Повышение работоспособности сборных сверл на основе исследования напряженного состояния и прочности режущих твердосплавных элементов

• Автор: Чернышов, Михаил Олегович
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 174 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СБОРНЫХ СВЕРЛАХ

1Л Проблемы прочности и работоспособности сборных сверл

1.2 Понятие работоспособность режущего инструмента

1.3 Применение сборного инструмента для обработки отверстий

1.4 Геометрические параметры разных видов сверл

1.5 Патентный анализ конструкций сборных сверл

1.6 Радиальные колебания и неуравновешенные радиальные силы резания сверл разных видов

1.7 Предпосылки к расчету прочности режущей части инструмента

1.8 Цель, задачи и этапы исследований
ГЛАВА 2. МЕТОД РАСЧЕТА НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ПРОЧНОСТИ СМЕННЫХ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ РЕЖУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ СБОРНЫХ СВЕРЛ
2.1 Расчет сил резания
2.2 Задание граничных условий и расчет сил резания при сверлении сверлами разных видов
2.3 Тестовые задачи
2.3.1 Тестовая задача №1 «Задача силового нагружения вершины клина»
2.3.2 Тестовая задача №2 «Кручение стержня с круглым поперечным сечением»
2.4 Выбор критерия прочности
2.5 Выводы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ПРИЧНОСТИ СМЕННЫХ РЕЖУЩИХ ПЛАСТИН СБОРНЫХ СВЕРЛ
3.1 Построение расчетных моделей СРП с учетом граничных условий нагружения
3.2 Анализ схем крепления и базирования центральной и

периферийной пластин сборных сверл
3.3 Исследование влияния формы и схемы базирования СРП сборных сверл на их напряженное состояние и прочность
3.4 Выводы
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ПРИЧНОСТИ СМЕННЫХ РЕЖУЩИХ ГОЛОВОК СБОРНЫХ СВЕРЛ..
4.1 Имитационное моделирование радиальных колебаний сверл со сменными режущими головками
4.2 Построение расчетных моделей сменных режущих головок с учетом граничных условий нагружения
4.3 Напряженное состояние и прочность сменных режущих головок сборных сверл
4.4 Выводы
ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
5.1 Выбор, расчет и проектирование сменных режущих твердосплавных элементов сборных сверл повышенной работоспособности
5.2 Разработанные и запатентованные конструкции сменных режущих пластин и сборных сверл повышенной работоспособности
5.2.1 Сменная режущая пластина повышенной прочности (Пат.
№2531336)
5.2.2 Сборное сверло с режущими пластинами (Пат. №2539255).
5.2.3 Сборное сверло со сменной режущей головкой повышенной прочности (Заявка на пат. № 2014132270 от 05.08.2014)
5.3 Результаты производственных испытаний созданных сборных сверл
5.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
С целью формирования в России отрасли станкоиструментальной промышленности, конкурентоспособной на внутреннем рынке и восстановления технологической независимости российского машиностроения правительством РФ 15 апреля 2014 года было принято постановление №328 об утверждении государственной программы «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности».
В настоящее время для обработки отверстий, как правило, используют импортный металлорежущий инструмент фирм: Sandvik Coromant,
Mitsubishi, Walter и Iscar и др. В современных условиях импортозамещения невозможно обеспечить хозяйственную деятельность страны без использования оборудования и инструментов отечественного производства.
Одним из важнейших элементов подъема эффективности производства, гарантирующих качество, является совершенствование технологии механической обработки, на основе применения высокоэффективных конструкций режущего инструмента. Работоспособность режущего инструмента существенно влияет на качество обработки, производительность, экономическую эффективность и
конкурентоспособность производства. В настоящее время, самыми эффективными являются режущие инструменты, оснащенные режущими элементами из инструментальных твердых сплавов. Твердый сплав -хрупкий материал, поэтому главной проблемой эксплуатации твердосплавных инструментов является проблема их прочности.
Таким образом, задача совершенствования конструкций сборных сверл, оснащенных режущими элементами из инструментальных твердых сплавов с целью существенного повышения работоспособности сборных инструментов и прочности их режущих элементов является актуальной.

значение у периферии и минимальное у центра сверла. Противоположные изменения скорости и толщина среза в некоторой мере уравнивают тепловую нагрузку по длине лезвия. В результате этого сверло изнашивается более равномерно по всей длине лезвия и не наблюдается, как у обычных сверл, интенсивный износ по уголкам. При работе сверлами с криволинейными лезвиями повышается чистота обработанной поверхности на 2-3 класса и точность размеров отверстия. Вместе с этим рассматриваемые сверла имеют существенный недостаток - сложность заточки.
На рисунке 16,д представлено сверло с радиальным расположением лезвий и стружколомающими уступами, которое позволяет повысить производительность на 20-30%. Радиальное расположение лезвий улучшает геометрию сверла в зоне перемычки. Стружколомающие уступы, расположенные по всей длине канавки сверла, улучшают отвод стружки и повышают безопасность работы за счет отсутствия длинных стружек. При работе этими сверлами можно увеличить подачу до двух раз по сравнению с нормативными данными, не снижая качества обработки.
В целях улучшения условий работы перемычки у сверл из инструментальной стали диаметром свыше 10мм целесообразно производить подточку перемычки, как показано на рисунке 16,е. В результате чего уменьшается ее длина. Стойкость этих сверл выше стойкости сверл без подточки; при работе ими снижается сила Р0.
Сверла с подточенной ленточкой показаны на рисунке 16,ж. Они также обладают повышенной стойкостью. У этих сверл на вспомогательных лезвиях создается положительный задний угол, благодаря которому уменьшается трение и увеличивается стойкость сверл. Для лучшего направления сверла оставляется цилиндрическая ленточка шириной 0,2 мм.
Отдельно стоит отметить специальные сверла для обработки труднообрабатываемых сталей, созданных в СССР [97]. Такие сверла могут работать в неблагоприятных условиях радиальных колебаний сверла и