Разработка методики предварительной оценки конструкторско-технологической эффективности кольцевых сверл. Этапы проектирования режущей части кольцевого сверла. Анализ сил резания, тепловых потоков и температур, виброактивности при кольцевом сверлении.
Аннотация к работе
В настоящее время известно множество различных способов обработки и получения отверстий в зависимости от заданных конструкций, качества, точности и шероховатости поверхности, начиная от простого сверления и заканчивая сложнейшими технологическими процессами, состоящими из нескольких последовательных операций. Для таких процессов необходим различный набор станков, приспособлений и инструментов. Кольцевое сверление является одним из способов получения отверстия. Режущим инструментом является кольцевое сверло, которое дает возможность получать отверстия в сплошном материале и увеличивать диаметр ранее просверленного отверстия при двух одновременно происходящих движениях: вращении сверла вокруг его оси и поступательном движении подачи вдоль оси инструмента. Производство и методы изготовления инструмента влияют на его стоимость, на его качество, а именно, на производительность и срок эксплуатации, то есть на параметры от которых зависит уровень приведенных затрат при использовании инструмента. Обработка кольцевых поверхностей - это одна из сложных и трудоёмких процессов, так как силы резания неуравновешенны, отвод стружки затруднён, инструмент работает в стеснённых и напряженных условиях, сопровождающихся вибрацией, которая резко снижает его стойкость, вызывает выкрашивание и приводит инструмент в негодность. Актуальность темы заключается: 1) в востребованности вырезания дискообразных заготовок из листового материала, обработки торцевых кольцевых канавок и сверления отверстий большого диаметра в сплошном материале, с сохранением не перерабатываемой в стружку сердцевины; 2) в необходимости совершенствования и адаптации кольцевых сверл к производственным условиям. Инструменты для кольцевой обработки используются в машиностроении и строительстве. В работе представлены новые, усовершенствованные конструкции инструментов для кольцевого сверления. 1. ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ КОЛЬЦЕВОГО СВЕРЛЕНИЯ кольцевой сверло виброактивность резание Сверло представляет собой режущий инструмент для рассверливания отверстий, либо для обработки отверстий в сплошном материале при двух одновременно происходящих движениях: вращении сверла вокруг своей оси и поступательном движении подачи вдоль оси кольцевого сверла. Сейчас они изготовляются из сталей с включениями твердых сплавов, с алмазным покрытием, с карбидом вольфрама и добавкой кобальта. [2] Спиральное сверло имеет вид цилиндрического стержня с двумя спиральными канавками, вдоль которых сделаны стружечные канавки. Основное назначение выполняет режущая часть, крепежная часть служит для закрепления на станке. Спиральное сверло при сверлении превращает в стружку материал, который был в отверстии. Корончатые сверла (по-другому называются - кольцевые фрезы, кольцевые сверла) - это настоящий прорыв в технологии кольцевого сверления. Используя такой метод обработки металла, появляется еще одна возможность получать отверстия больших диаметров и глубин. При изготовлении конструкций и деталей применяется сверление отверстий различного назначения. [3] Кольцевое сверло представляет собой полый цилиндр с режущими кромками на торце. Кольцевое сверление является сравнительно редким, но, тем не менее, вполне актуальным видом обработки. Фирма Diamond (Италия) изготавливает сверла O101-220 мм длиной 75 мм с абразивной режущей частью, предназначенные для сверления отверстий большого диаметра в листовом стекле и зеркале на ручном, полуавтоматическом или автоматическом оборудовании, Diamond (Италия). Диаметр от 12 мм до 100 мм, толщина обрабатываемого материала: 2,5 мм, максимальная глубина сверления: 5,0 мм. Высокопрочные кольцевые сверла (корончатые фрезы) Rotabroach изготовлены из стали М42 (аналога отечественной быстрорежущей стали марки Р2М10К8). Размеры коронок алмазных (алмазных кольцевых сверл) d - 10.....40мм представлены в таблице 1.1. Таблица 1.1 - Коронки алмазные (алмазные кольцевые сверла) d - 10.....40мм Геометрические размеры Кол-во сегментов Геометрические размеры D сверла L сверла I x S D сверла L сверла I x S 10 200 10/5х5 2 1/2 24 300 24/18х5 2 12 12/7х5 2 25 25/19х5 2 14 14/9х5 2 28 28/22х5 2 15 15/10х5 2 30 30/24х5 2 16 16/11х5 2 32 32/26х5 2 18 18/13х5 2 35 35/29х5 2 20 20/14х5 2 38 38/32х5 2 22 300 22/16х5 2 40 40/34х5 2 Цель диссертационной работы: разработка эффективных инструментов для кольцевого сверления. Кольцевые сверла по типу применяемого для их изготовления материала различаются на: 1) сверла с абразивной режущей частью (обеспечивает большую точность обрабатываемого отверстия, имеют преимущество в цене); 2) сверла из быстрорежущей стали (обеспечивают хороший срок службы при сверлении конструкционной стали, имеют преимущество в цене при диаметрах до 30 мм); 3) сверла из кобальтовой быстрорежущей стали (единственной возможный вариант для сверления нержавеющей стали сверлами типа HSS); 4) сверла с твердосплавными зубьями (обеспечивают более высокую производительность при сверлении отверстий в конструкционной стали, экономически оптимальны для сверления отверстий большого диаметра