Влияние различных факторов на осевую силу и момент

На возникающие при сверлении осевую силу и суммарный момент сопротивления резанию влияют следующие основные факторы:

1)обрабатываемый металл;

2) диаметр сверла и подача;

3) геометрические элементы сверла;

4) смазочно-охлаждающие жидкости;

5) глубина сверления;

6) износ сверла.

Обрабатываемый металл. Чем выше предел прочности при растяжении или твердость НВ обрабатываемого металла, тем больше осевая сила и момент от сил сопротивления резанию при сверлении.

Математически эта зависимость может быть выражена следующими уравнениями:

при обработке сталей сверлами из быстрорежущей стали

Р=С₁^0,75; М=С₂^0,75.

при обработке серых чугунов сверлами, оснащенными твердым сплавом,

Р = С3·НВ^1,08; М = С4·НВ^0,5.

Диаметр сверла и подача. Чем больше диаметр сверла и величина подачи, тем больше площадь поперечного сечения среза, больше объем деформируемого металла и сопротивление стружкообразованию, тем больше, следовательно, осевая сила и момент от сил сопротивления резанию. Диаметр сверла оказывает большее влияние на увеличение параметров Р и М, чем подача. Если подача влияет на параметры Р и М примерно одинаково, то диаметр сверла влияет на момент от сил сопротивления больше, чем на осевую силу; последнее объясняется тем, что при увеличении диаметра возрастает и плечо, на котором эти силы действуют. Различное влияние диаметра сверла и подачи учитывается показателями степени в формулах для подсчета осевой силы Р и момента М.

Геометрические элементы сверла. Угол наклона винтовой канавки со влияет на параметры Р и М поскольку, он влияет на передний угол сверла. Из формулы:

(14.7)

Cледует, что чем больше угол со, тем больше передний угол в каждой точке режущей кромки сверла, тем меньше деформация срезаемого слоя, а следовательно, меньше осевая сила Р и момент от сил сопротивления М (рис. 14.2). Угол при вершине сверла 2φ влияет на соотношение сил Р_г и Р_в, а также на толщину среза (рис. 14.3), а потому он не может не влиять на силу Р и момент М. При уменьшении угла 2 φ увеличиваются горизонтальные силы Р_г и уменьшаются вертикальные силы Р_в аналогично изменению сил Р_у и Р_х при уменьшении главного угла в плане у резца, что и приводит к уменьшению осевой силы Р; при увеличении же угла 2 φ при вершине сверла увеличивается и осевая сила Р (рис. 14.3). Толщина среза, приходящаяся на одну режущую кромку, а = S_z • sin φ уменьшается с уменьшением угла 2 φ. Тонкие стружки деформируются больше, а потому сила P_z будет увеличиваться с уменьшением угла 2 φ и уменьшаться с его увеличением. Увеличение или уменьшение силы P_z приводит к соответствующему увеличению или уменьшению момента от сил сопротивления резанию. Таким образом, при увеличении угла φ осевая сила увеличивается, а момент от сил сопротивления резанию уменьшается (при прочих равных условиях резания).

Рис. 14.2. Влияние наклона винтовой канавки и сверла на момент (а) и на осевую силу (б).

Рис. 14.3. Влияние угла при вершине сверла на осевую силу и момент.

Выше указывалось, что поперечная кромка значительно влияет на осевую силу, так как более 50% величины общей силы Р приходится на поперечную кромку, которая имеет неблагоприятные углы резания. Следовательно, чем больше длина поперечной кромки, тем большим будет момент от сил сопротивления резанию и особенно осевая сила (рис. 14.4). Для уменьшения Р и М подтачивают перемычку, благодаря чему уменьшается как длина поперечной кромки, так и угол резания в точках режущей кромки, близко расположенных к оси сверла; осевая сила Р при такой подточке уменьшается на 30-35% (по сравнению со сверлом, не имеющим подточки). У сверл со срезанной поперечной кромкой углы резания еще более благоприятны; такая заточка способствует снижению силы Р до 4 раз и повышению стойкости сверла. При работе сверлом с двойной заточкой сила Р и момент М практически мало отличаются от Р и М при работе сверлом с одинарной заточкой.

Рис. 14.4. Влияние длины поперечной кромки сверла на момент (а) и на осевую силу (б).

Смазочно-охлаждающие жидкости. Применение при сверлении соответствующих смазочно-охлаждающих жидкостей вызывает снижение момента от сил сопротивления резанию на 10-30% при обработке сталей, на 10-18% при обработке чугунов и на 30-40% при обработке алюминиевых сплавов.

Глубина сверления. С увеличением глубины сверления условия резания ухудшаются. Отвод стружки и подвод свежей охлаждающей жидкости затрудняются, тепловыделение увеличивается, упрочнение возрастает. Все это приводит как к снижению стойкости сверла, так и к повышению осевой силы и момента от сил сопротивления резанию. Для облегчения резания на большой глубине у сверл делают стружкоразделительные канавки.

Износ сверла. С увеличением износа сверла по задней поверхности (рис. 14.5) сила Р и момент М увеличиваются; затупленное сверло по сравнению с острым повышает параметры Р и М на 10-16%.

Рис. 14.5. Износ сверла из быстрорежущей

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 81; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!