Выбор режима резания при обработке отверстий

Обработка отверстия на сверлильных станках совершается в результате двух движений: вращения инструмента вокруг его оси D_г (главное движение резания) и осевого перемещения инструмента D_S (движение подачи).

Элементами режима резания при обработке отверстия являются:

— скорость главного движения резания υ, м/мин, вычисляемая по формуле:

υ = πDn /1000, (1.11)

где D — диаметр инструмента (сверла, зенкера, развёртки), мм; n — частота вращения шпинделя, об/мин;

— подача (величина перемещения инструмента) за один оборот S_о, мм/об.

S_о = S_z z, (1.12)

где S_Z — подача инструмента за время его поворота на одно режущее лезвие (зуб), мм/зуб; z — число режущих лезвий; при нарезании резьбы S_о = S_р, где S_р — шаг нарезаемой резьбы;

— глубина резания t, мм; при сверлении глубина резания равна половине диаметра сверла t = D /2; при рассверливании, зенкеровании, развёртывании

t = (D – d)/ 2, (1.13)

где D и d — диаметры обработанного и обрабатываемого отверстий соответственно.

Значения элементов режима резания назначают в зависимости от марки обрабатываемого материала, технологического метода обработки, материала режущей части инструмента, диаметра инструмента и требований к обрабатываемому отверстию. При этом обычно пользуются справочными таблицами, номограммами или проводят расчёты по формулам теории резания.

На изучаемом радиально-сверлильном станке значения частоты вращения шпинделя и подачу при сверлении, зенкеровании, развёртывании и нарезании резьбы выбирают с помощью специального устройства (рис. 1.25) следующим образом.

Диск 1 устройства устанавливают так, чтобы стрелка «А» находилась против заданного диаметра инструмента или ближайшего его значения. В колонке «Материал детали» находят материал обрабатываемой заготовки, а в секторе «Скорость резания» по этому материалу выбирают для нужного метода обработки рекомендуемую скорость резания. Значение скорости резания при зенкеровании выбирают по сектору, содержащему данные для сверления.

На шкале «V»подвижной части диска 1 находят выбранную скорость резания, а напротив численного значения этой скорости – необходимую частоту вращения шпинделя n, об/мин, и соответствующие положения рукояток Р₄, Р₅ и Р₁₂.

Рис. 1.25. Устройство для определения параметров режима резания

Подачу S _о определяют по табличке «Подача» S, мм/об, на окружности устройства, соответствующей расположению заданного материала и диаметру инструмента. Устанавливают выбранное значение подачи рукояткой 2.

Значение глубины резания t при зенкеровании в зависимости от диаметра исходного отверстия и метода его получения принимают от 0,5 до 2 мм. Глубина резания при развёртывании имеет значительно меньшие значения и назначается в пределах 0,05–0,25 мм.

Методика проведения работы

В лабораторной работе предусмотрено изучение устройства станка и проведение эксперимента, по результатам которого оценивается точность размеров диаметров и шероховатость поверхности отверстий в обработанной заготовке после сверления, зенкерования и развёртывания. Для обеспечения возможности визуального осмотра обработанных поверхностей и упрощения измерения параметров шероховатости заготовку изготавливают из двух образцов 1 и 2 (рис. 1.26).

Рис. 1.26. Заготовка для проведения эксперимента

При установке на станок эти образцы жёстко скрепляют между собой с помощью двух струбцин 3. Удерживаемую струбцинами заготовку закрепляют в машинных тисках на столе станка.

Первое отверстие в заготовке-образце (поз. 4, рис. 1.26) получают сверлением, второе (поз. 5) — сверлением и зенкерованием. Третье отверстие (поз. 6) сверлят, а затем зенкеруют и развёртывают. По окончании обработки заготовку со струбцинами снимают со станка, очищают отверстия от стружки и грязи и измеряют нутромером полученные диаметры.

Нутромер является измерительным прибором относительного измерения. Перед экспериментом его настраивают «на ноль» по отверстию в эталонном кольце с известным значением диаметра отверстия D_э. Диаметр контролируемого отверстия на образце D_к вычисляют по формуле:

D_к = D_э + C, (1.14)

где С — показание на шкале нутромера, зафиксированное при измерении контролируемого отверстия.

Погрешностью обработки Δ будем считать разность между диаметром D_к контролируемого отверстия и диаметром последнего использованного при обработке отверстия инструмента D_и:

Δ = D_к – D_и. (1.15)

Достигнутый при обработке квалитет точности диаметра отверстия можно определить, сопоставив значение вычисленной погрешности с табличными значениями допустимых отклонений отверстий по ГОСТ 25346–89 «Основные нормы взаимозаменяемости. ЕСДП. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений». Фрагмент ГОСТ 25346–89 приведён в таблице 1.6.

Таблица 1.6

Допускаемые отклонения размеров отверстий диаметром 18–30 мм

Отклонения, мкм	Квалитет точности
IT7	IT8	IT9	IT10	IT11	IT12	IT13	IT14
Расположение основного отклонения поля допуска – Н
Верхнее	+ 21	+ 33	+ 52	+ 84	+ 130	+ 210	+ 330	+ 520
Нижнее

Диаметры инструментов D_и измеряют на специальном приспособлении. Оценку шероховатости поверхностей полученных отверстий осуществляют на профилометре MarSurf PS1 (приложение 2), определяя среднее значение трёх измерений высоты шероховатости поверхности по параметру Ra для каждого образца. Все результаты измерений заносят в таблицу 1.7.

Таблица 1.7

Результаты эксперимента

№ п/п	Метод обработки	Dи, мм	Dк, мм	Погрешность обработки, Δ, мм	Квалитет точности диаметра отверстия	Rа, мкм
	Сверление
	Зенкерование
	Развёртывание