Силовая напряженность процесса сверления инструментом с модернизированной геометрией режущей части Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

К.Ф. Мартыненко, Я.И. Барац СИЛОВАЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ ПРОЦЕССА СВЕРЛЕНИЯ ИНСТРУМЕНТОМ С МОДЕРНИЗИРОВАННОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ РЕЖУЩЕЙ ЧАСТИ

Многие производители инструмента работают над совершенствованием конструкции спиральных сверл для обеспечения более высоких режимов резания, а также увеличения стойкости инструмента. Исключение из конструкции сверла поперечной режущей кромки значительно снижает силовую напряженность процесса сверления, главным образом осевую силу при сверлении, стойкость сверла при этом увеличивается приблизительно в 1,5 раза.

Сверло, режущая кромка, перемычка, поверхность, угол при вершине, стойкость

K.F. Martynenko, Y.I. Barats POWER INTENSITY OF PROCESS OF DRILLING BY THE TOOL WITH THE MODERNISED GEOMETRY OF A CUTTING PART

Many manufacturers of the tool work above perfection of a design of spiral drills for maintenance of higher modes of cutting, and also increase in stability of the tool. Exclusion from the construction of drill lateral edge significantly reduces the force strength of drilling, mainly axial for ceduring drilling, drill resistance increases approximately 1.5 times.

Drill, cutting edge, bridge, surface, vertex angle, resistance

Основные задачи повышения точности и производительности обработки отверстий концевыми инструментами решаются за счет оптимизации конструктивных параметров инструмента и режимов резания. Многие производители инструмента работают над совершенствованием конструкции спиральных сверл для обеспечения более высоких режимов резания, а также увеличения стойкости инструмента.

Известно, что перемычка не участвует в резании, а создает неблагоприятную силовую напряженность процесса. На ее долю приходится более 35% осевой силы Ро при сверлении. Силы, препятствующие продвижению сверла в материал, преодолеваются за счет механизма подачи станка, который и рассчитывается по максимальной осевой силе Ро [1].

Для решения задачи повышения точности и производительности обработки предлагается опытный образец сборного сверла с обратным углом при вершине, режущие кромки которого лежат в одной плоскости.

Рис. 1. Общий вид сверла

Режущая часть сверла состоит из 2 пластин, одна из которых является несущей и выполнена единым целым с хвостовиком сверла. Вторая пластина тоньше и крепится к несущей пластине посредством 5 винтов.

3

/1-/1

Ж /у\

ШІЇЩ-

Шкг1

Опытный образец сверла был изготовлен из стали Р6М5, твердость рабочей части 58ИКС, диаметр сверла - 024 мм, конус Морзе №3 по ГОСТ 2847-67.

Поверхности сопряжения пластин шлифовались до параметра Яа 1,25 для исключения возможного зазора между ними. На боковых поверхностях пластин шлифовались ленточки шириной 2 мм для снижения трения боковин сверла о стенки отверстия.

Режущие пластины сверла были заточены по двум плоскостям.

Рис. 3. Геометрия режущей части сверла Рис. 4. Углы заточки режущих пластин

Для оценки эксплуатационных характеристик сверла были проведены сравнительные испытания. В качестве исследуемого аналога взяли стандартное спиральное сверло 024 мм из быстрорежущей стали Р6М5. Исследования включали экспериментальное определение крутящего момента иосевой силы при сверлении.

Ф2Ь

Яа 1,25

. х Б (ММ/об)

п (об/мин)

Рис.5. Зависимость крутящего момента

Mkp

от числа оборотов п (s=0,175 мм/об) при сверлении отв. 024 мм.

1 - спиральное сверло, 2 - сборное сверло

Рис.6. Зависимость крутящего момента

Мкр

от подачи s (п=125 об/мин) при сверлении отв. 024 мм. 1- спиральное сверло,

2 - сборное сверло

Исследования сил резания проводились на токарно-винторезном станке 16К20 с помощью специально изготовленной оснастки.

Рис.7. Зависимость осевой силы Ро от числа оборотов п ^=0,175 мм/об) при сверлении отв.

024 мм.

1 - спиральное сверло, 2-сборное сверло

Первые результаты экспериментов дашют основание утверждать, что данная конструкция сверла является перспективной. Из графиков на рис.5-7 видно, что крутящий момент при сверлении сборным сверлом не превышает, а при меньших значениях п даже уступает значениям, полученным при работе спиральным сверлом. Значение осевой силы Ро при этом падает более чем на 30%.

Представленная конструкция сверла позволяет снизить силовую напряженность процесса сверления, а также получать отверстия с более высоким качеством поверхности.

При этом надо отметить, что применение сверл данной конструкции целесообразно при достаточно большой жесткости системы СПИД и позволяет вести эффективную обработку на станках револьверного типа, когда инструмент неподвижен.

ЛИТЕРАТУРА

1. Винников И.З., Френкель М.И. Сверловщик. М.: Высш. шк., 1971. 288 а

2. Родин П.Р. Геометрия режущей части спирального сверла. Киев: Техшка, 1971. 37 с.

3. Попов С.А., Дибнер Л.Г., Каменкович А.С. Заточка режущего инструмента. М.: Высш. шк., 1970. 316 с.

Барац Яков Ильич -

доктор технических наук, профессор кафедры «Технология, оборудование электрофизических и электрохимических методов обработки материалов»

Саратовского государственного технического университета

Статья поступила в редакцию 20.05.2011, принята к опубликованию 27.05.2011

Barats Yacov Ilyich -

Doctor of Technical Sciences, Department of «Technology, equipment electrical and electrochemical methods of processing materials», Saratov State Technical University