Реферат: Розробка збірних свердел з міжлезовим гідравлічним зв’язком для оброблення глибоких отворів

Дослідження впливу подачі свердла на показники точності та шорсткості отворів при їх обробленні інструментом з міжлезовим гідравлічним зв'язком та жорсткими свердлами проводилися при швидкості різання V=78,5 м/хв в діапазоні S = 0,05...0,35 мм/об. Найбільший ефект від впровадження інструменту з міжлезовим гідравлічним зв'язком спостерігається для параметрів уведення свердла та відхилення діаметру отвору. Так, наприклад, на подачі 0,25 мм/об ці параметри порівняно з жорсткою схемою зменшуються в 1,8 рази; висота мікронерівностей - в 1,2 рази, а похибка форми – в 1,1 рази.

Дослідження розмірів та форми стружки проводились із застосуванням методики ситового аналізу. Фракційний склад стружки дозволив встановити коливання її розмірів , стабільність подрібнення при різних схемах та режимах різання, а відтак визначити раціональні умови роботи свердла з точки зору стружкоподрібнення.

Порівнюючи стружку, утворену внаслідок свердління інструментом з рухомими лезами та жорстким інструментом, можна зробити висновок про те, що середньостатистичний розмір фракцій у першому випадку на 12% менший, стабільність подрібнення вища в середньому на 22%. Цим зумовлюється можливість роботи свердел з міжлезовим гідравлічним зв'язком на більш інтенсивних режимах оброблення. При цьому уникають явища забивання відвідного каналу та налипання дрібних фракцій на леза інструменту.

Враховуючи багатокритерійність функції мети при виборі оптимальних значень геометричних параметрів свердел інструменту з міжлезовим гідравлічним зв'язком, скористаємося узагальненим адитивним критерієм оптимальності:

, (1)

де Ri – значення і – го критерію () оптимізації (в даному випадку Т, f, Ra);

kмі – масштабний коефіцієнт і-го критерію:

. (2)

kві – ваговий коефіцієнт і-го критерію. Цей показник, як правило, носить суб'єктивний характер і може змінюватись в залежності від умов виробництва та конструкторських вимог до виробу в цілому. Для глибокого свердління отворів , після якого передбачається їх чистове оброблення, виходячи з умов теорії технологічної спадковості, приймаємо kвT = 0,25; kвf = 0,6; kвRa =0,15 .

Це можна пояснити тим, що точність Т отвору можна підвищити в результаті виконання чистових операцій, шорсткість поверхні Ra зменшується внаслідок виконання чистових, фінішних та суперфінішних операцій, а уведення f свердла практично змінюється на 5-10% при наступних технологічних переходах, і тому саме цей показник має пріоритет перед попередніми.

Встановлено, що оптимальні параметри оброблюваних поверхонь забезпечуються при дотриманні кутів 2j = 134°; a = 14°; g = 5°.

Залежності точності отворів та шорсткості поверхонь від геометричних параметрів різальної частини свердла з рухомими лезовими елементами описуються аналітично регресійними рівняннями. Ці залежності для різних кутів заточування різальної частини свердла становлять:

- для кута при вершині 2j:

(3)

- для заднього кута a:

(4)

- для переднього кута g:

(5)

Аналітичні залежності параметрів точності та шорсткості отворів при різних кутах різальних лез свердел з міжлезовим гідравлічним зв'язком є достатньо адекватні експериментальним значенням. Для перевірки цього твердження використовувалась програма, розроблена автором в системі MathCAD. Коефіцієнти кореляції знаходяться в межах 0,8 - 0,9 , а отже існує суттєвий вплив геометричних параметрів лез свердла з міжлезовим гідравлічним зв'язком на точність та шорсткість отвору.

3 Теоретичні дослідження процесу свердління інструментом з міжлезовим гідравлічним зв'язком

проводилась перевірка функціональної здатності запропонованої конструкції свердла з міжлезовим гідравлічним зв'язком шляхом створення математичної моделі процесу, а також вибір та обґрунтування основних параметрів інструмента на основі її реалізації.

Розрахункова схема процесу свердління свердлом з міжлезовим гідравлічним зв'язком. Вона складається із трьох зосереджених мас m 1,m 2,m 3, (дві з яких – m 1,m 2 -плунжери з різцями, розташовані в третій – в корпусі з борштангою m 3 - і з'єднані з нею за допомогою пружного гідравлічного шарніра), трьох безмасових пружин с 1,с 2,с 3, які власне і враховують жорсткості відповідно різців та корпуса з борштангою, і демпферів k 1,k 2,k 3.

Враховуючи особливості процесу свердління розробленим свердлом, вважається за домінуючий напрямок поздовжня вісь інструменту, тобто розглядаються тільки осьові коливання та процеси, а впливом кутових коливань знехтуємо.

Швидкість зміни тиску у сполучених посудинах:

, (6)

де: p1, p2 – значення тиску в порожнинах відповідно першого та другого плунжерів; c0 – об'ємна жорсткість рідини; Q1,Q2 – об'ємні витрати рідини на "входах" у порожнини відповідно першого та другого плунжерів; Q0 - об'ємні витрати рідини в з'єднувальному отворі.

, (8)

де: S1=S2=S – площа поперечного перерізу плунжера, V1,V2 – швидкості відповідних плунжерів відносно корпуса.

, (9)

де: Dp – перепад тиску на обох краях з'єднувального отвору (Dp=p1-p2); h - динамічна в'язкість рідини; L – довжина з'єднувального отвору; d0- умовний діаметр з'єднувального отвору.