Статья № 1

УНИВЕРСИТЕТ: Донецкий национальный технический университет

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ: Технология машиностроения

КАТЕГОРИЯ РАБОТЫ: Статья

АВТОРЫ: Коваленко В. И., Носко Д. И.

НАЗВАНИЕ: К ВОПРОСУ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕКОТОРЫХ

ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА СВЕРЛЕНИЯ

СДЕЛАНО: Донецк 2002

ОПУБЛИКОВАНО:Современные металлорежущие системы машиностроения/ Материалы 3-й Всеукраинской студенческой конференции. Выпуск 4-й.-Донецк: ДонНТУ, 2002.-С. 115-118.

E-MAIL: nosko@ukrtop.com

В работе рассмотрен процесс сверления с определением его параметров.

The change of some parameters of a drill (geometrical values of angles, depth of a removed layer) along a cutting edge of the tool on the basis of both references and data obtained by authors is adduced.

Работа сверла во многом определяется его конструкцией, в частности, геометрическими углами, характеризующими режущие свойства инструмента. В обычной практике инженерных расчетов значения геометрических параметров углов принимаются постоянными. В то же время более углубленное рассмотрение вопроса показывает, что некоторые из геометрических углов изменяют свои значения вдоль режущей кромки инструмента, что может оказать существенное влияние на процесс резания, в том числе на силы резания, а значит, и на точность обработки.

В настоящей работе рассмотрено изменение некоторых параметров сверла (геометрических значений углов, толщины снимаемого слоя), полученных как при анализе литературных источников, так и в рассмотренном в работе примере.

Известно [1-3], что некоторые параметры, характеризующие процесс резания, являются переменными в зависимости от положения произвольной точки А режущей кромки сверла, в которой они измеряются. Величина угла m (рис. 1) определяется зависимостью

sinm = r_c / r_x , (1)

где r_c и r_x – соответственно радиус сердцевины сверла и текущий радиус произвольной точки режущей кромки. На рис. 1 также обозначено: r – номинальный радиус сверла; w - угол наклона стружечной канавки.

Необходимые для последующего анализа расчетные зависимости геометрических параметров l , j и g _N определяют на основании данных работ [2, 3].

Угол наклона главной режущей кромки:

sinl = [(r_c / r) sinj ’] : (r_x / r) , (2)

где j ’ – угол при вершине сверла.

Углы j и j ’ связаны соотношением:

; или . (3)

Толщина срезаемого слоя при сверлении является переменной величиной и также зависит от положения анализируемой точки на режущей кромке сверла [2, 3]:

, (4)

где s – подача инструмента.

Передний угол в нормальной секущей плоскости (рис. 2) определяется из выражения

g _N = g ₂ - g ₃ , (5)

где углы g ₂ и g ₃ определяются на основе некоторых других конструктивных параметров сверла. Выражение для определения угла g ₂ зависит от вида передней поверхности сверла.

Например, для плоской передней поверхности

tgg ₂ = tgg ₁ / sinj ’ ; (6)

для передней поверхности, выполненной в виде винтовой канавки

. (7)

Угол g ₃ от вида передней поверхности не зависит:

tg g ₃ = tg m × sin j ’ . (8)

Для определения количественных значений исследуемых параметров рассмотрим конкретный пример. Пусть выполняется сверление отверстия D = 23,6 мм длиной l = 60 мм в чугуне НВ 187 – 196 (s _В = 150 МПа) твердосплавным сверлом с плоской передней поверхностью, имеющим следующие конструктивные параметры: двойной угол при вершине сверла 2j ’ = 118° ; w = 30° ; g ₁ = 6° ; r_c = 0,15r.

В соответствии с рекомендациями “Справочника” [4] получаем следующие элементы режимов резания: глубина резания t = 11,8 мм, подача s = 0,31 мм/об. Для указанных значений исходных данных определены числовые значения конструктивных параметров сверления, приведенные в табл. 1. В этой же таблице, для сопоставления, помещены также аналогичные значения параметров, принятые по литературным источникам [1-3]. На основании данных табл. 1 построены соответствующие графики, приведенные на рис. 3.

Анализ данных табл. 3 и графиков, приведенных на рис. 3, показывает, что числовые значения анализируемых параметров, полученные в настоящей работе, сопоставимы с соответствующими данными, полученными из литературных источников. В качестве замечания отметим, что в этих источниках отсутствуют некоторые сведения по изменению параметров вдоль режущей кромки сверла, например, при вычислении значений углов l , j , g _N и а. В то же время в данной работе аналогичные значения получены по всем значениям отношения (r_x / r); кроме того, приведены также числовые значения по параметру g ₃ , которые отсутствуют в вышеназванных работах.

Полученные результаты могут рассматриваться как исходный материал для последующих расчетов - например, для определения действующих в процессе сверления сил резания (в том числе неуравновешенной составляющей радиальной силы резания), увода оси отверстия, погрешностей формы обработанной поверхности в продольном сечении.

Таблица 1 – Значения некоторых параметров процесса сверления.

r_x / r	m		l			j
r_x / r	[1,2]	*	[2]	[3]	*	[3]	*
1,0	8° 30’	8° 37’	-7° 30’	-9° 15’	-7° 23’	58° 30’	58° 43’
0,8	10° 50’	10° 48’	-9° 20’	-	-9° 15’	-	58° 33’
0,6	14° 30’	14° 24’	-12° 30’	-	-12° 22’	-	58° 11’
0,4	22°	22° 02’	-19°	-	-18° 45’	-	57° 03’
0,2	48° 30’	48° 36’	-40° 30’	-47° 30’	-40° 00’	46° 10’	47° 45’

Продолжение таблицы 1.

r_x / r	g ₃	g _N		а, мм
r_x / r	*	[3]	*	[2]	[3]	*
1,0	4° 28’	1° 30’	2° 31’	0,43 s	0,426 s	0,426 s	0,132 мм
0,8	5° 37’	-	1° 22’	-	-	0,426 s	0,131 мм
0,6	7° 34’	-	-0° 35’	0,43 s	-	0,419 s	0,130 мм
0,4	11° 46’	-	-4° 47’	-	-	0,410 s	0,127 мм
0,2	30° 17’	-32° 10’	-23° 18’	0,38 s	0,33 s	0,294 s	0,091 мм

Примечание. Звездочкой (*) помечены значения параметров, полученные в настоящей работе.

Список литературы: 1. Семенченко И.И., Матюшин В.М., Сахаров Г.Н. Проектирование металлорежущих инструментов. – М.: Машгиз, 1963. – 952 с. 2. Родин П.Р. Геометрия режущей части спирального сверла. – К.: Техніка, 1971. – 136 с. 3. Холмогорцев Ю.П. Оптимизация процессов обработки отверстий. – М.: Машиностроение, 1984. – 184 с. 4. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1985.- 496 с.

Титульный лист

Электронная библиотека

Автореферат магистерской работы