CC BY
18
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
Том 241 1975
СТЕПЕНЬ И ГЛУБИНА НАКЛЕПА ПОВЕРХНОСТИ ОТВЕРСТИЯ ПРИ ГЛУБОКОМ СВЕРЛЕНИИ ТВЕРДОСПЛАВНЫМИ СВЕРЛАМИ ОДНОСТОРОННЕГО РЕЗАНИЯ
А. В. ВОДОПЬЯНОВ
(Представлена научным семинаром кафедры оборудования и технологии сварочного производства)
В последние годы для сверления глубоких точных отверстий нашли широкое применение твердосплавные сверла одностороннего резания с наружным подводом смазочно-охлаждающей жидкости и внутренним отводом стружки (рис. 1). Формирование поверхности отверстия при работе этими сверлами в отличие от сверл двустороннего резания осу-
пн-
700
гоо
500 400 ЗСО
200
П =309 ^/м/«
\ «
\ \
\ о < ?ч7ч X • •
\ о< э о
1 1 1 1 ••
Ю 20 20 ¿0 50 60 70 2лу6ина слоя.
Рис. 2
£
/^и
ществляется за счет двух процессов — резания и пластического деформирования направляющими^ а и б (рис. 1).
Процесс деформирования способствует значительному снижению шероховатости поверхности, повышению ее твердости и износостойкости. Последнее обстоятельство имеет важное значение для многих детален, в частности, для стволов отбойных, клепальных и рубильных молотков. Необходимая твердость поверхности центрального канала на этих деталях достигается за счет термообработки, наличие которой значительно увеличивает трудоемкость изготовления стволов, поскольку по существующему технологическому процессу следует шлифование и хонинго-вание закаленной поверхности. После этих операций отверстие получается с точностью до третьего класса и шероховатостью поверхности, соответствующей V восьмому классу чистоты. 90
Практически такая же точность и шероховатость достигается непосредственно после сверления твердосплавными сверлами одностороннего резания (рис. 1). Поэтому представляло большой интерес выяснить, насколько возрастает твердость поверхностного слоя отверстия после прохода сверла по сравнению с исходной твердостью.
В данной статье приводятся результаты исследования глубины и степени наклепа поверхности отверстия.
Сверление глубоких отверстий диаметром 35 мм на длину до 400 мм проводилось в заготовках (сталь 45) типа стволов отбойных молотков на специальной установке, созданной на базе токарно-винторезного станка мод. 163. Опыты проводились при скоростях резания V — — 88—137 м/мин и подачах 5 = 0,11-^0,15 мм/об. Степень и глубина наклепа поверхностного слоя определялись путем измерения микротвердости на образцах, вырезанных из просверленных деталей. Микротвердость измерялась на поверхности косого среза, расположенного под углом Т к оси отверстия, на приборе ПМТ-3 при нагрузке на пирамиду 100 с?.
Основные результаты исследования представлены на рис. 2, 3, 4.
Как следует из рис. 2, глубина и степень наклепа поверхностного слоя отверстия весьма значительны: так, микротвердость поверхностного слоя при сверлении с подачей 5 = 0,10 мм/об превышает исходную почти в два раза, а при подаче 5 = 0,15 мм/об в 2,5 раза.
Из рис. 3 можно отметить, что закономерность изменения степени наклепа по глубине последнего практически одинакова в пределах изменения скорости резания от 88 до 137 м/мин. Это надо считать вполне за-
Им
600 500 Ш 300 200
Нч
! 3 \° - П^ВОО06/** -, &-П={№о61мин> Л- П*1250о6/МиЯ1
X \
8 \ > »
О X Ч
а «а.©*—дх0 1 1
<0 20 30 40 50 60 70 2 луди но слоя -
\ 5 = 0,1 ""/об » 5 -йЩ/агшя пш 0,05м« п = 800о&кюн, й -обратная кон ОЛ*» £
ьоо
«г
500
| '■00
300
£ ¿00
\
I 1
Ш 20 30 40 50 60 70
2лу5ит с.т
1
Рис. 3
Рис. 4
кономерным, поскольку в этих опытах не отмечалось повышения нормальной нагрузки на упорную направляющую с ростом скорости. Нормальная нагрузка определялась расчетным путем на основании экспериментальных данных по замеру суммарных главной составляющей силы резания Рг и радиальной составляющей силы резания Ру (рис. 1) при различных скоростях резания.
Проведенные исследования показали, что с уменьшением угла при вершине внешнего участка главной режущей кромки сверла (рис. 1) от 10 до 20° степень и глубина наклепа практически не изменились. Это можно объяснить тем, что с ростом угла ф1 возросла в основном только радиальная составляющая силы резания Ру, которая в общем балансе сил, действующем на упорную направляющую, относительно невелика.
Изменение конструкции направляющих а, б (рис. 1), а именно их длины от 5 до 25 мм и обратной конусности от 0,05 до 0,8 мм на 100 мм
показало, что наклеп несколько увеличивается с уменьшением обратной конусности направляющих (рис. 4).
При измерении микротвердости поверхностного слоя в различных сечениях заготовки не было обнаружено изменения степени и глубины наклепа по глубине сверления. Это объясняется тем, что силы резания также практически не возрастали к концу сверления ввиду незначительного износа режущих кромок сверла.
Таким образом, твердость поверхностного слоя отверстия превышает исходную в 2—2,5 раза. Учитывая, что при термообработке стволов отбойных молотков твердость увеличивается не более чем в 2,8 раза, представляется реальным исключить термообработку при использовании метода глубокого сверления твердосплавными сверлами одностороннего резания.
