Процесс сверления

Сверло относится к многолезвийным инструментам. Особенностью процесса сверления является неодинаковое тепловыделение в различных точках режущих лезвий инструмента.

Рис. Схема закона распределения суммарной интенсивности теплообразующих потоков при сверлении

А.Н. Резников и П.А. Юдковский предложили зависимость для практических расчетов интенсивности тепловыделения на периферийном участке сверла:

q = 3,74· 0,001· n ·M_кр / D кал / (см·сек).

Погрешность расчетов составляет 5…14%.

Рис. Температурные поля на передней и задней поверхностей сверла d = 30 мм;

V = 25 м/мин; s = 0,11 мм/об; ст. 45, без СОЖ./ А.Н. Резников/

Для расчета температуры точек обрабатываемого материала, расположенного вблизи режущих лезвий сверла, получена следующая формула:

θ (ψ) = 0, 03 n· M / λ ·D· K (ψ, v, s),

λ –коэффициент теплопроводности обрабатываемого материала, кал/см·сек·град;

K (ψ, v, s) – безразмерная функция, значения которой выбираются по таблицам.

Точки с максимальными температурами расположены на некотором расстоянии от режущих лезвий сверла по направлению схода стружки.

Тепловые потоки перемещаются от наиболее нагретой зоны в сторону

а) площадки контакта главной задней поверхности сверла с деталью,

б) в тело инструмента,

в) ленточек, которые играют существенную роль в теплообмене между ними и стенками отверстия.

Основные факторы, влияющие на температуру резания θр при сверлении:

- материал сверла;

- режимы резания – скорость резания, подача;

- глубина отверстия (глубина сверления);

- диаметр сверла (данные противоречивы, в некоторых формулах для d > 12 мм диаметр не учитывается);

- применение и способ подачи СОЖ.

0,56 0,5

По Даниеляну: θ = 106 · v · s · k

Практические рекомендации.

Для улучшения теплоотвода возможно в ряде случаев увеличение количества ленточек и их ширины, изменение формы поперечного сечения сверл, увеличение толщины сердцевины, обеспечение дробления стружки и ее стабильного отвода из зоны резания.

Рис. Варианты поперечного сечения сверл:

а) стандартное;

б) четырехленточное;

в) с утолщенной сердцевиной, НПИЛ-1, Тольятти;

г) с увеличенным объемом канавок для сверления легких сплавов, НПИЛ-2, Тольятти.

При увеличении площади поперечного сечения сверла необходимо кроме улучшения теплоотвода учитывать размещение стружки и ее отвод из зоны резания. В спиральных сверлах для глубокого сверления предусматривается также увеличение угла ω до 45…60⁰ и специальная заточка передних поверхностей для дробления стружки. Дробленая стружка полнее заполняет стружечные канавки, не пакетируеся в них, увеличивает вторичный теплообмен между сверлом и стружкой за пределами зоны резания.

Увеличение ширины ленточек сверла и их количества целесообразно, если суммарный теплоотвод в деталь улучшится, а в инструмент - уменьшится.

При сверлении материалов с низкой теплопроводностью желательно увеличение диаметра сердцевины сверла до 0,35…0,5d и введение дополнительных ленточек.

Для специальных спиральных сверл используется разделение их рабочей части на режущую и транспортирующую. Режущая часть за счет специальной заточки должна обеспечивать дробление стружки, а увеличенный угол ω -стабильный овод стружки.

Одна и та же форма и параметры сверла не могут быть одинаковыми для различных материалов: чугунов, сталей, труднообрабатываемых материалов, цветных металлов.

Таким образом, при конструировании сверл следует учитывать требования по прочности, жесткости сверл, стружкоотводу, теплофизические условия, производительность процесса.

Дата добавления: 2015-07-26