Повышение прочности инструмента для глубокого вибрационного сверления отверстий малого диаметра

• Автор: Копейкин, Евгений Анатольевич
• Шифр специальности: 05.03.01, 05.02.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 178 с. : ил

1.1. Особенности процесса глубокого сверления отверстий

малого диаметра.

1.2. Современные конструкции сверл глубокого сверления отверстий малого диаметра

1.3. Выводы

1.4. Цель и задачи исследования

Глава 2. Теоретические исследования характеристик прочности, жесткости и устойчивости стеблей сверл глубокого сверления

2.1. Выбор метода исследования характеристик прочности

и жесткости при кручении стеблей сверл глубокого сверления

2.2. Использование мембранной аналогии и метода конечных элементов при расчете стебля сверла глубокого сверления на кручение.

2.3. Особенности расчета стебля сверла глубокого

сверления на продольный изгиб

2.4. Выводы
Глава 3. Информационное обеспечение расчета стеблей сверл глубокого сверления на кручение и продольный изгиб при статической нагрузке.
3.1. Разработка алгоритма и особенности расчета стебля
сверла глубокого сверления на кручение
3.2. Обоснование выбора значения функции напряжений по внутреннему контуру сечений с отверстием при расчете
на кручение.
3.3. Разработка алгоритма и программы расчета стеблей
сверл для глубокого сверления на продольный изгиб.
3.4. Выводы.
Глава 4. Исследования и сравнительный анализ механических характеристик стеблей сверл для глубокого вибрационного сверления при статической нагрузке
4.1. Испытания на кручение стеблей сверл глубокого вибрационного сверления.
4.2. Исследования и сравнительный анализ крутильной жесткости и прочности стеблей сверл, применяемых для глубокого вибрационного сверления.
4.3. Сравнительный анализ продольной устойчивости стеблей
сверл глубокого сверления.
4.4. Выводы.
Глава 5. Исследования механических и технологических характеристик сверл глубокого вибрационного сверления при циклически изменяющейся нагрузке
5.1. Параметры колебаний и особенности силовой нагрузки на инструмент при вибрационном сверлении
5.2. Усталостная прочность сверл для глубокого вибрационного сверления
5.3. Определение частот собственных колебаний сверл для вибрационного сверления и условий возникновения резонанса при обработке
5.4. Исследования технологических характеристик сверл глубокого вибрационного сверления
5.5. Выбор конструкции сверла для глубокого вибрационного сверления в зависимости от условий обработки.
5.6. Выводы
Общие выводы
Литература.
Приложение 1. Листинги программ для определения характеристик прочности и жесткости стеблей сверл при кручении и продольном
изгибе.
Приложение 2. Характер распределения напряжений в
сплошном сечении стеблей сверл глубокого сверления
Приложение 3. Листинги программ для моделирования траекторий перемещения режущих кромок инструмента при вибрационном
сверлении
Приложение 4. Комплект документов на единичный технологический процесс изготовления изделия сверло для вибрационного сверления с профилированными стружечными канавками

Введение


Образующаяся при обработке сливная стружка тяжело удаляется из глубокого отверстия, что может приводить к поломке инструмента. Повышение давления подачи СОТС в зону резания для улучшенного отвода стружки , а также механическое ее дробление посредством использования в конструкции инструмента специальных стружколомающих устройств не всегда обеспечивают необходимый результат. В этих случаях используют кинематическое дробление стружки, осуществляемое наиболее часто при использовании вибрационного сверления 7, , , , . Иногда с этой целью уменьшают жесткость сверла, увеличивая его длину и создавая при обработке условия для возникновения продольных колебаний . Вибрационное сверление способ глубокого сверления, при котором на обычное осевое движение подачи накладывается дополнительное осциллирующее движение инструмента или заготовки, обеспечивающее кинематическое дробление стружки. В результате значения подачи, а также толщины срезаемого слоя оказываются переменными величинами. Вибрационное сверление в ряде случаев не только обеспечивает кинематическое дробление стружки, но и позволяет повысить производительность обработки, создать условия прерывистого резания. Режущая кромка при прерывистом резании периодически выводится из зоны резания, охлаждаясь при этом СОТС беспрепятственно поступает в зону резания, поверхностные пленки периодически восстанавливаются. В результате создаются возможности для повышения стойкости инструмента, повышения режимов резания и производительности обработки 7, 8, , , . Кроме того, срезание стружки происходит при большей толщине среза, что уменьшает отрицательное влияние радиуса скругления режущей кромки. Обработка происходит по ненаклепанному слою обрабатываемого материала, а изза непрерывно изменяющихся фактических углов переднего у и заднего а, создается кинематическое заострение режущего лезвия. Указанные факторы, а также снижение сил трения за счет более эффективного действия СОТС позволяет уменьшить силы резания при глубоком сверлении. Резание с низкочастотными колебаниями до 0 Гц можно рассматривать как статическое резание с переменными параметрами, поскольку оно сопровождается в основном количественными изменениями процесса стружкообразования 8. Высокочастотные и ультразвуковые колебания способны оказывать качественное влияние на механизм стружкообразования и поэтому могут использоваться для улучшения обрабатываемости материалов, прежде всего твердых и хрупких. По данным 1, , наложение ультразвуковых колебаний на инструмент и при сверлении меди, латуни, алюминиевых сплавов, мягких сталей при определенных условиях повышает производительность обработки и качество обработанной поверхности. Однако для обеспечения гарантированного дробления и отвода стружки при резании вязких материалов достаточно использовать колебаиия частотой не свыше 0 5 Гц. Сверла с наружным подводом СОТС и внутренним отводом стружки при обработке отверстий небольшого диаметра эффективно использовать весьма трудно, поскольку удалять пульпу смесь СОТС и стружки через отверстие малого диаметра в инструменте можно лишь при образовании мелкодробленой стружки, размер которой меньше диаметра отверстия. Поэтому в настоящее время дня обработки глубоких отверстий малого диаметра наиболее часто применяются сверла, оснащенные каналами для внутреннего подвода СОТС. Широко известны спиральные сверла, оснащенные каналами для подвода СОТС, изготавливаемые различными способами , , , , . Например, на рис. Наружный диаметр проката . ТУ АЕЖ6 и ТУ 4. Спиральные сверла с внутренним подводом СОТС применяются при обработке отверстий глубиной до пятисеми диаметров, а по некоторым источникам, до диаметров . Известна модернизированная конструкция спирального сверла с каналами для подвода СОТС, которое отличается тем, что спиральные отверстия для уменьшения расхода и давления СОТС имеют выход к передней поверхности сверла рис. Патент 1Ш 1. Однако такое усложнение конструкции не способствует улучшению подвода СОТС к главным режущим кромкам сверла. Рис. Классификация сверл глубокого сверления
Рис 1 4. Спиральное сверло с винтовыми отверстиями для подвода
Рис 1. Рис.