Таблица 1. Режимы резания при сверлении стали
| Диаметр сверла, мм | Скорость резания, м/мин | Частота вращения, об/мин | Подача, мм/об | Материал сверла |
|---|---|---|---|---|
| 2 | 25-35 | 4000-5600 | 0.05-0.08 | HSS P6M5 |
| 3 | 25-35 | 2650-3700 | 0.08-0.12 | HSS P6M5 |
| 5 | 25-35 | 1600-2200 | 0.12-0.18 | HSS P6M5 |
| 8 | 25-35 | 1000-1400 | 0.18-0.25 | HSS P6M5 |
| 10 | 25-35 | 800-1100 | 0.22-0.30 | HSS P6M5 |
| 12 | 25-35 | 660-930 | 0.25-0.35 | HSS P6M5 |
| 16 | 25-35 | 500-700 | 0.30-0.40 | HSS P6M5 |
| 20 | 25-35 | 400-560 | 0.35-0.50 | HSS P6M5 |
| 25 | 25-35 | 320-450 | 0.40-0.60 | HSS P6M5 |
Таблица 2. Режимы резания для цветных металлов
| Материал | Диаметр сверла, мм | Скорость резания, м/мин | Частота вращения, об/мин | Подача, мм/об |
|---|---|---|---|---|
| Алюминий | 5 | 80-120 | 5100-7600 | 0.15-0.25 |
| 10 | 80-120 | 2550-3800 | 0.25-0.35 | |
| 20 | 80-120 | 1270-1900 | 0.40-0.60 | |
| Латунь | 5 | 60-90 | 3800-5700 | 0.12-0.20 |
| 10 | 60-90 | 1900-2850 | 0.20-0.30 | |
| 20 | 60-90 | 950-1430 | 0.35-0.50 | |
| Нержавеющая сталь | 5 | 15-20 | 950-1270 | 0.08-0.12 |
| 10 | 15-20 | 480-640 | 0.15-0.25 | |
| 20 | 15-20 | 240-320 | 0.25-0.35 |
Таблица 3. Рекомендуемые подачи при сверлении (мм/об)
| Диаметр сверла, мм | Конструкционная сталь | Легированная сталь | Чугун | Алюминиевые сплавы | Медные сплавы |
|---|---|---|---|---|---|
| 2-3 | 0.05-0.08 | 0.04-0.06 | 0.06-0.10 | 0.08-0.12 | 0.06-0.09 |
| 4-5 | 0.08-0.12 | 0.06-0.10 | 0.10-0.15 | 0.12-0.18 | 0.09-0.14 |
| 6-8 | 0.12-0.18 | 0.10-0.15 | 0.15-0.22 | 0.18-0.25 | 0.14-0.20 |
| 9-12 | 0.18-0.25 | 0.15-0.20 | 0.22-0.30 | 0.25-0.35 | 0.20-0.28 |
| 13-16 | 0.25-0.35 | 0.20-0.28 | 0.30-0.40 | 0.35-0.45 | 0.28-0.38 |
| 17-25 | 0.35-0.50 | 0.28-0.40 | 0.40-0.60 | 0.45-0.65 | 0.38-0.55 |
| 26-40 | 0.50-0.80 | 0.40-0.65 | 0.60-1.00 | 0.65-1.20 | 0.55-0.90 |
Таблица 4. Поправочные коэффициенты для режимов резания
| Условия обработки | Коэффициент K1S | Применение |
|---|---|---|
| Обычные условия сверления | 1.0 | Стандартное сверление в жестких деталях |
| Тяжелые условия сверления | 0.6 | Детали малой жесткости, наклонные поверхности |
| Повышенная точность | 0.85 | Отверстия высокой точности |
| Чугунные детали | 1.2 | Обработка серого и ковкого чугуна |
| Глубокое сверление (L > 5D) | 0.7-0.8 | Сверление глубоких отверстий |
| Без охлаждения | 0.7 | Сухое сверление |
Таблица 5. Смазочно-охлаждающие жидкости по материалам
| Обрабатываемый материал | Рекомендуемая СОЖ | Концентрация, % | Расход, л/мин |
|---|---|---|---|
| Конструкционная сталь | Эмульсия на водной основе | 5-8 | 3-5 |
| Легированная сталь | Компаундированное масло | - | 2-4 |
| Нержавеющая сталь | Специальная эмульсия + масло | 8-12 | 5-8 |
| Чугун серый | Без охлаждения (всухую) | - | - |
| Алюминиевые сплавы | Керосин + эмульсия | 5-8 | 4-6 |
| Латунь, бронза | Без охлаждения или минимальное | 3-5 | 1-2 |
| Титановые сплавы | Специальная СОЖ | 10-15 | 8-12 |
Оглавление статьи
1. Основные элементы режимов резания при сверлении 2. Расчет скорости резания и частоты вращения 3. Определение подачи в зависимости от диаметра сверла 4. Влияние материала заготовки на режимы резания 5. Поправочные коэффициенты и особые условия сверления 6. Применение смазочно-охлаждающих жидкостей 7. Практические рекомендации по оптимизации процесса1. Основные элементы режимов резания при сверлении
Режимы резания при сверлении представляют собой совокупность параметров, определяющих эффективность и качество обработки отверстий. В соответствии с ГОСТ 25762-83 под термином «режимы резания» понимается совокупность числовых значений глубины резания, подачи и скорости резания. Основными элементами являются скорость резания (V), подача (S) и глубина резания (t).
При сверлении глубина резания составляет t=0,5D, при рассверливании t=0,5(D-d), где D - диаметр получаемого отверстия, d - диаметр исходного отверстия. Эти параметры должны обеспечивать максимальную производительность при сохранении требуемого качества обработки и стойкости инструмента.
Глубина резания при сверлении: t = 0,5 × D
Частота вращения: n = (1000 × V) / (π × D)
Машинное время: tм = L / (S × n)
Выбор оптимальных режимов резания требует комплексного подхода, учитывающего тип обрабатываемого материала, геометрические параметры сверла, характеристики оборудования и требования к точности обработки. Для сверл из быстрорежущих сталей скорость резания v=25-35 м/мин, для сверл из инструментальных сталей v=12-18 м/мин, для твердосплавных сверл v=50-70 м/мин.
↑ К оглавлению2. Расчет скорости резания и частоты вращения
Скорость резания является одним из ключевых параметров, определяющих производительность и стойкость сверла. Чем тверже материал, тем медленнее скорость резания, и наоборот. Например, для обработки таких материалов, как сталь, потребуется более низкая скорость резания по сравнению с латунью и алюминием.
Частота вращения шпинделя рассчитывается на основе выбранной скорости резания и диаметра сверла. Число оборотов шпинделя меняется в зависимости от диаметра сверления. Так, сверла большего размера должны работать на более низких скоростях, чем сверла меньшего размера.
При расчете частоты вращения необходимо учитывать ограничения оборудования и корректировать теоретические значения в соответствии с паспортными данными станка. Рассчитанные значения подачи соответствуют обработке отверстий нормальной точности в стальных деталях.
↑ К оглавлению3. Определение подачи в зависимости от диаметра сверла
Подача на оборот является критическим параметром, влияющим на качество поверхности, точность отверстия и стойкость инструмента. Для расчета подачи сверла применяется формула s = C × D^0,6, где C - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, D - диаметр сверла.
Выбор подачи должен обеспечивать образование стружки оптимальной толщины, что способствует эффективному отводу тепла и предотвращению налипания материала на режущие кромки. Приведенные подачи применяют при сверлении отверстий глубиной l ≤ 3D с точностью не выше 12-го квалитета в условиях жесткой технологической системы.
При обработке отверстий повышенной точности подсчитанное значение подачи должно быть умножено на поправочный коэффициент равный 0,85, а для обработки чугунных деталей – на поправочный коэффициент равный 1,2. Эти корректировки позволяют адаптировать режимы к конкретным условиям обработки.
↑ К оглавлению4. Влияние материала заготовки на режимы резания
Тип обрабатываемого материала существенно влияет на выбор режимов резания. Каждый материал имеет свои особенности обработки, которые необходимо учитывать при назначении параметров резания.
Стали конструкционные и легированные
Для конструкционных сталей с пределом прочности до 600 МПа рекомендуются скорости резания 25-35 м/мин при использовании быстрорежущих сверл. Легированные стали требуют снижения скорости на 15-20% и применения специальных СОЖ.
Нержавеющие стали
Нержавейку нужно сверлить медленнее, чем сталь. Она относится к труднообрабатываемым металлам. Этот материал имеет свойство становиться еще тверже при нагревании. Рекомендуется использовать минимальные обороты 100-200 об/мин с равномерной подачей.
Цветные металлы
Алюминиевые сплавы позволяют работать на повышенных скоростях резания 80-120 м/мин благодаря хорошей теплопроводности. Латунь и бронза обрабатываются на средних режимах без применения СОЖ.
5. Поправочные коэффициенты и особые условия сверления
K1S — коэффициент, характеризующий условия сверления: для «обычных» условий сверления K1S = 1,0, для тяжелых условий K1S = 0,6. Эти коэффициенты позволяют адаптировать стандартные режимы к конкретным производственным условиям.
Тяжелые условия сверления
Под тяжелыми условиями подразумевается сверление отверстий в деталях малой жесткости, для получения сквозных отверстий, отверстий на наклонных поверхностях. В таких случаях необходимо снижать режимы резания для предотвращения вибраций и обеспечения точности обработки.
Глубокое сверление
При сверлении отверстий глубиной более 5 диаметров сверла необходимо применять специальные технологические приемы: периодический отвод сверла для удаления стружки, усиленное охлаждение, снижение подачи на 20-30%.
Для повышенной точности: S × 0,85
Для чугуна: S × 1,2
Для глубокого сверления: S × 0,7-0,8
Без охлаждения: V × 0,7
Выбор поправочных коэффициентов должен основываться на конкретных условиях обработки, включая жесткость технологической системы, требования к точности и качеству поверхности, а также характеристики используемого оборудования.
↑ К оглавлению6. Применение смазочно-охлаждающих жидкостей
Для уменьшения трения инструмента о стенки отверстия сверление производят с подводом смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), особенно при обработке стальных и алюминиевых заготовок. Правильный выбор СОЖ позволяет значительно повысить эффективность процесса сверления.
Функции СОЖ
Охлаждение при сверлении понижает температуру сверла, нагревающегося от теплоты резания и трения о стенки отверстия, уменьшает трение сверла об эти стенки и, наконец, способствует удалению стружки. Это позволяет повысить скорость резания в 1,4-1,5 раза.
Типы СОЖ по материалам
В качестве СОЖ используются раствор эмульсии (для конструкционных сталей), компаундированные масла (для легированных сталей), раствор эмульсии и керосин (для чугуна и алюминиевых сплавов).
Рекомендуемое охлаждение при сверлении любого из материалов - сверлильная эмульсия, либо охлаждающее масло, кроме сверления чугуна и бронзы - где сверление необходимо производить всухую. Подача СОЖ должна обеспечивать эффективное охлаждение зоны резания и удаление стружки.
↑ К оглавлению7. Практические рекомендации по оптимизации процесса
Эффективное сверление требует комплексного подхода к выбору и корректировке режимов резания в зависимости от конкретных производственных условий. Для сохранности инструмента при сверлении следует работать с максимально допустимыми скоростями резания и с минимально допустимыми подачами.
Контроль качества процесса
Признаками правильно выбранных режимов являются: равномерное образование стружки, отсутствие чрезмерного нагрева сверла, хорошее качество поверхности отверстия, отсутствие вибраций и биений. При появлении нежелательных явлений необходима корректировка параметров.
Последовательность назначения режимов
Рекомендуется следующий порядок: определение диаметра сверла по ГОСТ 885-77, выбор материала инструмента, назначение глубины резания, определение подачи по таблицам, расчет скорости резания с учетом поправочных коэффициентов, вычисление частоты вращения, выбор СОЖ.
Оптимизация режимов резания должна учитывать экономические факторы: стоимость инструмента, производительность обработки, требования к качеству. Правильно выбранные режимы обеспечивают минимальную себестоимость при требуемом качестве продукции.
↑ К оглавлениюОтказ от ответственности
Данная статья носит исключительно ознакомительный и информационный характер. Представленные в статье режимы резания и технические данные предназначены для общего ознакомления с принципами обработки металлов резанием.
Автор не несет ответственности за возможные последствия применения представленной информации в производственной деятельности. Перед практическим применением любых режимов резания необходимо:
• Провести тщательную проверку соответствия параметров конкретным условиям производства
• Учесть характеристики используемого оборудования и инструмента
• Соблюдать требования техники безопасности
• Консультироваться со специалистами в области металлообработки
Источники информации
1. ГОСТ 25762-83 "Режимы резания. Термины и определения"
2. ГОСТ 885-77 "Сверла спиральные. Диаметры"
3. Методическое пособие МГТУ им. Н.Э. Баумана "Выбор режимов резания: сверление, зенкерование, развертывание", 2007
4. Справочники по режимам резания металлов
5. Технические материалы производителей металлорежущего инструмента
