Проектирование и производство спиральных сверл переменной жесткости с изменяемым углом наклона стружечных канавок

• Автор: Емельянов, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 126 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Анализ методов производства спиральных сверл с заданными прочностными характеристиками

1.1. Анализ прочностных характеристик спиральных сверл

1.2. Существующие методы повышения работоспособности спиральных сверл

1.3. Анализ требований к спиральным сверлам используемых в автоматизированном производстве

1.4. Технологические методы формообразования стружечных канавок спиральных сверл

1.5. Анализ методов образования инструментальной поверхности

Глава 2. Исследование влияния геометрических параметров инструмента

с переменным углом наклона стружечных канавок на его стойкость и жесткость

2.1. Исследование работоспособности спиральных сверл с переменным углом наклона стружечных канавок
2.2. Разработка метода определения жесткости спиральных сверл
с переменным углом наклона стружечных канавок
2.3. Определение рациональных геометрических параметров спиральных сверл с переменным углом наклона стружечных канавок
2.4. Определение усадки стружки и коэффициента трения при работе спиральными сверлами с переменным углом наклона стружечных канавок
2.5. Оценка увода оси отверстия при работе спиральными сверлами с
переменным углом наклона стружечных канавок
Глава 3. Разработка математической модели создания спиральных сверл с переменным углом наклона стружечных канавок

3.1. Математическое моделирование проектирования спиральных сверл с переменным углом наклона стружечных канавок
3.2. Определение профиля фрезы для обработки стружечных канавок
спиральных сверл
3.3. Определение технологических параметров процесса формообразования стружечных канавок спиральных сверл с переменным углом наклона спирали
3.4. Определение теоретической составляющей шероховатости
при фрезеровании стружечных канавок спиральных сверл
Глава 4. Решение задач автоматизации проектирования спиральных сверл с переменным углом наклона стружечных канавок
4.1. Разработка алгоритма проектирования спиральных сверл с переменным углом наклона спирали
4.2. Компьютерное моделирование при решении задач проектирования спиральных сверл с переменным углом наклона стружечных канавок..91 Глава 5. Экспериментальное подтверждение результатов исследования
5.1. Описание обрабатываемого материала и режущего инструмента

5.2. Проведение испытаний на сравнительную стойкость
5.3. Проведение испытаний на сравнительный увод отверстия
5.4. Сопоставление результатов теоретического исследования и натурного эксперимента
Основные результаты и выводы по работе
Список литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
В процессе совершенствования и развития науки и техники постоянно развиваются механизмы, металлообрабатывающие станки, режущие инструменты, а так же повышаются требования к качеству, точности, надежности деталей и узлов. Увеличение точности и качества обработанных поверхностей приводит к применению новых марок инструментальных материалов, усложнение формы и конструкции режущего инструмента, а так же ставит задачу нахождения рациональных способов и параметров механической обработки. Механическая обработка как метод обработки в основном осуществляется процессами резания на металлообрабатывающем оборудовании и составляет большую часть трудоемкости всех видов технологических процессов, используемых в производстве. Поэтому значительное снижение трудоемкости изготовления деталей машин можно получить при более рациональном ведении механической обработки, применением новых конструкций режущего инструмента. Среди многообразия используемых в промышленности различных типов инструментов одним из наиболее распространенных является спиральное сверло с винтовыми стружечными канавками. В металлообрабатывающей промышленности спиральные сверла с винтовыми стружечными канавками используются с 1822г.
Анализ литературных источников показывает, что трудности, возникающие при обработке отверстий спиральными сверлами, начинают проявляться с увеличением глубины отверстия. Глубину отверстия обычно оценивают отношением Ь/бо, б0- диметр отверстия, а Ь - его длина. Данное соотношение используют при делении отверстий на глубокие и неглубокие, переходной границей считают Ь/ё0=(3 5) [107-109]. Кроме того затрудненный
стружкоотвод, рост крутящего момента, малая жесткость самого инструмента приводят к снижению производительности обработки отверстий, а так же к снижению качества обработанных поверхностей. Все это ведет к снижению

По одной из методик разработанной в работе [68] отклонение от оси вращения заготовки в общем виде выглядит следующим образом:
5 =/(Б; с1; V; Ь), (2.3)
где £ - подача сверла, мм/об,
V- скорость резания, м/мин,
Ь - глубина сверления, мм с1 - диаметр сверла, мм.
Закономерность (2.3) найдена в процессе практических испытаний [68] и подтверждена [71, 72, 73].
Данную закономерность необходимо скорректировать с учетом того, что обработка отверстия ведется в диапазоне Ь/б0=(3...5), поэтому нужно ввести коэффициент жесткости сверла К2.
5 = К2(-1Ф*"~5)) . (2.4)
В работе П.Г. Кацева [29] говорится, о том, что жесткость спиральных сверл возрастает при увеличении их диаметра, но также увеличить жесткость сверл возможно изменив конструкцию сверла. Этого можно добиться за счет изменения угла наклона стружечных канавок со, т.е. сделать его переменным по длине режущей части. Проведенный анализ фактов показывает, что рационализацию процесса сверления можно свести к определению зависимости по уводу оси отверстия и закономерности для вычисления интенсивности изнашивания сверл с учетом нахождения рациональной геометрии режущей части спиральных сверл.
На основании этого растет необходимость изучения жесткости спиральных сверл с переменным углом наклона стружечных канавок, нахождения их рациональной геометрии; условий, сопровождающих процесс механической обработки, таких как усадка стружки и коэффициент трения.