Obrabotka Metallov 2011 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (50) 2011 8 ТЕХНОЛОГИЯ УДК 678 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА ПРИ НАРЕЗАНИИ РЕЗЬБЫ В ВЫСОКОПРОЧНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛАХ А.М. МАРКОВ, доктор техн. наук, профессор, П.В. ЛЕБЕДЕВ, аспирант ( АлтГТУ им. И.И. Ползунова, г. Барнаул ) Статья поступила 2 февраля 2011 г. 656038, Алтайский край, г. Барнаул, пр. Ленина, д. 46, ГОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова», e-mail: pavel.lebedev@mail.ru В работе приводятся полученные авторами соотношения для расчета суммарного сечения срезаемого слоя, сум- марной длины режущих кромок, определения переменного расстояния режущей кромки от оси метчика и определения крутящего момента при нарезании резьбы, позволяющие произвести теоретическую оценку выходных параметров (на- дежности, точности, производительности и т.д.) для метчиков с корригированными зубьями. Ключевые слова : внутренняя резьба, метчик, высокопрочные полимерные композиционные материалы, крутящий момент, нарезание резьбы. Резьбонарезная операция, как правило, являет- ся «узким» местом технологического процесса из- готовления деталей из ВКПМ, от которой во мно- гом зависит качество выпускаемых конструкций. Поскольку операция резьбонарезания является одной из последних, то стабильность обеспечения требуемых параметров качества изготавливаемых изделий напрямую связана с экономическими по- казателями предприятия в целом. Это объясняется тем, что специфический брак, возникающий при обработке ВКПМ (прижоги, разрушение поверх- ностного слоя материала, срез витков резьбы), значительно снижает несущую способность резь- бового соединения, а затраты, связанные с восста- новлением качества детали, зачастую соизмеримы с затратами на изготовление детали до операции нарезания резьбы. Поскольку подавляющая часть метчиков, ис- пользуемых для нарезания резьбы в ВКПМ, изго- тавливается с корригированным профилем режущих зубьев, предлагаемые рядом авторов (Евстегне- ева О.Н., Матвеев В.В., Грудов А.А.) математиче- ские модели для расчета силовых характеристик процесса нарезания резьбы не позволяют получить адекватных результатов. Крутящий момент на метчике при резании опре- деляется суммированием крутящих моментов, со- ответствующих всем одновременно работающим режущим зубьям инструмента, и рассчитывается на основе уточнения предложенной в работе Евстегне- евой О. Н. зависимости: 1 кр з 1 cos ( ) cos ( ), Нм m i b i i b i i i m М K S S r h B r = ξ = = λ + μσ ψ ∑ ∑ , (1) где y y sin(arctg ) cos( arctg )sin v b K S ξ τ μ − γ = ϕ + μ − γ ϕ – удельная сила резания; τ v – касательное напряжение в услов- ной плоскости сдвига, Н/м 2 ; μ – коэффициент трения; γ – передний угол, град; φ у – угол наклона условной плоскости сдвига, град; S b – действительный предел прочности при растяжении, Н/м 2 ; λ – угол наклона режущей кромки, град; S i – площадь сечения срезае- мого слоя, мм 2 ; r i – расстояние от режущей кромки до оси инструмента, мм; μ – коэффициент трения; σ в – предел прочности материала при растяжении, Н/м 2 ; h з – высота профиля резьбы, мм; B i – суммарная дли- на режущих кромок i -го лезвия, мм; ψ – угол подъема резьбы, град. Полученную в работе [1] зависимость (1), не- смотря на относительную простоту и наглядность, затруднительно использовать, поскольку известны не все исходные данные. Для расчета значений каса-