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

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 4 2023 160 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ при тороидальной заточке задней поверхности: переднего угла γ = 30°; γN = 25°, при переходе в подточку γp = 2°; заднего угла α = 8°, αN = 8°, при переходе в подточку αp = 22°. По результатам анализа графиков установлено, что сверла с тороидальной заточкой задних поверхностей имеют более равномерное уменьшение переднего угла от периферии к центру. Характер изменения переднего и заднего угла у сверл с тороидальной заточкой задней поверхности идентичен характеру изменения геометрических параметров сверл с конической заточкой. Передний угол γ принимает наибольшее значения, а задний угол α – наименьшее на периферии сверла. Величина диапазона изменения переднего угла уменьшилась с [–18°; 25°] до [2°; 25°], что говорит об уменьшении диапазона на 86 %. При уменьшении радиуса образующей задней тороидальной поверхности выявлено снижение интенсивности уменьшения переднего угла и увеличения заднего угла. Эта тенденция делает изменение величины угла заострения режущего клина от периферии к центру более равномерным. Величина диапазона изменения угла заострения режущего клина уменьшилась с [58°; 77°] до [56°; 68°], что говорит об уменьшении диапазона на 56 %. Конструкция сверл с заточкой задней поверхности с минимальным радиусом образующей имеет наилучшее распределение переднего угла: практически полностью вдоль всей режущей кромки передний угол имеет положительное значение. Это позволит применять такие конструкции сверл без дополнительной заточки в центре с эксплуатационными показателями, соизмеримыми с показателями сверл с заточкой в центре. График зависимости угла заострения режущего клина β от отношения длины главной РК в контрольной точке, измеренной от начального положения, к общей длине главной РК представлен на рис. 9. По графику можно установить, что применение сверл с заточкой задней поверхности с минимальным радиусом образующей обеспечивает равномерный угол заострения режущего клина вплоть до 0,45 от длины РК сверла как раз в той зоне, которая подвергается наиболее интенсивному нагружению. Для эпюры эквивалентных напряжений и перемещений сверл с конической и тороидальной заточкой задней поверхности проведен анаРис. 9. График зависимости угла заострения режущего клина β от отношения длины главной РК в контрольной точке, измеренной от начального положения, к общей длине главной РК Fig. 9. Graph of the dependence of the angle of the cutting wedge β on the ratio of the length of the main cutting edge at the measurement point from the initial position, to the total length of the main cutting edge лиз методом МКЭ по вышеописанной методике. Результаты упругих перемещений и эквивалентных напряжений в режущем клине сверл с различной формой заточки вынесены в табл. 4. Анализ полученных результатов показывает, что максимальное напряжение у сверла с минимальным радиусом образующей задней поверхности – минимальное из всех рассматриваемых конструкций сверл, что свидетельствует о более рациональном распределении припуска и геометрических параметров вдоль режущей кромки. Режущий клин вдоль режущей кромки имеет площадь поперечного сечения, наиболее близкую к постоянной, что позволяет судить о наилучших прочностных характеристиках сверла с тороидальной заточкой с минимальным радиусом образующей Rt min, формирующей заднюю поверхность. Были рассмотрены напряжения в равноудаленных друг от друга точках режущей кромки, а также измерены угловые значения положения этих точек от оси сверла согласно методике проектирования сверл с тороидальной задней поверхностью. Полученные результаты приведены в табл. 5, и на их основе построен график зависимости напряжения от углового положения контрольной точки на режущей кромке в инструментальной системе

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1