Введение. Сверление отверстий с квалитетом точности от IT8 до IT12 широко применяется в промышленном производстве. Однако в настоящее время не существует исследований и научно-обоснованных 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 является 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.
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
Pivkin P.M., Ershov A.A., Mironov N.E., Nadykto A.B. Influence of the shape of the toroidal flank surface on the cutting wedge angles and mechanical stresses along the drill cutting edge. Obrabotka metallov (tekhnologiya, oborudovanie, instrumenty) = Metal Working and Material Science, 2023, vol. 25, no. 4, pp. 151–166. DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.4-151-166. (In Russian)