14.4.2. Влияние различных факторов на осевую силу и крутящий момент

Влияние диаметра сверла D и подачи s на P₀ и М_кр. С увеличением D и s увеличивается площадь сечения среза, приходящаяся на главную режущую кромку, вследствие чего P₀ и М_кр возрастают. Однако так же, как и при точении, s и D влияют на P₀ и М_кр неодинаково. Поскольку ,и при любых видах работ толщина срезаемого слоя на составляющие силы резания влияет меньше, нежели ширина, то иs на P₀ и М_кр также влияет слабее, чем диаметр сверла. Если s влияет на P₀ и М_кр примерно одинаково, то диаметр сверла влияет на М_кр значительно больше, чем на осевую силу P₀; последнее объясняется тем, что при увеличении D одновременно с увеличением сил P_z увеличивается и плечо, на котором эти силы действуют.

Различное влияние s и D учитывается показателями степени в формулах для подсчета P₀ и М_кр:

и ,

где в зависимости от обрабатываемого материала

x_p = 0,9…1,4; y_p = 0,7…0,9; x_м = 2,0; y_м = 0,8…0,9.

Влияние угла наклона винтовой канавки сверла ω на P₀ и М_кр. Из выведенной ранее формулы

следует, что при φ = const γ_x и ω – величины пропорциональные. Таким образом, с увеличением ω соответственно возрастает и γ, что ведет к снижению работы деформации и, следовательно, к снижению P₀ и М_кр (рис. 14.16). Экспериментально установлено, что увеличение ω более чем до 25…35° существенного влияния на силы резания не оказывает.

а) б)

Рис. 14.16. Влияние угла ω на крутящий момент М_кр (а)

и на осевую силу Р₀ (б) при сверлении

Влияние угла при вершине 2φ на P₀ и М_кр. Влияние 2φ на P₀ и М_кр при сверлении аналогично влиянию угла φ на силы P_x и P_z при точении. При увеличении угла 2φ отношение уменьшается (рис. 14. 17). Это уменьшает силуP_z на главной режущей кромке и, как следствие, величину М_кр (рис. 14.18). Так же, как и при точении, увеличение угла 2φ приводит к увеличению угла между главной режущей кромкой и направлением движения подачи, что увеличивает осевую составляющую P_x на режущей кромке и, следовательно, осевую силу P₀.

Рис. 14.17. Влияние угла в плане на изменение толщины и ширины срезаемого слоя при сверлении

Влияние длины перемычки l_п и угла ее наклона на P₀ и М_кр. Поперечная режущая кромка имеет отрицательное значение угла γ, следовательно, с ее увеличением осевая сила будет расти, поскольку при этом увеличивается сопротивление врезанию.

На М_кр этот фактор существенного влияния не оказывает, так как длина поперечной режущей кромки крайне мала по сравнению с длиной главных режущих кромок.

У

P₀,

М_кр

гол ψ наP₀ и М_кр влияет наиболее сложно (рис. 14.19). С одной стороны, увеличение угла ψ вызывает уменьшение l_п, что должно несколько уменьшить М_кр и более значительно P₀. С другой стороны, при увеличении угла ψ увеличивается длина главных режущих кромок и их участков с малой величиной γ. Последнее должно привести к увеличению как М_кр, так и P₀. Такое противоречивое влияние угла ψ приводит к тому, что при его увеличении P₀ непрерывно растет, а М_кр вначале уменьшается, а затем возрастает. Минимум крутящего момента соответствует ψ = 50…55°.

P0, Мкр P0 Мкр 2 Рис. 14.18. Влияние угла в плане 2φ на крутящий момент и осевую силу

P0, Мкр P0 Мкр 55° ψ Рис. 14.19. Влияние угла ψ на крутящий момент и осевую силу

Для уменьшения М_кр и особенно P₀ применяют различные методы подточки перемычки.

Влияние смазочно-охлаждающей жидкости. Исследованиями установлено положительное влияние жидкости на величину силы подачи и момента. Применение при сверлении жидкостей, и особенно поверхностно-активных, способствует уменьшению силы подачи и момента: на 10…35 % при обработке пластичных металлов (сталей); 10…18 % при обработке чугуна; 30…40 % при сверлении алюминиевых сплавов по сравнению с обработкой всухую.

Влияние качества обрабатываемого металла. С изменением механических и физико-химических свойств обрабатываемых металлов изменяется и их сопротивление сверлению.

Характеристиками качества обрабатываемого металла, от которых зависит величина силы резания при сверлении, являются:

а) при обработке стали – предел прочности σ_в;

б) обработке чугуна и бронзы – твердость HB.

На основе проведенных исследований установлены соответствующие поправочные коэффициенты, приведенные в табл. 14.1.

Таблица 14.1