Определение неуравновешенной радиальной силы резания при сверлении

Малышко И.А., Коваленко В.И.  (ДонНТУ, г. Донецк, Украина)

Одним из факторов, определяющих при сверлении точность обработки отверстий, особенно глубоких, является неуравновешенная радиальная сила резания . Считается, что при идеальной заточке сверла радиальные силы резания Рy, действующие на каждый из зубьев инструмента, равны между собой и уравновешивают друг друга.

В реальной практике вследствие асимметричной заточки сверла возникает неуравновешенная радиальная сила резания , вызывающая изгиб инструмента и приводящая к возникновению дополнительных погрешностей в продольном сечении обрабатываемых отверстий. В настоящее время не существует общепринятой методики для определения силы . В работе предпринята попытка показать, что эта сила зависит не только от твердости обрабатываемого материала (что широко известно), но также от конструктивных параметров режущего инструмента и принятых режимов обработки.

Анализ сил, возникающих при обработке резанием, показывает, что радиальная сила резания Рy может быть определена из рис. 1 зависимостью [1]:

, (1)

где РN – составляющая силы резания, направленная по нормали к режущей кромке инструмента; – главный угол в плане, – угол отклонения стружки. Принимают: знак «плюс» при отрицательном значении угла , и знак «минус» при положительном значении угла .

Зависимость (1) для определения радиальной силы не учитывает изменения геометрических параметров инструмента вдоль режущей кромки, что является характерным для сверла.

Сила РN представляет собой одну из составляющих силы Рz и может быть рассчитана [1, 2] по выражению

, (2)

где Рz – сила, действующая в направлении главного движения; – угол скалывания. При обработке пластичных материалов можно принимать при расчетах

, (3)

где – переднии угол в нормальной секущей плоскости.

Рисунок 1 – К определению силы Рy: а – отрицательное значение угла ; б – отрицательное значение угла .

Сила Рz может быть определена из выражения

, (4)

где – предел прочности на растяжение обрабатываемого материала; Sz – подача на зуб сверла; t – глубина резания.

Глубина резания при сверлении [3] принимается равной радиусу обрабатываемой поверхности: t=0,5D, где D – диаметр сверления.

Рассмотрим определение угла отклонения стружки , являющегося одним из параметров при определении радиальной составляющей силы резания Py. При несвободном резании и угле наклона главной режущей кромки угол отклонения стружки следует вычислять по формуле

, (5)

где – вспомогательный расчетный угол, значение которого определяется зависимостью

, (6)

где – вспомогательный угол в плане; при сверлении: .

Известно, что некоторые параметры, характеризующие процесс резания, являются переменными в зависимости от положения произвольной точки А режущей кромки сверла, в которой они измеряются. Величина угла определяется зависимостью

, (7)

Поделитесь этой записью или добавьте в закладки