RU2197361C2

RU2197361C2 - Vibration drilling method

Info

Publication number: RU2197361C2
Application number: RU2001106543A
Authority: RU
Inventors: К.А. Иноземцев; А.И. Барботько; Г.Ф. Каплунов
Original assignee: Курский государственный технический университет
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2003-01-27

Abstract

FIELD: processes and tools for material cutting, namely drilling processes. SUBSTANCE: method comprises steps of imparting to tool and to part mutual relative rotation, feed motion and axial oscillations with amplitude selected according to condition providing continuous process. In order to decrease intensity of dynamic loads acting upon cutting tool and to increase its strength, amplitude of axial oscillation is determined according to condition of suppressing autooscillations according to given formula in dependence upon auto oscillation amplitude without axial oscillations and cosine of entering angle of drill. EFFECT: reduced dynamic loads acting upon drill, enhanced strength of drill.

Description

Изобретение относится к обработке материалов резанием, в частности к способам сверления. The invention relates to the processing of materials by cutting, in particular to drilling methods.

Известен способ вибрационного глубокого сверления (см. а.с. 631265, МПК В 23 В 35/00, бюл. 41, 1978), при котором инструменту и детали сообщают относительное вращение, движение подачи и осевые колебания с амплитудой, обеспечивающей периодическое прерывание процесса резания. A known method of vibratory deep drilling (see AS 631265, IPC V 23 V 35/00, bull. 41, 1978), in which the tool and parts are informed of the relative rotation, feed movement and axial vibrations with an amplitude that provides periodic interruption of the process cutting.

Недостатком данного способа являются высокие динамические нагрузки, вызывающие повышенный износ режущего инструмента. The disadvantage of this method is the high dynamic loads that cause increased wear of the cutting tool.

Известен также способ глубокого вибрационного сверления (см. а.с. 1202738, МПК В 23 В 35/00, бюл. 1, 1986), при котором инструменту и детали сообщают относительное вращение, движение подачи и осевые колебания с амплитудой, обеспечивающей периодическое прерывание процесса резания. There is also known a method of deep vibration drilling (see AS 1202738, IPC V 23 V 35/00, bull. 1, 1986), in which the tool and parts are informed of relative rotation, feed movement and axial vibrations with an amplitude that provides periodic interruption cutting process.

Известен также способ вибрационного сверления (см. Подураев В.Н. Обработка резанием с вибрациями, М.: Машиностроение, 1970, с. 303), при котором инструменту и детали сообщают относительное вращение, движение подачи и осевые колебания с амплитудой, выбранной из условия обеспечения дробления стружки, причем процесс может быть как непрерывным, так и прерывистым. There is also known a method of vibration drilling (see Poduraev V.N. Cutting with vibrations, M .: Mashinostroenie, 1970, p. 303), in which the relative rotation, feed movement and axial vibrations with the amplitude selected from the condition are reported to the tool and parts. ensuring crushing of the chips, and the process can be either continuous or intermittent.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является уменьшение интенсивности динамических накрузок на режущий инструмент и повышение его стойкости. The technical problem to which the invention is directed is to reduce the intensity of dynamic loads on the cutting tool and increase its durability.

Техническая задача решается тем, что инструменту и детали сообщают относительное вращение и движение подачи, а также осевые колебания с амплитудой, не превышающей значения подачи, причем амплитуда осевых колебаний принимается в соответствии с выражением:
А_x =А_ykcosφ,
где A_x - амплитуда осевых колебаний;
А_у - амплитуда автоколебаний при отсутствии осевых колебаний:,
φ - угол в плане сверла;
k - некоторый постоянный коэффициент, зависящий от условий обработки.The technical problem is solved in that the tool and the parts are informed of the relative rotation and movement of the feed, as well as axial vibrations with an amplitude not exceeding the feed value, and the amplitude of the axial vibrations is taken in accordance with the expression:
A _x = A _y kcosφ,
where A _x is the amplitude of the axial vibrations;
And _y is the amplitude of self-oscillations in the absence of axial vibrations :,
φ is the angle in terms of the drill;
k is a constant coefficient depending on the processing conditions.

Способ вибрационного сверления осуществляется следующим образом. The vibration drilling method is as follows.

В процессе обработки инструмент (сверло) совершает вынужденные и автоколебания в радиальном направлении. При сообщении инструменту или детали осевых колебаний происходит уменьшение интенсивности автоколебаний. При определенном значении амплитуды осевых колебаний наблюдается полное подавление автоколебаний. При этом инструмент совершает только вынужденные колебания, что снижает интенсивность его износа
Для осуществления предлагаемого способа сверления необходимо определить амплитуду автоколебаний при сверлении без наложения осевых колебаний, а затем рассчитать необходимую амплитуду осевых колебаний из условия обеспечения полного подавления автоколебаний по формуле, приведенной выше.In the process of processing the tool (drill) makes forced and self-oscillations in the radial direction. When a tool or part of axial vibrations is reported, the intensity of self-oscillations decreases. At a certain value of the amplitude of the axial vibrations, a complete suppression of self-oscillations is observed. In this case, the tool only performs forced vibrations, which reduces the intensity of its wear
To implement the proposed method of drilling, it is necessary to determine the amplitude of self-oscillations during drilling without imposing axial vibrations, and then calculate the necessary amplitude of axial vibrations from the condition of ensuring complete suppression of self-oscillations according to the formula above.

Экспериментально определенное отношение оптимальной амплитуды осевых колебаний к величине подачи при сверлении слоистых пластмасс составляет 0,01-0,05. Так, например, при сверлении стеклотекстолита СТ сверлом из быстрорежущей стали Р18 диаметром 2 мм и углом в плане 59^o без применения СОЖ при следующих режимах обработки: скорость резания 15 м/мин, подача 0,2 мм/об, наблюдались автоколебания с амплитудой 25 мкм. Значение постоянного коэффициента k при данных условиях обработки составляет 0,75. Наложение осевых колебаний с амплитудой, рассчитанной до вышеприведенной формуле и равной 10 мкм, позволило увеличить стойкость инструмента в 1,5 раза.The experimentally determined ratio of the optimal amplitude of axial vibrations to the feed rate during drilling of laminated plastics is 0.01-0.05. So, for example, when drilling fiberglass ST with a drill made of high-speed steel P18 with a diameter of 2 mm and an angle of 59 ^° without using coolant under the following processing conditions: cutting speed 15 m / min, feed 0.2 mm / rev, self-oscillations with an amplitude of 25 were observed microns. The value of the constant coefficient k under these processing conditions is 0.75. The imposition of axial vibrations with an amplitude calculated up to the above formula and equal to 10 μm made it possible to increase the tool life by 1.5 times.

Claims

A vibration drilling method in which relative rotation, feed motion and axial vibrations with an amplitude selected from the condition for ensuring process continuity are reported to the tool and parts, characterized in that the amplitude of the axial vibrations is determined from the condition for suppressing self-oscillations according to the following relationship:
A _x = A _y kcosφ,
where A _x is the amplitude of the axial vibrations;
A _y is the amplitude of self-oscillations in the absence of axial vibrations;
φ is the angle in terms of the drill;
k is a certain constant coefficient specified depending on the processing conditions.