ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 4 2023 151 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Влияние формы тороидальной задней поверхности на углы режущего клина и механические напряжения вдоль режущей кромки сверла Петр Пивкин a, *, Артем Ершов b, Никита Миронов c, Алексей Надыкто d Московский государственный технологический университет Станкин, Вадковский пер., 3а, г. Москва, 127055, Россия a https://orcid.org/0000-0002-7547-4652, PMPivkin@gmail.com; b https://orcid.org/0000-0003-3966-7032, a.ershov@stankin.ru; c https://orcid.org/0009-0002-4205-6996, dzr1380im@gmail.com; d https://orcid.org/0000-0003-3652-7421, a.nadykto@stankin.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2023 Том 25 № 4 с. 151–166 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.4-151-166 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.9.025.6/621.9.025.7 История статьи: Поступила: 01 сентября 2023 Рецензирование: 18 сентября 2023 Принята к печати: 27 сентября 2023 Доступно онлайн: 15 декабря 2023 Ключевые слова: Сверло Тороидальная задняя поверхность Режущий клин МКЭ Финансирование Работа была выполнена при финансировании Российского научного фонда (проект № 23-29-00999, https://rscf.ru/project/23-29-00999/) с использованием оборудования центра коллективного пользования «Государственный Инжиниринговый Центр» ФГБОУ ВО «МГТУ «СТАНКИН». АННОТАЦИЯ Введение. Сверление отверстий с квалитетом точности от IT8 до IT12 широко применяется в промышленном производстве. Однако в настоящее время не существует исследований и научнообоснованных рекомендаций по назначению геометрии режущей части сверл с тороидальной задней поверхностью. В связи с этим разработка САПР новых конструкций сверл с тороидальной задней поверхностью и численное моделирование напряженного состояния их режущей части являются актуальными задачами. Цель работы: уменьшение диапазона изменения переднего угла и угла заострения режущего клина вдоль режущей кромки от периферии к центру, а также снижение эквивалентных напряжений в режущем клине. В работе исследованы изменения величины переднего угла и угла заострения режущего клина в зависимости от радиуса образующей тороидальной задней поверхности; изменения эквивалентных напряжений в режущем клине в зависимости от изменения радиуса образующей тороидальной задней поверхности. Методами исследования являются основы теории о режущем инструменте, методы его автоматизированного проектирования и метод конечных элементов, примененный в данной работе к новым конструкциям сверл. Результаты и обсуждение. Установлено, что с уменьшением радиуса образующей задней поверхности уменьшается диапазон изменения переднего угла и угла заострения режущего клина сверла по сравнению со стандартной конструкцией. Разработана система автоматизированного проектирования сверл с тороидальной задней поверхностью. В результате величина диапазона изменения переднего угла вдоль режущей кромки уменьшилась на 86 % у сверла с минимальным радиусом образующей тороидальной поверхности по сравнению с конической заточкой, диапазон угла заострения режущего клина уменьшился на 56 %, максимальные эквивалентные напряжения снизились в 2,13 раза. При этом угол заострения режущего клина имеет значение, близкое к постоянному, на половине зуба сверла. Данные показатели превышают все показатели существующих на сегодняшний день аналогичных конструкций спиральных сверл. Для цитирования: Влияние формы тороидальной задней поверхности на углы режущего клина и механические напряжения вдоль режущей кромки сверла / П.М. Пивкин, А.А. Ершов, Н.Е. Миронов, А.Б. Надыкто // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2023. – Т. 25, № 4. – С. 151–166. – DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.4-151-166. ______ *Адрес для переписки Пивкин Петр Михайлович, к.т.н., доцент Московский государственный технологический университет Станкин, Вадковский пер., 3а, 127055, г. Москва, Россия Тел.: +7 (903) 231-66-80, e-mail: PMPivkin@gmail.com Введение Сверление отверстий применяется в производстве изделий в большинстве областей промышленности. Наиболее широко распространенной конструкцией сверл являются спиральные сверла. Достоинства спиральных сверл: хороший отвод стружки из обрабатываемого отверстия; простота конструкции и, следовательно, низкая трудоемкость переточки на заточных станках; высокая точность позиционирования в отверстие ввиду наличия калибровочных ленточек [1]. Главные режущие кромки сверла располагаются на конической режущей части с углом 2ϕ. Угол 2ϕ выполняет роль угла в плане и может изменяться от 70 до 135° [2]. При этом существует ряд недостатков в конструкции спиральных сверл: уменьшение переднего угла вдоль режущей кромки (РК) вплоть до отрицательного при приближении к центру; слишком большие передние углы на периферии.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1