Силы, действующие на сверло

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, Р_в и Р_г (рис. 14.1).

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 Pi 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.

Р' > Σ(2 Р_в + Р₁ + Р_т). (14.1)

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.

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 Р, 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 Р_мах, допускаемой механизмом подачи станка (во избежание поломки слабого звена механизма подачи), т.е. Р < Р_мах. Наибольшая сила Р_мах рассчитывается при конструировании станка и приводится обычно в его паспорте.

Сила P_z создаёт момент сопротивления М_СР = P_zx. Суммарный момент от сил сопротивления резанию складывается из момента от сил P_z, момента от сил скобления и трения на поперечной кромке М_пк, момента от сил трения на ленточках М_л и момента от Рис. 14.1. Силы,

сил трения стружки о сверло и обработанную действующие

поверхность М_с, т.е. на сверло.

М = М_СР + М_ПК + М_л + М_с. (14.2)

Измерения показывают, что 80% общего момента сопротивления резанию приходится на долю режущих кромок, 8% - на поперечную кромку и 12% - на трение стружки о сверло и стенки отверстия и сверла своими ленточками об обработанную поверхность (М_л).

Для того чтобы на данном станке могло быть осуществлено резание, кроме указанного выше условия проникновения сверла, необходимо, чтобы суммарный момент сопротивления был преодален вращающим (крутящим) моментом станка, т.е. М_ВР > М.

Суммарный момент сопротивления резанию М должен быть меньше или, в крайнем случае, равен не только вращающему моменту М _ВР, развиваемому электродвигателем станка на данной ступени частоты вращения шпинделя, но и меньше, или в крайнем случае, равен максимальному крутящему моменту М_ВР, допускаемому слабым звеном механизма главного движения станка (во избежание поломки его), т.е. М <М_ВР- Если момент Млегко подсчитывается по приведенной выше формуле, то момент М_ВРрассчитывается при конструировании станка и приводится обычно в его паспорте.

По силе Р и моменту М можно рассчитать необходимую (потребную) мощность электродвигателя сверлильного станка.

Мощность, затрачиваемая на резание, будет складываться из мощности, затрачиваемой на вращение, и мощности, затрачиваемой на движение подачи, т.е.

N_PE3 = N_BP + N_ПОД. (14.3)

Мощность, затрачиваемая на вращение, кВт

(14.4)

где М - момент от сил сопротивления резанию, кгс·мм; n - частота вращения сверла, об/мин.

Мощность, затрачиваемая на подачу сверла, кВт

(14.5)

где Р - осевая сила в кгс.

Расчеты показывают, что как и при токарной обработке, мощность, затрачиваемая на движение подачи, мала (0,5-1,5% мощности, затрачиваемой на вращение сверла) и ею можно пренебречь. Поэтому

(14.6)

Зная мощность, затрачиваемую на резание, легко подсчитать и необходимую (потребную) мощность электродвигателя станка (N_M), которая обеспечит проведение процесса резания при сверлении при определенных условиях работы.

Сравнивая N_M с действительной мощностью электродвигателя станка N_CT, легко проверить возможность осуществления процесса сверления на заданном станке при заданных условиях резания. Однако, как и при проверке возможности осуществления процесса сверления на заданном станке по моменту, необходимо учитывать не только мощность электродвигателя станка, но и мощность на шпинделе по слабому звену механизма главного движения станка N_PE3< N_ШП. Наиболее слабое звено механизма главного движения станка проверяют по моменту или по мощности, в зависимости от того, какие данные приводятся в паспорте станка.

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 142; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!