ВЛИЯНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗУБЬЕВ РАЗВЕРТКИ НА КАЧЕСТВО
ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ
Малышко И.А.,
Мирошниченко А.В. (ДонГТУ, г. Донецк, Украина).
In this paper, it is
investigated the influence of reamer teeth distribution on machining quality of
holes.
Как показал анализ [2], качество отверстий,
обработанных развертками, на многих машиностроительных заводах не удовлетворяет
предъявляемым к ним требованиям.
При
обработка отверстий высокой точности развертками наиболее часто приходится
сталкиваться с такими погрешностями: 1)огранка отверстий; 2)разбивание или
усадка отверстий; 3)большая шероховатость обработанной поверхности.
Наличие указанных
погрешностей обработки значительно увеличивает процент бракованных деталей.
Учитывая, что развертывание в большинстве случаев является финишной операцией,
стоимость брака значительно возрастает.
Однако, несмотря на большое
количество факторов случайного характера, определяющих точность отверстий и
шероховатость обработанной поверхности, значительное влияние оказывают такие
систематические факторы, как режимы резания, конструктивные элементы и
геометрические параметры разверток.
Как показали предварительные
исследования [1] наибольшее влияние на величину погрешностей оказывает
рапределение зубьев развертки.
Изменение
величины огранки отверстий происходит за счет резания следа, оставленного
предыдущим зубом, вспомогательной режущей кромкой последующих зубьев развертки.
Поэтому целесообразным является определить толщину среза приходящуюся на
вспомогательную режущую кромку каждого зуба (рис. 1)
Толщина среза, снимаемого
калибрующим участком последующего зуба 2 со следа, оставленного предыдущим
зубом (см. рис. 1) определяется из выражения [2]:
, (1)
где А – амплитуда колебаний развертки;
z – число пар зубьев развертки;
- разность угловых
шагов зубьев развертки;
n – коэффициент, характеризующий функцию, при n=1 функция
имеет минимум, а при n=2 – максимум.
В промышленности
наиболее часто встречаются развертки с числом зубьев 6 и 8. Поэтому
целесообразным является анализ влияния амплитуды колебаний развертки и разности
угловых шагов зубьев на изменение толщины среза при z=6, 8. Результаты анализа
представлены на рисунках 2 и 3.
Рис. 2. Влияние разности
угловых шагов и амплитуды колебаний развертки на толщину среза (Z=3).
Рис. 3. Влияние разности
угловых шагов и амплитуды колебаний развертки на толщину среза (Z=4).
Из графиков (см. рис. 2,
рис.3) видно, что с изменением амплитуды колебаний развертки, толщина среза
изменяется прямопропорционально ей. Экспериментальные исследования показали,
что радиус округления вспомогательной режущей кромки после обработки 9 – 10
отверстий составляет 0.008 – 0.012 мм. Величина усадки отверстий, определяется
упругим последействием обработанной поверхности Ну. Поэтому можно
предположить, что резание вспомогательной режущей кромкой будет происходить при
.
Величина упругого
последействия зависит от длины контакта задней поверхности инструмента с
обработанной поверхностью. Определив проекцию длины контакта задней поверхности
инструмента на плоскость резания, можно определить величину упругого
последействия обработанной поверхности. Величину упругого последействия можно
определить геометрически из рисунка 4.
Рис. 4. Проекция длины
контакта задней поверхности резца с обрабатываемым материалом.
Проекция длины контакта
задней поверхности на плоскость резания состоит из двух участков (см. рис. 4)
, (2)
где 
; 
.
После подстановки значений 
и 
в уравнение (2) получим полное квадратное уравнение
. (3)
Решению уравнения (3)
соответствуют два корня:
;
,
где 
.
где r – радиус
округления режущей кромки;
l – проекция длины контакта
задней поверхности на плоскость резания;
- статический рабочий
угол.
Реальное значение корня
может быть только больше нуля, так как величина упругого последействия
обработанной поверхности 
. Потому реальному значению корня удовлетворяет 
.
Проекция длины контакта
задней поверхности на плоскость резания зависит от радиуса округления режущей
кромки (см. рис. 4). На основании экспериментальных исследований установлено,
что длина контакта задней поверхности резца зависит от радиуса округления
режущей кромки и толщины среза, и определяется зависимостью
(4)
где 
- постоянные
коэффициенты;
а –
толщина среза.
Уравнение (4) при r=0.008
мм и при r=0.016 мм соответственно следующий вид:
(5)
Пользуясь выражениями (2,5)
определим величину упругого последействия соответствующую толщинам среза, при
различных амплитудах колебаний развертки. Результаты расчетов показали, что
величина упругого последействия, при различных значениях угловых шагов,
фактически всегда остается неизменной. В то время как радиус округления режущей
кромки оказывает существенное влияние на величину Ну.
На основании данных (рис. 2,
рис. 3) можно сделать следующие выводы:
1). Существует
критическое значение углового шага 
зубьев развертки
(рис. 5), при котором толщина среза будет равна величине упругого
последействия;
Рис. 5. Влияние величины упругого последействия, амплитуды колебаний
развертки и толщины среза на чистоту и точность отверстия.
2). При значениях углового
шага зубьев развертки больше критических ав>hY. Соответственно
будет происходить резание следа, оставленного предыдущим зубом, а значит
величина огранки будет уменьшаться.
3). При значениях 
, толщина среза будет меньше величины упругого последействия,
а соответственно будет уменьшаться шероховатость поверхности. Это объясняется
тем, что вместо резания будет происходить выглаживание обработанной
поверхности.
Список литературы: 1. Фадюшин И.Л.
Исследование разверток, оснащенных твердым сплавом, для корпусных деталей.
Автореф. канд. дис. М.,1961. 2.
Малышко И.А. Исследование влияния конструктивных элементов разверток на
точность обработки отверстий. Автореферат дис. на соискание ученой степени
канд. тех. наук. Донецк, 1980.