Розмір шрифту:
Деформація інструментальної оправки під дією радіальної та осьової складових сили різання
Остання редакція: 2021-05-10
Анотація
Труднощі оброблення глибоких отворів, які мають підвищені вимоги до точності та шорсткості, пов’язані не лише з погіршенням умов відведення стружки та підведення змащувально-охолоджувальної рідини, але, головним чином, – з малою жорсткістю інструмента, яка прогресивно знижується зі збільшенням глибини та зменшенням діаметру отворів [1-3]. Зазвичай для розточування глибоких отворів використовуються довгомірні інструментальні оправки циліндричної форми. Відомо, що під час оброблення заготовки інструментальна оправка піддається впливам, які можуть вивести її зі стану рівноваги [4]. До таких впливів належить сила різання.
Система сил, що діють на інструмент при розточуванні, може бути зведена до однієї рівнодійної сили – сили різання. Точка прикладання цієї сили знаходиться на головній різальній кромці.
Для інженерних розрахунків доцільніше використовувати не рівнодійну силу різання, а її складові, які діють в трьох взаємно перпендикулярних напрямках. У загальному випадку рівнодійна сила розкладається на наступні складові: головна (тангенціальна) складова сили різання, діє в площині різання в напрямку головного руху різання; радіальна складова сили різання, направлена перпендикулярно до осі заготовки; осьова складова сили різання, яка діє вздовж осі заготовки паралельно напрямку подачі.
Відомо, що при консольному кріпленні різального інструмента за рахунок дії радіальної складової сили різання може виникати похибка форми оброблюваного отвору. Наразі відомі дослідження, у яких розглядається вплив радіальної складової сили різання на точність оброблення отворів розточуванням [5-6].
Довгомірні інструментальні оправки, які використовуються для глибокого розточування, характеризуються тим, що розміри їх поперечного перерізу малі в порівнянні з довжиною оправки. У такому випадку оправку теоретично можна вважати «довгим стрижнем». При навантаженні довгого стрижня зовнішньою осьовою силою до нього висуваються вимоги щодо стійкості. Дія на інструмент радіальної складової сили спільно з дією осьової здатна спричинити ще більшу деформацію інструментальної оправки та може призвести до втрати нею стійкості. У відомій літературі не розглядався вплив спільної дії радіальної та осьової складових сил різання на точність оброблення отворів.
Метою роботи є дослідження деформації інструментальної оправки під дією радіальної та осьової складових сили різання.
Система сил, що діють на інструмент при розточуванні, може бути зведена до однієї рівнодійної сили – сили різання. Точка прикладання цієї сили знаходиться на головній різальній кромці.
Для інженерних розрахунків доцільніше використовувати не рівнодійну силу різання, а її складові, які діють в трьох взаємно перпендикулярних напрямках. У загальному випадку рівнодійна сила розкладається на наступні складові: головна (тангенціальна) складова сили різання, діє в площині різання в напрямку головного руху різання; радіальна складова сили різання, направлена перпендикулярно до осі заготовки; осьова складова сили різання, яка діє вздовж осі заготовки паралельно напрямку подачі.
Відомо, що при консольному кріпленні різального інструмента за рахунок дії радіальної складової сили різання може виникати похибка форми оброблюваного отвору. Наразі відомі дослідження, у яких розглядається вплив радіальної складової сили різання на точність оброблення отворів розточуванням [5-6].
Довгомірні інструментальні оправки, які використовуються для глибокого розточування, характеризуються тим, що розміри їх поперечного перерізу малі в порівнянні з довжиною оправки. У такому випадку оправку теоретично можна вважати «довгим стрижнем». При навантаженні довгого стрижня зовнішньою осьовою силою до нього висуваються вимоги щодо стійкості. Дія на інструмент радіальної складової сили спільно з дією осьової здатна спричинити ще більшу деформацію інструментальної оправки та може призвести до втрати нею стійкості. У відомій літературі не розглядався вплив спільної дії радіальної та осьової складових сил різання на точність оброблення отворів.
Метою роботи є дослідження деформації інструментальної оправки під дією радіальної та осьової складових сили різання.
Ключові слова
глибокі отвори; жорсткість оправки; стійкість оправки; розточування; довгомірні інструментальні оправки
Посилання
1. Н. В. Тюкина. Особенности растачивания глубоких отверстий. Известия ТулГУ. Технические науки. 2014. Вып.11. Ч.1. Стр. 189-103.
2. Повышение эффективности растачивания отверстий на токарных станках путем создания виброустойчивой инструментальной системы [Текст]: автореф. канд. техн. наук : 05.03.01 / В. В. Хорошайло. Донбасская государственная машиностроительная академия.
3. Отений Я. Н. Прогрессивные методы обработки глубоких отверстий: монография / Отений Я. Н., Смольников Н. Я., Ольштынский Н. В.; ВолгГТУ, КТИ (филиал) ВолгГТУ. – Волгоград: РПК "Политехник", 2003. – 132 с.
4. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1 / Под ред. А. М. Дальского, А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова, А. Г. Суслова. – М.: Машиностроение, 2003. – 912 с.
5. Перевозник Е.Р., Фролов В.К. К вопросу об устойчивости длинномерных инструментальных оправок. Збірка праць Міжнародної науково-технічної конференції молодих вчених та студентів «Інновації молоді в машинобудуванні - 2019», розділ «Технологія машинобудування». – Київ: КПІ імені Ігоря Сікорського, 2019, стор. 335-341. http://imm-mmi.kpi.ua/proc/article/view/164126 (дата звернення 01.05.2021 р.). – Назва з екрана.
6. Практическая технология: Учеб. пособие / Под ред. И. Б. Шачневой, Н. А. Ярославцевой. – М.: П692, Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007. – 84 с.: ил.
2. Повышение эффективности растачивания отверстий на токарных станках путем создания виброустойчивой инструментальной системы [Текст]: автореф. канд. техн. наук : 05.03.01 / В. В. Хорошайло. Донбасская государственная машиностроительная академия.
3. Отений Я. Н. Прогрессивные методы обработки глубоких отверстий: монография / Отений Я. Н., Смольников Н. Я., Ольштынский Н. В.; ВолгГТУ, КТИ (филиал) ВолгГТУ. – Волгоград: РПК "Политехник", 2003. – 132 с.
4. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1 / Под ред. А. М. Дальского, А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова, А. Г. Суслова. – М.: Машиностроение, 2003. – 912 с.
5. Перевозник Е.Р., Фролов В.К. К вопросу об устойчивости длинномерных инструментальных оправок. Збірка праць Міжнародної науково-технічної конференції молодих вчених та студентів «Інновації молоді в машинобудуванні - 2019», розділ «Технологія машинобудування». – Київ: КПІ імені Ігоря Сікорського, 2019, стор. 335-341. http://imm-mmi.kpi.ua/proc/article/view/164126 (дата звернення 01.05.2021 р.). – Назва з екрана.
6. Практическая технология: Учеб. пособие / Под ред. И. Б. Шачневой, Н. А. Ярославцевой. – М.: П692, Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007. – 84 с.: ил.