Круглые плашки, их конструкция, режущая и калибрующая части, форма передней поверхности, углы резания.

Резьбонарезная плашка - это гайка, превращенная в режущий инст­румент путем сверления стружечных отверстий и формирования на зубь­ях режущих перьев передних и задних углов.

Плашки применяют для нарезания наружных резьб на болтах, вин­тах, шпильках и других крепежных деталях. По форме наружной поверх­ности плашки бывают: круглые, квадратные, шестигранные, трубные. Для слесарных работ они делаются разрезными и зажимаются в воротках.

Самое широкое применение нашли плашки круглые, как наиболее технологичные и простые в эксплуатации. Они изготавливаются из ка­либрованных прутков быстрорежущей стали на токарных прутковых станках-автоматах.

На рис. 9.28 показана конструкция круглой плашки и ее основные конструктивные и геометрические параметры. Конструктивные парамет­ры: наружный диаметр плашки D, толщина В, диаметры стружечных от­верстий d_c и окружности их центров ширина просвета с, ширина пера 6, минимальная толщина стенки е. Геометрические параметры плашки: передний угол у, задний угол а и угол заборного конуса <р. На наружной

 

 

поверхности плашки имеются 3 или 4 конических углубления с углом при вершине 90° для крепления в воротке или кольце. На этой же по­верхности плашек выполнен трапециевидный паз с углом 60°, образую­щий перемычку толщиной т = 0,4... 1,5 мм, которую после двух-трех пе­реточек плашки разрезают.

Плашки устанавливаются в воротке при работе вручную или в коль­це при работе на станках (рис. 9.29, а, б) с подвижной посадкой по на­ружному диаметру. Во избежание перекоса плашки оси крепежных вин­тов смещены относительно осей конических углублений так, чтобы на­дежно прижимать торец плашки к торцу посадочного гнезда. Винтом /, входящим в паз после разрезания перемычки, и крепежными винтами 2, входящими в углубления, можно регулировать диаметры резьбы плашки после износа.

В основном плашками нарезают остроугольную крепежную резьбу диаметром от 2 до 36 мм, реже от 42 до 48 мм. Для калибровки резьб, нарезанных другими инструментами (резцами, фрезами), применяют плашки с резьбовым диаметром d = 56... 135 мм и выше.

Наружный диаметр плашки

D = </_ц + d_c + 2е.

Диаметры d_c и </_ц рассчитываются исходя из условий свободного размещения стружки и минимальной толщины стенки е, которая задает­ся. По данным [22], для плашек диаметром D = 2...52 мм рекомендуется принимать

е = (0,6...0,9 уЛ5

С целью сокращения номенклатуры диаметров прутков, из которых плашки изготавливаются, и воротков (колец) для их крепления габарит­ные размеры плашек (D и В) нормализованы в виде рядов предпочти­тельных размеров.

Рабочая часть плашки состоит из двух взаимозаменяемых при изно­се заборных конусов с углом 2<р, расположенных с обоих торцов, и ка­либрующей части между ними. Длина режущей части из-за необходимости сокращения длины сбега резьбы на заготовках невелика и равна 1_Х = (1,5...3,0)/^>. При этом у стан­дартных плашек толщина среза на один зуб в зависимости от шага и диа­метра резьбы а_г = 0,063...0,375 мм/зуб. В сравнении с метчиками это оз­начает, что зубья плашки снимают стружки значительно большей толщи­ны и, следовательно, работают с большими усилиями резания.

Калибрующая часть плашки предназначена для калибрования резьбы. Она влияет на направление и самоподачу инструмента в процессе резания. Шлифовать резьбу на ней и тем более проводить затылование невозможно. Поэтому задние углы на зубьях равны нулю. Точность наре­заемой резьбы из-за погрешностей, вызванных термообработкой, невы­сока - не более 6А, 8А.

Чтобы уменьшить трение на калибрующей части плашки и величину искажений профиля резьбы, ее длину берут минимально возможной - обычно /₂ = (3...6)Р. Геометрические параметры плашки. Передний угол у измеряется между радиусом, проведенным в точку режущей кромки зуба (через него проходит основная плоскость), и касательной к передней поверхности (рис. 9.31). Так как последняя является частью поверхности стружечного отверстия, то передний угол получается очень большим. Его можно уменьшить путем срезания по передней поверхности зенкером (до тер мообработки) или путем под­точки шлифовальными кру­гами малых диаметров (после термообработки) на специ­альных станках при удалении части перемычки, остающей­ся после сверления стружеч­ных отверстий. При этом прямолинейный участок пе­редней поверхности делает­ся несколько больше, чем высота профиля резьбы, т.е. обрабатываемого материала: для твердых материалов Уз = 10... 15°, для легкообрабатываемых у₃ = 20...25°, у стандартных

М

Минералокерамика - это синтетический материал, в основу которого положен технический глинозем (Al₂O₃). Твердость инструментальных материалов в зависимости от температуры нагрева. Минералокерамика заменяет металлокерамические твердые сплавы в тех случаях, когда обработка осуществляется без ударов при относительно малых подачах (0 15 - 0 6 мм / об) и больших скоростях резания. Минералокерамика допускает высокие скорости резания до 300 - 400 м / мин, весьма дешевая, но недостаточно прочна и совершенно не выдерживает ударных нагрузок. Используется только для получистовых и чистовых операций при безударных нагрузках. В настоящее время ученые работают над созданием более прочных керамических материалов, что намного расширит область их применения для резания металлов. Широкое применение в настоящее время получила минералокерамика марки ЦМ-332 - микролит. По твердости (HRA 91-93), тепло- и износостойкости он превосходит твердые сплавы. К недостаткам микролита относят низкую прочность и большую хрупкость. Инструменты, оснащенные пластинками микролита, не теряют своей твердости при нагревании в процессе работы до 1200°С. Поэтому их с большой эффективностью применяют в условиях безударной нагрузки при чистовой и получистовой обработке стальных и чугунных деталей, цветных металлов и их сплавов, неметаллических материалов на высоких скоростях с небольшими глубинами резания и подачами.
Технология изготовления пластинок микролита следующая: подготовленный порошок формуют, прессуют, а затем спекают при температуре 1750-1900°С. Пластинки можно получить также литьем под давлением. К державкам инструментов пластинки крепят путем припаивания или механическим креплением. Для пайки необходимо предварительно произвести металлизацию пластинок, т. е. покрыть их поверхность тонким слоем какого-либо металла, пригодного для осуществления пайки. Минералокерамику, вследствие ее невысокой вязкой прочности, как правило, не применяют для оснащения инструментов при обработке резанием жаропрочных металлов.
Минералокерамику применяют для получистовой и чистовой обработки резанием чугунов, закаленных и улучшенных сталей, цветных и тугоплавких сплавов при высоких (до 800 м / мин) скоростях резания. Основу минералокерамики составляет а-модификация А12О3 (электрокорунд) зернистостью до 1 мкм.

Эксплуатационные характеристики минералокерамики улучшают добавлением в нее вольфрама, молибдена, бора, титана, никеля и т. д. Такие материалы называют керметами. Их используют при обработке резанием труднообрабатываемых сталей и сплавов.

 

.

Метчики, их виды и назначение, условия работы и элементы конструкции и геометрии.

Метчики широко используются в машиностроении для нарезания резьбы в отверстиях заготовок и весьма разнообразны по конструкциям и геометрическим параметрам.

Метчик - это винт, превращенный в инструмент путем прорезания стружечных канавок и создания на режущих зубьях передних, задних и других углов. Для крепления на станке или в воротке он снабжен хвосто­виком. Режущая часть метчика изготавливается чаще всего из быстроре­жущей стали, реже из твердого сплава.

Условия резания при снятии стружки метчиком очень тяжелые из-за несвободного резания, больших сил резания и трения, а также затруднен­ных условий удаления стружки. Кроме того, метчики имеют пониженную прочность из-за ослабленного поперечного сечения. Особенно отрица­тельно это сказывается при нарезании резьбы в вязких материалах мет­чиками малых диаметров, которые часто выходят из строя из-за поломок, вызванных пакетированием стружки.

Достоинствами метчиков являются: простота и технологичность конструкции, возможность нарезания резьбы за счет самоподачи, высо­кая точность резьбы, определяемая точностью изготовления метчиков.

По конструкции и применению метчики делят на следующие типы:

1) ручные (слесарные) - с ручным приводом, изготавливаются ком­плектами из двух или трех номеров;

2) машинно-ручные одинарные или в комплекте из двух номеров - с ручным или станочным приводом;

3) машинные одинарные - со станочным приводом;

4) гаечные - для нарезания резьбы в гайках на специальных станках;

5) плашечные и маточные - для нарезания и, соответственно, ка­либрования резьбы в резьбонарезных плашках;

6) специальные - для нарезания резьб различных профилей: трапе­цеидальных, круглых, упорных и т.д., а также сборные регулируемые, метчики-протяжки, конические метчики и др.

Конструктивные элементы метчиков и геометрические пара­метры режущей части. Несмотря на большое разнообразие типов мет­чиков, они имеют общие основные части, конструктивные элементы и геометрию режущей части, которые рассмотрим ниже на примере метчи­ков для нарезания остроугольной крепежной резьбы, получивших наи­большее распространение на практике.

Основными частями метчика (рис. 9.13) являются: режущая (забор­ная) и калибрующая части, стружечные канавки, число перьев и зубьев, хвостовик с элементами крепления. К геометрическим параметрам отно­сятся: ф - угол заборного конуса, играющий роль угла в плане; у и а - передний и задний углы на режущих кромках; ш - угол наклона винтовых стружечных канавок; X - осевой угол подточки передней поверхности.

Режущая часть метчика выполняет основную работу по срезанию припуска, формированию профиля нарезаемой резьбы и удалению стружки из зоны резания. Она определяет точность резьбы и стойкость метчиков.

Для распределения припуска между зубьями режущая часть выпол­няется на поверхности усеченного конуса, называемого заборным, с уг­лом ф наклона его образующей к оси. Если режущая часть получается путем срезания на конус резьбы исходного винта, то высота зубьев на нем переменная.

При этом зубья на длине режущей части 1\ срезают припуск во впа­дине резьбы детали по генераторной схеме, т.е. каждый режущий зуб участвует в формировании профиля резьбы (рис. 9.14). Использование такой схемы значительно упрощает технологии изготовления и заточки метчиков.

Известны и другие предложения по оформлению режущей части метчика, например по использованию профильной схемы резания, когда на заборном конусе нарезаются зубья с полным профилем резьбы или в качестве образующей заборной части берется не прямая, а дуга окружно­сти и др. Хотя эти варианты и позволяют повысить стойкость метчиков и точность нарезаемой резьбы, но они существенно увеличивают трудоем­кость изготовления метчиков и поэтому не нашли широкого практиче­ского применения. При генераторной схеме резания главными режущими кромками являются вершинные кромки переменной ширины, а боковые кромки зубьев - вспомогательными.

 

Число режущих зубьев метчика

z = z_Kn,

где z_K - число стружечных канавок; п - число режущих зубьев.

 

Место и значение обработки резанием среди других методов размерного формообразования деталей. Сущность процесса заключается в том, что с помощью режущего инструмента с заготовки удаляют в определенных местах так называемый припуск, последовательно приближая ее форму и размеры к требуемым, превращая ее в готовое изделие. Обработку резанием можно производить вручную и с помощью станков. При ручной обработке в качестве инструмента используют зубчатую пилу (ножовку), стамеску и долото, топор, рубанок и фуганок, резец, сверло, рашпиль и напильник, зубило, надфиль, метчик и плашку, абразивный брусок или наждачную бумагу; при станочной обработке - резец, фрезу, ножовку, ленточную или дисковую зубчатую пилу, сверло, протяжку и долбяк, метчик и плашку, абразивный круг и др.

Преимуществом обработки материалов резанием является возможность получения геометрической формы точных размеров с низкой шероховатостью поверхности при различном типе производства. Резанием обрабатывают различные материалы, свойства которых лежат в широком диапазоне: это пластичные и хрупкие материалы, металлические и неметаллические, природные и искусственные, твердые и мягкие. В подавляющем большинстве случаев, чтобы обеспечить требуемую точность размеров и формы, расположения поверхностей детали, необходимо на заключительной стадии изготовления деталей применять обработку резанием. Выполненные при обработке размеры, форма и расположение поверхностей и их шероховатость определяют фактические зазоры и натяги в соединениях деталей машин и механизмов, влияющие на их качество, технические и экономические показатели продукции.

 

 

Методика расчета режимов резания при сверлении.

Режимом резания называется совокупность элементов, определяющих условия протекания процесса резания.

К элементам режима резания относятся – глубина резания, подача, период стойкости режущего инструмента, скорость резания, частота вращения шпинделя, сила и мощность резания.

1. Глубина резания t, мм. При сверлении глубина резания t = 0,5 D,
D – диаметр отверстия после обработки.
2. Подача s, мм/об. При сверлении отверстий без ограничивающихся факторов выбираем максимально допустимую по прочности сверла подачу.

3. Скорость резания v _р, м/мин. Скорость резания при сверлении

Значения коэффициентов С_v и показателей степени m, x, y, q приведены для сверления в специальных таблицах.
Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания,
К_v = К_мv К_иv К_ιv,
где К_мv - коэффициент на обрабатываемый
К_иv – коэффициент на инструментальный материал
К_ιv, - коэффициент учитывающий глубину сверления

4. Частоту вращения n, об/мин, рассчитывают по формуле

об/мин,

где v_p – скорость резания, м/мин;

D – диаметр отверстия, мм.

После расчета частоты вращения принимают ее ближайшее меньшее значение по паспорту станка (приложение 3). Затем уточняют скорость резания по принятому значению n_пр.

5. Крутящий момент M _кр, Н·м, и осевую силу Р_о, Н, рассчитывают по формулам:

при сверлении
М_кр = 10 С_мD^qs^yК_р;
Р₀ = 10 С_р D^qs^yК_р;
Значения С_м и С_р и показателей степени q, x, y приведены в таблицах.
Коэффициент K_p, учитывающий фактические условия обработки, в данном случае зависит только от материала обрабатываемой заготовки и определяется выражением
К_р = К_мр.
6. Мощность резания N _e, 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 .

Также проверяют подачу станка и по допустимому усилию , где Р_ост – осевая сила станка

7. Основное время Т _о, мин, рассчитывают по формуле ,
где L – длина рабочего хода инструмента, мм;
Длина рабочего хода, мм, равна L=l+l₁+l₂,
где l – длина обрабатываемой поверхности, мм;
l₁ и l₂ – величины врезания и перебега инструмента, мм

 

Методика расчета режимов резания при точении.

Назначение режимов резания основывается на определении глубины, подачи и скорости резания, при которых будет обеспечена наиболее экономичная и производительная обработка поверхности (при условии выполнения заданных технических требований) по точности и шероховатости обработанной поверхности..

1. Выбирается марка инструментального материала и геометрические параметры режущей части инструмента.
2. Выбирается глубина резания. Глубина резания в основном определяется припуском на обработку, который по возможности стремятся удалить за один проход.

t=(D-d)/2,

3. Назначается подача. При черновой обработке подача назначается с учетом следующих факторов: размеров державки резца, диаметра детали, глубины резания и марки обрабатываемого материала. Для чистовой (и получистовой) обработки подача выбирается в зависимости от при вершине резца, резания и обрабатываемого материала, из всех подач выбирается минимальная подача , которая корректируется по станку.
4. Выбирается скорость резания по таблицам, подсчитываются обороты и корректируются по станку. Скорость резания выбирается в соответствии с определенными значениями глубины резания, подачи и стойкости режущего инструмента, геометрических параметров режущей части. Скорость резания назначается по соответствующим нормативам режимов резания или подсчитывается по эмпирическим формулам. v=πDn/1000 м/мин

5. Проверяется выбранный режим резания по прочности механизма подачи станка и по прочности пластинки твердого сплава. При этом должно выполнятся неравенство .
6. Проверяется выбранный режим резания по мощности или двойному крутящему моменту , причем .
7. Подсчитывается
,

После выбора всех трех элементов режима резания проверяется их соответствие мощности станка по формуле

N _ст = (P_z * v)/(60*102*η) квт,

где Р_z — сила резания в н (кГ); v— скорость резания в м/мин; η — коэффициент полезного действия станка.