Повышение работоспособности шнековых сверл диаметрами 10-20 мм при сверлении труднообрабатываемых сталей

• Автор: Серикова, Мария Георгиевна
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Армавир
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1 Проблемы получения глубоких отверстий в деталях из труднообрабатываемых сталей

1.2 Геометрические параметры спиральных сверл

1.3 Современные методы повышения'работоспособности режущих

. инструментов

1.4 Современные смазочно-охлаждающие жидкости

1.5 Электроизоляция как метод повышения работоспособности

режущих инструментов

1.6 К вопросу оптимизации процесса резания металлов 23 .
Выводы
Задачи исследования
ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОВЫШЕНИЯ
РАБОТОСПОСОБНОСТИ ШНЕКОВЫХ СВЕРЛ
2.1 Интенсивность изнашивания и увод оси отверстий как критерии работоспособности шнековых сверл
2.2 Новый метод определения текущего заднего угла шнековых сверл
2.3 Применение электроизоляции для снижения интесивности изнашивания шнековых сверл
2.4 Применение новой СОЖ
Выводы
ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ НОВОЙ СОЖ
3.1 Обоснование применения в качестве присадки к СОЖ поверхностно-активного вещества
3.2 Исследование физико-химических свойств новой СОЖ
3.3 Экспериментальные исследования новой СОЖ при трении
3.4 Влияние смазочно-охлаждающей жидкости на стойкость шнековых сверл
Выводы
ГЛАВА 4 ПРОЦЕССЫ, СОПРОВОЖДАЮЩИЕ РЕЗАНИЯ МЕТАЛЛОВ ШНЕКОВЫМИ СВЕРЛАМИ. ЖЕСТКОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ ШНЕКОВЫХ СВЕРЛ
4.1 Усадка стружки, коэффициент трения при глубоком сверлении
4.2 Экспериментальные исследования термоЭДС
4.3 Жесткость и устойчивость шнековых сверл
Выводы
ГЛАВА 5 ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ, ИЗНОС И СТОЙКОСТЬ ШНЕКОВЫХ СВЕРЛ. УВОД ОСИ ОТВЕРСТИЙ
5.1 Установление рациональных геометрических параметров шнековых сверл
5.2 Электроизоляция сверл
5.3 Математическое описание Интенсивности изнашивание шнековых сверл
5.4 Описание зависимостей "износ - стойкость" шнековых сверл
5.5 Оценка увода оси отверстий, полученных шнековыми сверлами
Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Введение
В современном машиностроении одной из трудоемких операций является сверление глубоких отверстий.
При сверлении глубоких отверстий имеют место трудности отвода стружки, сопровождающиеся периодическими выводами обычных сверл из отверстия. В этом отношении наиболее перспективны шнековые сверла с увеличенным углом наклона стружечных канавок, специальным профилем и утолщенной сердцевиной.
Однако сложность операции глубокого сверления шнековыми сверлами труднообрабатываемых сталей обеспечивает невысокие стойкость сверл и качество полученных отверстий, определяющих их работоспособность.
В связи с этим в настоящей работе установлена рациональная геометрия шнековых сверл диаметрами 010 - 20мм при сверлении ими глубоких отверстий в заготовках из сталей 14Х17Н2 и 40X13, относящихся ко II группе согласно классификации труднообрабатываемых материалов; исследована новая смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ) с присадкой из органических кислот и фуранонов, позволяющая значительно повысить стойкость шнековых сверл по сравнению с СОЖ без присадки; на основании теоретических предпосылок при глубоком сверлении применена электроизоляция, снижающая интенсивность изнашивания режущих инструментов; предложены математические модели интенсивности изнашивания сверл и увода оси отверстий, позволяющих прогнозировать работоспособность шнековых сверл.
Автор защищает
1. Экспериментально установленные геометрические параметры шнековых сверл 010 - 20 мм при сверлении глубоких отверстий в
труднообрабатываемых сталях 14Х17Н2 и 40X13.
2. Применение при глубоком сверлении труднообрабатываемых сталей новой смазочно-охлаждающей жидкости с присадкой из органических кислот и фуранонов.
3. Использование при обработке глубоких отверстий электроизоляции как экономически выгодного и экологически чистого метода повышения стойкости шнековых сверл.
4. Математические модели интенсивности изнашивания и увода оси просверленных отверстий как критерии работоспособности шнековых сверл.
Цель работы. Повышение работоспособности шнековых сверл 010 -20 мм при сверлении глубоких отверстий в труднообрабатываемых сталях применением высокоэффективной смазочно-охлаждающей жидкости и электроизоляции.
Методы исследований. В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследований, применяемые в теории резания и технологии машиностроения. При проведении и обработки результатов экспериментов использовали методику планирования эксперимента и методику сравнительных стойкостных испытаний сверл. Работа выполнена на кафедре общеинженерных дисциплин в Армавирском механикотехнологическом институте (филиале) Кубанского государственного технологического университета.
Научная новизна работы
1. Экспериментально найдены оптимальные геометрические параметры шнековых сверл при сверлении глубоких отверстий в труднообрабатываемых сталях.
2. Научно обосновано влияние присадки из органических кислот и фуранонов на физико-химические свойства новой экономически выгодной и экологически чистой СОЖ показавшей более чем двукратное увеличение стойкости шнековых сверл по сравнению с СОЖ без присадки.
3. Предложена аналитическая зависимость для оценки вклада термоэлектрических процессов в изнашивание сверл при глубоком сверлении.

Для рассматриваемого случая можно записать:
А, = (Язтвзту + рсозу)-созв - d sinvcosv;
В1 = -Лсоб2 взт'В - (АятОсозу - рз1^) ■ созОсозЧ/ — А зту зтО • со.? У7 ,'}>( 10) С, = Ясоз2 бсозЧ' -(Лятвсозу - рз1пу)соз0этЧ' - с1 ятуятв- зтТ.
Аналогично могут быть найдены параметры продольной секущей плоскости, параллельной оси сверла, в которой измеряется задний угол:
А2 = у; В2=-г зтр ; С2=0; (11)
1 d 2 где г sinß = Jr2 —~;
d0 — диаметр сердцевины сверла.
Параметры линии пересечения между двумя рассмотренными плоскостями (плоскостью, касательной к плоскости заточки, и плоскостью измерений) равны:

£ = С,-г sinß; n = -(B,-j + А/Г sinß) (12)
Определяем задний угол в продольной секущей плоскости z=const и линией, определяемой указанными параметрами:
Bj — + A;-r sinß а = arcsin . ~ ------ -.. —^. (13)
Je2 ■ г2 + (В, -°- + А, -гsinß)
Для упрощения интерпретации полученного выражения для угла а в дальнейшем оно будет представлено как функция одного параметра — радиуса произвольной движущейся точки г, что показано на рисунке 3.
Существует определенная связь между параметрами поверхностей Я и V и радиусом движущейся точки на режущей кромке г.
Если считать, что вектор г описывает положение в подвижной системе координат главной режущей кромки, можно записать: