающий фактические условия обработки; [3, табл.9, с.264]

Определим осевую силу при сверлении.

где, С_Р - поправочный коэффициент; [3, табл.32, с.281]

q, y, - показатели степени; [3, табл.32, с.281]

5.2. Расчет осевой силы и крутящего момента при рассверливании

Глубина резания при рассверливании равна:

Т. к у нас комбинированный инструмент, то подача при рассверливании равна подаче при сверлении:

Определим скорость резания.

где, С_v - поправочный коэффициент; [3, табл.29, с.279]

q, y, m, х - показатели степени; [3, табл.29, с.279]

Т - период стойкости сверла, мин; [3, табл.30, с.279]

К_v - общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания.

Определим крутящий момент при рассверливании.

где, С_М - поправочный коэффициент; [3, табл.32, с.281]

q, y, - показатели степени; [3, табл.32, с.281]

Кр - коэффициент, учитывающий фактические условия обработки; [3, табл.9, с.264]

Определим осевую силу при рассверливании.

где, С_Р - поправочный коэффициент; [3, табл.32, с.281]

q, y, - показатели степени; [3, табл.32, с.281]

5.3. Определим мощность резания

Где n - частота вращения инструмента, об/мин.

Проверка возможности обработки:

- обработка возможна

6. Профиль стружечной канавки

Профиль стружечной канавки должен создавать благоприятные условия для размещения и транспортирования стружки, и одновременно должен обеспечить нужную форму режущих кромок, чаще всего прямолинейную.

Большой радиус профиля

Меньший радиус профиля

Ширина профиля

7. Определим длину сверла

Длина первой ступени:

где, l_К=6,35мм - длина заборного конуса;

l_ф=1,44мм - глубина фаски;

l_П=1,5мм - длина перебега сверла в зависимости от его диаметра;

l_зат=1,7d=38,71мм - запас на переточку сверла;

l₁=52мм - длина ступени.

Длина второй (конечной) ступени:

где, l_сп=30мм - длина второй (последней) ступени;

l_Г=14мм - длина стружечной канавки неполной глубины, необходимая для выхода фрезы;

l_зат=1,7d=46мм.

Рисунок 2.2 - Составляющие элементы длины сверла

8. Площадь поперечного сечения сверла

Увеличение площади поперечного сечения сверла повышает прочность и жесткость сверла, до определенного момента способствует увеличению его стойкости.

Дальнейший рост площади сечения ухудшает отвод стружки.

Оптимальная площадь поперечного сечения сверла:

Максимально допустимая площадь поперечного сечения сверла:

9. Критическая сжимающая сила

Критической сжимающей силой является осевая нагрузка, которую стержень выдерживает без потери устойчивости. Комбинированный инструмент можно представить в виде нагруженных осевой силой стержней различных диаметров.

где, η=6,42 - коэффициент критической нагрузки, [2, табл.5, с.23]

Е - обобщенный модуль упругости материала сверла,

J_2min=0,0039D⁴ - наименьший из главных центральных моментов инерции сверла.

Проверка сверла на устойчивость:

- устойчивость обеспечена

где, k_ф=1 - коэффициент формы перемычки.

10. Хвостовик сверла

Форма хвостовика определяется формой посадочного отверстия станка, в котором крепится сверло, и его диаметром:

Средний диаметр конического хвостовика определяется зависимостью:

где, μ=0,1 - коэффициент трения (сталь по стали);

α_К=1^о26`16`` - половина угла конуса Морзе;

Δ α_К=5` - отклонение угла конуса.

Т. к. d_хв≥12мм - хвостовик конический.

Максимальный диаметр конуса Морзе определяется зависимостью:

По максимальному диаметру конуса Морзе определим номер конуса и его размеры [4, табл.6.21., с.189].

Конус Морзе №3 со следующими конструктивными размерами:

конусность 1: 19,922=0,05020;

D = 23,825мм; a = 5мм; D₁ = 24,1мм; d₂ = 19,8мм;

l_3max = 94мм; b = 7,9мм; e_max = 20мм; R_max = 7мм.

Рисунок 2.3 - Основные размеры наружных инструментальных конусов Морзе ГОСТ 25557 - 82

3. Проектирование шлицевой протяжки

Исходные данные:

Шлицевая втулка - b-10×82×92H12×10D9,наружный диаметр шлицев D = 92Н12 (^+0,35) мм;

внутренний диаметр шлицев d = 82Н14 (^+0,87) мм;

число шлицев n = 10;