 |
 |
 |
 |
Рис. 96. Характер износа сверла:
А - по задней поверхности, £ - по ленточке; В - по уголкам; Г - по передней поверхности
заемого слоя, следовательно, возрастают силы и момент резания. Экспериментально установлено, что диаметр сверла влияет на в большей степени (1), чем подача (0,8). Для объяснения можно привести аналогию с точением, где глубина резания t влияет в большей степени на силы резания, чем подача (см. гл. VI), а при
сверлении t = мм. Подача влияет примерно в одинаковой
степени (0,8) на Pq и м, а диаметр влияет в большей степени (1,9) на М ив меньшей - на Р (1). Это объясняется тем, что при увеличении диаметра D возрастает сила Р, создаюш,ая момент М, и одновременно увеличивается длина плеча, на котором действует эта сила, что также способствует увеличению М (рис. 95).
Охлаждающая жидкость. Подача охлаждающей жидкости в зону резания облегчает отвод стружки, уменьшает работу трения и замедляет износ сверла Она способствует снижению силы Р и момента М до 25% при обработке стальных деталей и до 15% - при обработке чугунных.
Формулы для подсчета осевой силы и момента при сверлении. Определение силы Р и момента М производится по формулам, полученным экспериментальным путем. Для сверл из инструментальных сталей при обработке стальных и чугунных деталей они имеют следующий вид:
= CJifppKp кГ; М = CJDsK кГ-мм - при сверлении; Рд = Ctps"pKp кГ; М = CJK кГ-мм - при рассверливании;
где Ср W См - коэффициенты, зависящие от обрабатывае-
мого материала, формы заточки сверла и условий резания;
Zp, Хр, Ур, Zj,,Xj,i и £/,. - степени влияния D, t, s на Pq и М;
Кр и Кш - поправочные коэффициенты на измененные условия сверления; приводятся в нормативах [43, 48].
Износ сверла. Природа и характер износа сверл и резцов одинаковы. При обработке вязких материалов (сталей и др.) быстрорежущими сверлами изнашиваются передние и задние поверхности сверла (рис. 96), а у твердосплавных сверл передние поверхности изнашиваются незначительно. При обработке хрупких материалов (чугуна, пластмассы и др.) преимущественно изнашиваются задние поверхности и уголки сверла. Передние и задние
поверхности сверла более интенсивно изнашиваются на периферии, так как здесь скорость резания наибольшая и уголки сверла, являясь ослабленным местом, сильно нагреваются и разрушаются., Оценку износа рекомендуется производить: при обработке вязких материалов - по длине износа по задним поверхностям hg, для хрупких материалов - по длине износа уголков hy. Допустимая величина износа приводится в нормативах [32, 48]. Износ сверла вызывает повышение и М.
В результате проведенных опытов [16] при сверлении стали быстрорежущими сверлами получена следующая зависимость: kg = Cf.T-v-h- мм. Из полученных результатов видно, что на износ сверла в большей степени влияет скорость, а в меньшей - подача. Это становится понятным, если учесть, что на температуру резания степень влияния скорости примерно в 2 раза выше, чем подачи.
§ 3. СКОРОСТЬ РЕЗАНИЯ ПРИ СВЕРЛЕНИИ. МАШИННОЕ ВРЕМЯ
Сверление является значительно более сложным процессом, чем точение; образование стружки протекает в более тяжелых условиях. Это зависит от условий работы сверла и особенностей его конструкции.
В процессе резания затруднены отвод стружки и подача охлаждающей жидкости к режущим кромкам. При отводе стружки возникает значительное трение между ней, поверхностью канавки сверла и отверстия детали. В результате повышаются деформация стружки и тепловыделение, ухудшается теплоотвод от режущих кромок, ускоряется износ сверла и снижается его стойкость. Скорость резания, допускаемая режущими свойствами сверла, зависит от тех же факторов, что и при точении. Кроме того, существенное влияние оказывает глубина сверления.
Стойкость сверла Т. Зависимость между скоростью и стойкостью Г такая же, как и при точении. С увеличением скорости резко возрастает интенсивность износа сверла, так как увеличиваются работа резания и количество выделяемого тепла и, следовательно, уменьшается его стойкость. Зависимость выражается известной формулой
С гг С
•рГП V
Величина т обычно колеблется в пределах 0,125-0,5 в зависимости от обрабатываемого материала и материала сверла. Так, для быстрорежущих сверл т = 0,2 для стали и 0,125 для чугуна. Для твердосплавных сверл (ВК8) т = 0,4 для чугуна. При абразивном износе, имеющем место при обработке пластмасс, т = 0,4-f-0,5. Стойкость Г зависит от диаметра сверла D и обрабатываемого материала: чем больше D, тем выше Т; для хрупких материалов Т выше. Например, стойкость быстрорежущих сверл £> < 5 жж равна 15 мин - по стали и 20 мин - по чугуну; для
сверл D 6 + 50 мм стойкость соответственно равна 25-90 и 35-140 мин. Это объясняется тем, что при одинаковых условиях обработки силы сопротивления резанию чугуна значительно меньше, чем стали. Значения Т, С и т приводятся в нормативах [32, 48].
Свойства обрабатываемого материала и материала инструмента
влияют на скорость резания по аналогии с точением. Зависимости между скоростью и механическими свойствами материала для быстрорежуш,их сверл имеют следующие выражения [48]: С С
0= -=-р-д--при обработке деталей из углеродистых
и легированных сталей; С С
V = -рг = -Y3--Р обработке деталей из серых и ков-
НВ НВ
ких чугунов.
Допускаемая скорость существенно зависит от материала инструмента. Например, твердосплавные сверла марки ВК6М Iпозволяют увеличить скорость свыше 3 раз при обработке вязких материалов (сталей) и свыше 4 раз при обработке хрупких (чугуна) по сравнению с быстрорежущими.
Геометрия и диаметр сверла. Геометрия сверла влияет на теплообразование и теплоотвод от режущих кромок, а следовательно, ,на интенсивность износа и стойкость сверла. Для повышения стойкости, или скорости резания, допускаемой сверлом, произ-:водят специальную заточку сверла, в результате которой улучшается его геометрия. Способы заточки приведены выше.
Экспериментально установлено, что с увеличением диаметра D при неизменных условиях сверления повышается стойкость, или .допускаемая сверлом скорость резания. Это объясняется тем, что при увеличении диаметра D увеличивается масса металла, отводящая тепло от режущих кромок, ленточек и рабочих поверхностей В тело сверла, а также в тело детали. По аналогии с точением
ширина среза (Ь = -) влияет незначительно на температуру
резания и тепловая напряженность режущей кромки с увеличением диаметра D растет слабо. Видимо, тепловыделение растет менее интенсивно, чем теплоотвод от режущих кромок и поверхностей трения, поэтому стойкость сверла увеличивается.
Подача и глубина сверления. Подача при сверлении влияет по аналогии с точением. При увеличении подачи увеличиваются толщина и сечение среза, возрастает работа резания и количество выделяемого тепла, и, следовательно, уменьшается допускаемая сверлом скорость резания.
Глубина сверления / по мере возрастания усложняет условия резания: ухудшается отвод стружки, удлиняется время контакта стружки с поверхностью канавки сверла и детали, повышается работа трения и деформация стружки, затрудняется подача ох-
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 [ 51 ] 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129