Расчет силы резания при сверлении, рассверливании и зенкеровании

 

При сверлении глубина резания t = 0,5D (рис. П 6.1, а), при рассверливании, зенкеровании и развертывании t = 0,5(D - d) (рис. П 6.2, б).

 

Рисунок П 6.1 Схема резания: а – сверление; б – рассверливание, зенкерование

 

Крутящий момент M_кр, Н·м, и осевая сила P_о, Н, определяются по следующим формулам:

 

- при сверлении:

 

- при рассверливании и зенкеровании:

где D - диаметр сверла, зенкера, мм;

t - глубина резания, мм;

s - подача, мм/об;

C_M, C_p, q, x, y, K_p – коэффициенты.

 

Значения коэффициентов C_M, C_p и показателей степени q, x, y приведены в таблице П 6.1.

Коэффициент K_p, учитывающий фактические условия обработки, определяется по таблице П 6.2

 

Таблица П 6.1 Значения коэффициентов C_M, C_p и показателей степени q, x, y в формулах крутящего момента M_кр и осевой силы P_о при сверлении, рассверливании и зенкеровании

 

Таблица П 6.2 Поправочный коэффициент К_p для стали и чугуна, учитывающий влияние условий обработки на силовые зависимости при сверлении, рассверливании и зенкеровании

 

Примечание: В числителе приведены значения показателя степени n для твердого сплава, в знаменателе – для быстрорежущей стали.

 

 

Приложение 7

 

Расчет погрешности закрепления ε_З

 

1. Расчет погрешности закрепления ε_З по справочнику: Вардашкин Б.Н. и др. «Станочные приспособления» [1]

 

Погрешность закрепления εз - разность предельных расстояний от измерительной базы до установленного на размер инструмента, возникающая под действием сил закрепления (рис. П 7.1) [1].

 

 

 

Рисунок П 7.1 Схема формирования погрешности закрепления ε_З: а – схема обработки; б – основные составляющие; Q – сила закрепления; Y – смещение заготовки; ε_ЗО - основная составляющая; ε_ЗИ - составляющая, связанная с износом опор

 

На погрешность закрепления ε_з наибольшее влияние оказывают следующие факторы: непостоянство силы закрепления Q, неоднородность шероховатости и волнистости базы заготовок, износ опор.

Погрешность закрепления ε_з определяется по следующей формуле:

ε_з = cosβ(ε_зо + ε_зи),

 

 

где  - основная погрешность закрепления;

ε^I_з - погрешность из-за непостоянства силы закрепления Q;

ε^II_з - погрешность закрепления из-за неоднородности шероховатости базы заготовок;

ε^III_з- погрешность закрепления из-за неоднородности волнистости базы заготовок;

ε_зи - погрешность закрепления из-за износа опорной поверхности установочного элемента.

β - угол между направлением выдерживаемого размера и направлением наибольшего перемещения.

 

 

Таблица П 7.1 Формулы для расчета погрешности закрепления ε_З

 

Примечания: 1. Q – сила, действующая по нормали на опору, Н;

2. q – суммарная линейная нагрузка, действующая по нормали к рабочим поверхно-

стям призмы, Н/см;

3. Индексы «з» и «о» означают, что рассматриваемые параметры относятся к заготовке и к опоре соответственно;

4. Упругая постоянная материалов контактирующих заготовки и опоры (1/ГПа):

5. E_о, E_з, μ_о, μ_з - соответственно модули упругости, ГПа, и коэффициенты Пуассона материала опоры и заготовки;

6. HB – твердость материала заготовки по Бринеллю;

7. C’ - безразмерный коэффициент стеснения, характеризующий степень упрочнения поверхностных слоев обработанных баз заготовки (см. табл. П 7.4);

8. d – диаметр цилиндрической базы заготовки;

9. IT_d – допуск на диаметр d, мм;

10. σ_т - предел текучести материала заготовки, МПа;

11. A – номинальная площадь опоры, мм²;

12. Радиус изношенной сферической опоры, мм: r_и = r² /(r - 8u), где r – радиус неизношенной сферической опоры (ГОСТ 13441-68), мм;

13. u – линейный износ опоры (призмы), мм;

14. 2α° - угол призмы;

15. R_max  - наибольшая высота неровностей профиля, мкм (см. табл. П 7.4);

16. R_z - высота неровностей профиля по десяти точкам, мкм (см. табл. П 7.3);

17. R_a - среднеарифметическое отклонение профиля, мкм;

18. Для практических расчетов принимают R_max ≈ 1,25R_z ≈ 6R_a;

19. υ и b – безразмерные параметры опорной кривой (см. табл. П 7.3 и П 7.4);

20. W и R_В – соответственно высота и длина волны поверхности, мкм (указанные параметры характерны для волнистости поверхности, см. табл. П 7.3 и П 7.4);

21. Безразмерный приведенный параметр кривой опорной поверхности, характеризующий условия контакта базы заготовки с опорой:

22. Безразмерный коэффициент, учитывающий влияние износа призм:

где R_и - радиус изношенной поверхности призмы, мм; если обрабатываемая поверхность заготовки расположена с одной стороны от призмы, то

если обрабатываемая повть заготовки расположена с двух сторон от призмы, то

23. C_м, C_в, C_ш - безразмерные расчетные коэффициенты (см. табл. П 7.2);

24. При проектном расчете опор, не бывших в эксплуатации, принимают r_и = r, u=0 и K_и = 1;

25. Величины с индексом «Δ» определяют непостоянство соответствующих параметров;

26. Коэффициенты K, a, K₁, a₁ определяют по табл. П 7.2;

27. Параметры качества поверхности заготовок определяют по табл. П 7.3 и П 7.4;

28. Параметры шероховатости базирующей поверхности призм: Rz_о = 3,5 мкм, ν_о = 2 - для новых призм; Rz_о = 1,1 мкм, ν_о = 1,4 - для призм, бывших в эксплуатации.

 

Значения составляющих ε^I_з, ε^II_з, ε^III_з, ε_зи силы закрепления ε_з определяются в зависимости от типа опоры по формулам таблицы П 7.1.

 

Таблица П 7.2 Данные для определения коэффициентов С_м, С_в, С_ш

Таблица П 7.3 Параметры качества цилиндрических баз заготовок

Таблица П 7.4 Параметры качества плоских баз стальных и чугунных заготовок

2. Расчет погрешности закрепления ε_З по справочнику: Косилова А.Г. и др. «Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении» [3]

 

Формулы для расчета погрешности закрепления ε_з в зависимости от типа опоры приводятся в таблице П 7.5 [3].

 

Таблица П 7.5 Формулы для расчета погрешности закрепления ε_З

 

 

 

Продолжение таблицы П 7.5

 

Обозначения: HB – твердость материала; Q – сила, действующая по нормали к опоре, кгс;

F – площадь контакта опоры с заготовкой, см²; 

l – длина образующей, по которой происходит контакт, см; 

R_z – шероховатость поверхности заготовки, мкм.

 

 

Приложение 8

 

Рекомендации по выбору типа установочных элементов