Influence of the shape of the toroidal flank surface on the cutting wedge angles and mechanical stresses along the drill cutting edge

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 25 No. 4 2023 155 EQUIPMENT. INSTRUMENTS Рис. 2. Определение профиля винтовой канавки (1) и элемента профиля на передней поверхности (2) Fig. 2. Defi ning the profi le of the spiral fl ute (1) and the profi le element of fl ute on the rake surface (2) кромки. Для формирования прямолинейной режущей кромки сверла с конической производящей поверхностью система формирует условия поиска рациональной формы канавки [7] (рис. 2). Определение винтовой проекции режущей кромки описывается следующими уравнениями: tan cos tan ( ) 2 2 tx ty y ty B RK RK Pr RK Dd ⎛ ⎞ + Ξ + Ξ ⎜ ⎟ = − Ξ + ⎜ ⎟ ω ⋅ π ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ tan ( ) sin tan ( ) 2 2 2 2 ; tx ty tx tx ty B RK RK RK RK RK ⎛ ⎞ + ϕ Ξ + Ξ ⎜ ⎟ + Ξ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ω ⋅ π Ξ + Ξ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ (1) tan cos tan 2 2 2 2 ( ) ( ) x tx ty tx tx ty Pr B RK RK RK RK RK = ⎛ ⎞ + ϕ ⋅ Ξ + Ξ ⎜ ⎟ = − Ξ ⋅ − ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ω ⋅ π Ξ + Ξ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ tan sin tan 2 2 2 2 ( ) . ( ) tx ty ty tx ty B RK RK RK RK RK ⎛ ⎞ + ϕ ⋅ Ξ + Ξ ⎜ ⎟ − Ξ ⋅ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ω ⋅ π Ξ + Ξ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ (2) Следующий этап методики проектирования заключается в твердотельном моделировании винтовой канавки и соответствующей ей производящей поверхности. В зависимости от диаметра сверла назначается форма задней поверхности и формируется булева операция, задающая заднюю поверхность, выдерживая при этом форму режущей кромки и заданные геометрические параметры в контрольных сечениях (α, γk, ω, φ, κ, ν). На этом этапе проектирования формируют конструкторскую документацию для традиционных видов конструкций спиральных сверл. В настоящей работе впервые предложена новая методика автоматизированного проектирования сверл с тороидальной задней поверхностью. Блок-схема данной методики представлена на комплексной блок-схеме и более детально приведена на рис. 3 в качестве отдельного алгоритма. Первым этапом проектирования является формирование актуальной совокупности исходных данных (R, ds, α, γk, ω, Rt, φ, κ, η, L, lr, f, ν). Диапазон назначения радиуса образующей тороидальной задней поверхности согласуется с диапазоном назначения задних углов и сопоставляется с наработанной базой данных проектирования, имеющей ряд типовых соотношений геометрических параметров сверла. В результате этого алгоритм определяет положение сечения, в котором задается значение заднего угла α, либо этот параметр задается вручную. Далее формируется профиль стружечной канавки исходя из заданных величин диаметра сердцевины ds, радиуса спинки r и радиального переднего угла γk. На основе данных профиля винтовой канавки спирального сверла формируется булева операция, задающая 3D-модель заготовки с винтовой канавкой. Важным этапом разработки модели сверла является формирование производящей поверхности. Геометрические параметры, задающие булеву операцию, представлены на втором операторе алгоритма. Касательная к образующей производящей поверхности накладывает жесткое ограничение, обеспечивающие постоянный контакт образующей всей совокупности конструкций сверл под определенным углом в плане φ. Межосевое расстояние между осью тороидальной задней поверхности и осью сверла задается параметром ν. Угол между точкой касания окружности, задающей тороидальную образующую, и точкой пересечения окружности с периферией η регулирует возможность назначения радиусу образующей задней поверхности

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1