11.2 Силы, вращающий момент, потребление мощности при сверлении

Для расчёта главной составляющей силы резания при сверлении можно с достаточным приближением использовать уравнение для точения. В случае сверления следует ввести поправочный коэффициент f_B, учитывающий изменение факторов влияния на главную составляющую силы резания по сравнению с точением (например, форма режущей кромки, скорость резания и т.п.). Таким образом, действительны следующие соотношения (таблица 11.1)

Таблица 11.1

	Сверление в сплошном материале	Рассверливание
Поправочный коэффициент fB	fB= 1	fB = 095
Касательная составляющая силы резания на каждую кромку Fcz	Fcz= *fz*kc*fB (уравн. 3.8)	Fcz= *fz*kc*fB (уравн. 3.9)

F_cz - главная составляющая силы резания на каждую кромку[Н]

D - диаметр отверстия[мм]

d - диаметр предварительного отверстия[мм]

f_z - подача на зуб[мм/зуб]

k_c - удельная сила резания[Н/мм]

f_B - поправочный коэффициент для сверления

Рис 11.7 - Составляющие усилий резания при сверении

Вращающий момент и мощность при сверлении. В случае сверления мощность рассчитывается, как правило, через вращающий момент (таблица 11.2).

Табл 11.2

	Сверление в сплошном материале	Рассверливание
Приложение силы	H= D/ 4	H= (D+ d) / 4
Вращающий момент	Md = Для Z= 2 действительно: Md=	Md= Для Z= 2 действительно: Md=
Мощность	Pa = Pc =	Pc = Pc =

F_c - касательная составляющая силы резания[Н] (Fc= Fcz*Z)

F_cz - главная составляющая силы резания на каждую кромку[Н]

H - плечо силы[мм]

Z - число режущих кромок

D - диаметр отверстия[мм]

d - диаметр предварительного отверстия[мм]

Md - вращающий момент[Н•м]

Pc - мощность резания[кВт]

Pa Мощность привода[кВт]

n - частота вращения[об/мин

vc - скорость резания[м/мин]

η – КПД

Прочие составляющие силы резания при сверлении. Пассивная составляющая силы резания F_p направлена радиально наружу (см. рис. 11.7). Она зависит от перемычки, главной режущей кромки, уголка режущих кромок и направляющей ленточки. В нормальном случае, когда используется симметрично режущее сверло с несколькими режущими кромками, все пассивные составляющие силы резания взаимно уничтожаются и не оказывают влияния ни на инструмент, ни на заготовку.

Исключением являются сверлильные инструменты с СМП. Их режущая кромка разделена на несколько асимметрично расположенных сменных многогранных пластин, которые зачастую имеют и разный главный угол в плане. Теоретические расчетные методы еще очень ненадежны. Пассивную составляющую силы резания в данном случае следует определять путем измерений.

Другие исключения возможны при несимметричной заточке спиральных сверл и при засверливании на неровных поверхностях.

Силы подачи F_f в направлении оси сверла (см. рис. 11.7) возникают на главной и вспомогательной режущих кромках и зависят от свойств материала, поперечного сечения стружки, переднего угла и заточки режущих кромок. Теоретические расчеты силы подачи относительно неточны. Измерения показали следующие соотношения:

Сверла с СМП: F_f≈ 0,6∙F_c F_f≈ 0,8∙F_c Спиральные сверла: F_f≈ F_c

Основная доля силы подачи (до 60%) приходится на перемычку сверла. Эту долю можно существенно сократить за счет специальной заточки. Путем предварительного сверление до диаметра сердцевины сверла можно полностью устранить неблагоприятное влияние перемычки и тем самым уменьшить силу подачи F_f приблизительно на 50%.

Расчет основного машинного времени при сверлении

Основные параметры для определения основного машинного времени t_n при сверлении показаны на рис. 11.8 Основное технологическое время рассчитывается по формуле:

t_n=

где t_n – основное машинное время (мин.); L – общий ход сверла (мм); f – подача (мм/об.); n – частота вращения (об./мин.)

В этом случае для общего хода сверла L действительно:

L=l+l_a+l_u

где l – толщина заготовки (мм); l_a – длина подвода и врезания (мм); l_u – длина перебега (мм).

Для длины перебега l_u при сверлении, как правило, принимается:

Сквозное отверстие: l_u=2 мм

Глухое отверстие: l_u=0 мм

При сверлении длина подвода и врезания l_a рассчитывается по формуле:

l_a=1+

С учетом уже названных условий общий ход сверла L можно рассчитать следующим образом:

Сквозное отверстие: l_a=l+3+

Глухое отверстие: l_a=l+1+

Рис 11.8 – Основные параметры для определения основного машинного времени