3.8.3. Влияние вибрационного движения

Нередко на практике применяется вибрационное резание, когда инструменту сообщают вибрационное движение от специального привода либо с целью дробления стружки, либо для получения другого положительного эффекта. Такое движение вызывает непрерывное изменение геометрии инструмента. Рассмотрим, например, случай точения с вибрационным движением.

Из рис.3.16 видно, как определяется вектор скорости резания:

_.

Рис. 3.16. Влияние вибрационного движения

на передний и задний углы резца

Геометрия в различные моменты времени будет разной в зависимости от величины и направления вектора скорости вибрационного движения V_дв. В сечении 1-1 для + V_DB (см.рис.3.16) для фазы, когда скорости движения подачи и вибрационного движения совпадают по направлению, показаны передний и задний углы в поперечной секущей плоскости для момента максимального модуля вектора +V_дв, в сечении 1-1 - для -V_дв. Как следует из рис.3.16, вибрационное движение приводит к изменению углов в поперечной секущей плоскости. Из рис. 3.16 имеем:

γпд = γп + Ψ; αпд = α – Ψ; tg Ψ =						Vдп ± Vдв
						Vдг
Vдп =	S0		, м/с; Vдг =					π dx n		, м/с;
	π dx							6∙104
Vдв = 2∙10-3 π f A, м/с;
tg Ψ =		S0		±	120 f A
		π dx			π dx n

где f - частота колебаний вибрационного движения, Гц;

А - амплитуда колебаний, мм.

Углы в главной секущей плоскости определяются по методике, изложенной в 3.8.1.

3.9. Конструкция и геометрия спирального сверла

3.9.1. Конструкция

В сверле различают рабочую часть, хвостовик 4 и шейку 3 (см. рис.3.17). Рабочая часть состоит из режущей части 1 и транспортирующей 2. Для извлечения сверла из шпинделя станка служит лапка 5. Режущая часть образована двумя винтовыми передними поверхностями и двумя задними поверхностями, которые в зависимости от способа заточки могут быть коническими, винтовыми, плоскими и цилиндрическими. Спиральные сверла затачиваются по задней поверхности. Сверло имеет три типа режущих кромок: две главные: AB и CD (см. рис.3.17), поперечную кромку BС и две вспомогательные кромки, начинающиеся от точек A и D. Сверло характеризуется материалом рабочей части, диаметром d, длиной l, углом заточки 2φ углом спирали ω, типом и размером хвостовика (см. рис.3.17).

Рис. 3.17. Конструкция спирального сверла

3.9.2. Геометрия

Геометрия различных кромок неодинакова, поэтому необходимо рассмотреть ее отдельно для каждой режущей кромки.

Для определения геометрии главной режущей кромки на диаметре d_x (см. рис.3.18) взята произвольная точка M и показаны для этой точки сечение главной секущей плоскостью N – N, основная плоскость ОПМ и плоскость резания ПР. Из рис.3.18 видно, что основная плоскость для любой точки режущей кромки проходит через ось вращения сверла и данную точку режущей кромки. Поэтому для каждой точки режущей кромки имеется своя основная плоскость, например, плоскость ОПМ для точки М. Это усложняет определение геометрии сверла. Поэтому с достаточной для практики точностью можно рассматривать геометрию упрощенно, приняв за основную плоскость УОП, проходящую через ось сверла параллельно режущей кромке и λ = 0. В этой плоскости показан угол в плане φ. Передняя поверхность сверла является винтовой, характеризующейся шагом Р. Поэтому угол наклона этой поверхности в различных точках режущей кромки разный: на диаметре d он равен ω, a на диаметре d_x – ω_x. Из разверток винтовых линий (см. рис.3.18), проходящих через точки А и M передней поверхности сверла, имеем:

tg ωx =	dx	tg ω.
	d		(3.6)

Для определения переднего угла можно исходить из того, что лезвия сверла работают аналогично двум резцам 1 и 2 (см. рис.3.18). Причем резец 2 имеет режущую кромку CD, а резец 1 - кромку AB. Для резца 1 плоскость 0-0 является поперечной секущей плоскостью 1-1 (см.рис. 3.12).

На основании (3.3) имеем

tg ω_x = tgγ_x sinφ + tgλ cosφ.

Учитывая, что λ =0, имеем

tgγ_x = tg ω_x sinφ,

и с учетом (3.6) получим:

tgγx =	dx	tg ω sinφ.
	d

Из этой зависимости следует, что передний угол изменяется вдоль режущей кромки, увеличиваясь при удалении от оси сверла.

Рис. 3.18. Геометрия спирального сверла