Режущий инструмент - Филиппов Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
204
Угол ф сверла определяет толщину среза при работе сверла, соотношение между радиальными и осевыми силами резания, а также длину режущих кромок. С увеличением угла ф возрастает осевая составляющая Px равнодействующей силы резания, а тангенциальная составляющая P2 уменьшается, длина режущей кромки также уменьшается, что ухудшает отвод теплоты из зоны резания. С уменьшением угла ф, наоборот, составляющая Px уменьшается, а составляющая P2 увеличивается. При этом увеличивается длина режущей кромки и, следовательно, улучшается
Рис, 6,2, Геометрические параметры режущей части сверла
теплоотвод от кромок сверла. Так, б уменьшением угла 2ф от 120 до 90° составляющая Px снижается на 20—30%, а крутящий момент возрастает на 10—15%. Острая вершина способствует лучшему внедрению сверла в обрабатываемый материал, однако при обработке металлов малые значения углов 2ф встречаются редко. Обычно, значения углов 2ф для стандартных быстрорежущих сверл принимаются равными 118—120°, а для твердосплавных сверл - 130—140°.
Наиболее напряженным участком сверла является участок перехода от главных режущих кромок к вспомогательным (ленточкам). Для снижения тепловых нагрузок на эти участки сверло обычно выполняют с переходной кромкой шириной около 0,2d, расположенной под меньшим углом фі (2фх < 2ф). В ряде случаев главные режущие кромки делают криволинейными с выпуклостью в сторону обрабатываемой поверхности. Переходный участок от главных к вспомогательным кромкам при этом может иметь
205
угол 2фі = 0, благодаря чему обеспечивается плавное сопряжение главных и вспомогательных задних поверхностей сверла.
Передний угол у главных режущих кромок спиральных сверл определяется в цилиндрическом или нормальном ун сечениях. При отсутствии подточки по передней поверхности передний угол в цилиндрическом сечении в каждой точке режущей кромки ух равен углу наклона винтовой линии канавки, проходящей через эту точку, и может быть определен из зависимости
tgY* = tg ^ = -^tg(D,
где Tx — радиус цилиндрического сечения через рассматриваемую точку; ух — передний угол в цилиндрическом сечении в рассматриваемой точке сечения; сох — угол наклона винтовой линии в этом сечении; г — радиус периферийных кромок; со — угол наклона винтовой канавки на наружном диаметре.
Передний угол в нормальном к режущей кромке сечении для рассматриваемой точки может быть рассчитан по формуле
tg Yyvx = tg оуэШф.
Как видно из формул, передние углы как в нормальном, так и в цилиндрическом сечении сверла по длине режущей кромки переменны. Передний угол в нормальном сечении Ynx принимает значения от приблизительно равных углу наклона винтовой линии (у ленточек сверла) до отрицательных значений у поперечной кромки (рис. 6.3). Таким образом, характерной особенностью спиральных сверл является резкое изменение переднего угла по длине режущей кромки.
Передние углы на поперечной режущей кромке также имеют большие отрицательные значения (до —60°). При таких передних углах поперечной кромки последняя практически не режет, а вдавливается и скоблит дно отверстия, что также является характерной особенностью спиральных сверл. Улучшение распределения передних углов вдоль главных режущих кромок можно осуществить за счет изменения формы самих режущих кромок либо в продольном, поперечном или в обоих направлениях, либо путем подточки сверла по передней поверхности. Примером первого способа усовершенствования распределения передних углов вдоль режущей кромки является создание сверл с выпуклой режущей кромкой. Примером второго способа являются широко распространенные способы подточки передней поверхности сверл. Улучшение передних углов поперечных кромок производится, главным образом, подточкой, которая обычно совмещается с подточкой передней грани. Формы подточек режущей части поперечной кромки сверла приведены на рис. 6.4. При изменении формы режущих кромок неизбежно изменяется профиль поперечного сечения сверла, могут ухудшиться стружкоотвод, ослабиться поперечное сечение и появиться концентраторы напряжений. 206
Поэтому обязательным условием при выборе профиля поперечного сечения должен стать его прочностной расчет, а также расчет, связанный с профилированием инструмента (фрез, шлифовальных кругов), с помощью которого можно изготовить выбранный профиль.
В меньшей степени изменяются передние углы на сверлах, оснащенных пластинками из твердых сплавов. Пластинки «врезаются» обычно в корпус под нулевым углом (параллельно оси сверла), при этом передний угол на периферии близок к нулю, AT^4N
а у сердцевины значения этого .^v4—.-
угла — отрицательные, в тех же I__-^s
приблизительно пределах, что и у цельных сверл.
WW
Рис. 6.3. Характер изменения углов Y4V, а, Я вдоль главных режущих кромок сверла
€3
Рис. 6.4. Формы подточек режущей части и поперечной кромки сверла
Угол наклона главных режущих кромок сверла (к) также переменен по их длине. Графики изменения углов yNl а и 1K сверла по длине режущей кромки показаны на рис. 6.3. [47].
Угол наклона винтовых канавок сверла со (задается по наружному диаметру) оказывает существенное влияние на прочность, жесткость сверла, на стружкоотвод. С увеличением угла со увеличивается передний угол на периферии сверла, облегчается процесс резания, улучшается стружкоотвод, повышается крутильная жесткость сверла, а значит, и его устойчивость против крутильных колебаний, но снижается осевая жесткость сверла. Анализ влияния угла со на прочность и жесткость сверла будет приведен ниже. Влияние угла со на снижение крутящего момента и усилия подачи резко ощущается при изменении
