Силы резания и мощность при сверлении

На все элементы сверла при резании действуют некоторые силы сопротивления стружкообразованию. Разложим равнодей­ствующую силу сопротивления на каждой режущей кромке на силы в трех взаимно перпендикулярных направлениях: P_z, P_В и Р_г.

Горизонтальные силы Р_г, действующие на обеих режущих кромках, можно считать взаимно уравновешенными.

Силы Р_в, направленные вверх, препятствуют проникновению свер­ла в глубину заготовки. В этом же направлении действует и сила P₁ на поперечной кромке. Кроме того, продвижению сверла препят­ствуют силы трения на ленточках сверла (в результате трения об обработанную поверхность отверстия) и силы трения от сходящей стружки Р_т.

  Рис. 182. Элементы резания: а — при сверлении; 6 — при рассверливанни

Для проникновения сверла в обрабатываемую заготовку к сверлу от станка должна быть приложена такая сила Р', которая могла бы преодолеть сумму сил сопротивления, действующих вдоль оси сверла:

Р' > Σ(2Р_В + Р₁ + Р_т).

Суммарная сила от указанных сил сопротивле­ния в осевом направлении сверла называется осевой силой Р (или усилием подачи). Силы сопротивления проникновению сверла Р_в, возникающие на режу­щих кромках, составляют около 40% общего сопро­тивления (или силы Р); силы сопротивления, возни­кающие на поперечной кромке (Р₁), составляют 57% и силы от трения Р_т— около 3%. Силы, пре­пятствующие продвижению сверла в материал, пре­одолеваются механизмом подачи сверлильного стан­ка, который и рассчитывается по максимальной осе­вой силе Р.

При эксплуатации станка с заданными условия­ми сверления необходимо, чтобы сумма сил сопро­тивления, действующих вдоль оси сверла, или осе­вая сила Р, была меньше или, в крайнем случае, равна наибольшей силе Рmах, допускаемой механиз­мом подачи станка (во избежание поломки слабого звена механизма подачи), т. е. Р ≤ Рmах. Наибольшая сила рассчитывается при конструировании станка и приводится обычно в его паспорте.

Мощность, затрачиваемая на резание, будет складываться из мощности, затрачиваемой на вращение, и мощности, затрачиваемой на движение подачи, т.е. Nрез = Nвр +Nпод.

Мощность (кВт), затрачиваемая на вращение, Nвр= Mn/975 000, где M — суммарный момент от сил сопротивления резанию, H*m; n — частота вращения сверла, об/мин.

Расчеты показывают, что мощность, затрачиваемая на движение подачи, мала (0,5—1,5% мощности, затрачиваемой на вращение сверла), и ею можно пренебречь.

Поэтому Nрез = Nвр = Mn/975 000 или N рез = Mv / (3060D).

Нагрев инструмента и охлаждение при обработке.

В процессе сверления выделяется большое количество теплоты вследствие деформации металла, трения выходящей по канавкам сверла стружки и трения задней поверхности сверла об обрабатываемую поверхность. Основная часть теплоты уносится стружкой, а остальная распределяется между заготовкой и инструментом.

Для предохранения от затупления и преждевременного износа при нагреве режущего инструмента в процессе резания применяют смазочно-охлаждающую жидкость, которая отводит теплоту от стружки, заготовки и инструмента. Смазочно-охлаждающая жидкость, смазывая трущиеся поверхности инструмента и заготовки, значительно уменьшает трение и облегчает тем самым процесс резания.

Дата добавления: 2015-07-11