сследование объемного распределения тепла в инструменте при сверлении

РЕФЕРАТ
Введение
1. Цель и задачи исследования
2. Литературный обзор
2.1. Температура резания на длине основной режущей кромки спирального сверла
2.2. Термодинамические свойства материала сверла и заготовки
2.3. Оборудование
2.4. Геометрические характеристики спиральных сверл
3. Исследовательская часть ВКР
3.1. Расчет режимов резания при сверлении
3.2. Результаты расчёта теплового потока свёрл
3.3. 3D модели спиральных сверл по ГОСТу 10903-77.
3.4. Исследование объемного распределения тепла в инструменте при сверлении с помощью программного обеспечения Ansys
3.5. Результаты моделирования
3.6. Проверка результатов моделирования температуры в процессе сверления.
Заключение

Весь текст будет доступен после покупки

Сверла в основном используются для получения разного рода отверстий в сплошном материале – глухих, сквозных. Также сверла зачастую используются для последующей обработки (рассверливания) уже имеющегося отверстия. Данная операция помогает получить более точное отверстие. В настоящее время промышленностью выпускаются сверла, способные получить отверстие достаточно высокого квалитета точности (до IT10).
Выпускаются следующие разновидности сверл: спиральные, перовые, одностороннего резания (пушечные, оружейные), кольцевые, комбинированные. B последние годы появились весьма эффективные сверла с механическим креплением многогранных твердосплавных пластин. Наиболее широко применяются спиральные сверла.
Как и при точении, на температуру резания при сверлении скорость резания оказывает большее влияние, чем подача температура при резании возрастает с увеличением глубины (длины) сверления, но уменьшается с увеличением диаметра сверла из-за усиления теплоотвода вследствие большей массы сверла и большей поверхности соприкосновения с заготовкой, а также вследствие облегчения подвода охлаждающей жидкости и отвода стружки по канавкам большего сечения).

Весь текст будет доступен после покупки

2. Литературный обзор
2.1. Температура резания на длине основной режущей кромки спирального сверла
На примере точения было показано, что температурно-скоростной фактор оказывает основное влияние на нарост образование, степень деформации металла, силы резания, износ и стойкость режущих инструментов.
При сверлении изменение скорости резания от нуля в центре и до максимального значения на периферии инструмента, в сочетании с изменением передних углов от положительных значений на периферии и до отрицательных значений около оси сверла значительно усложняет картину изменения температуры резания по длине режущих кромок. Эта картина была получена Д.В. Кожевниковым экспериментально с помощью:
? а) искусственной закладной перерезаемой термопары (рис. 1);
? б) естественной термопары «сверло-заготовка» при свободном сверлении трубок различных диаметров (рис. 2).

Рис. 1 Измерение температуры резании в различных точках режущих кромок сверла методом закладной перерезаемой искусственной термопары

Рис. 2 Измерение температуры резании в различных точках режущих кромок сверла методом естественной термопары
Последний способ Д.В. Кожевников использовал при оценке температуры на поперечной режущей кромке сверла путем рассверливания отверстий диаметром, равным длине перемычки с/0. При этом диаметры сверл изменяли в пределах 9...34 мм, подачу (S) в пределах 0,19...0,6 мм/об, скорость резания (V) на периферии сверла - в пределах 2...41 м/мин.
В результате выполненного исследования было установлено, что при изменении частоты вращения сверла в диапазоне 23... 475 об/мин температура по длине режущих кромок изменялась в пределах 30...50 °С относительно среднего значения, которое с ростом частоты вращения возрастало от 125 до 450 °С. При сверлении трубок с увеличением частоты вращения сверла и подачи наблюдалась тенденция роста температуры в направлении от центра к периферии сверла в этих же пределах.
Такое изменение температуры, но длине режущих кромок сверла объясняется противоположным влиянием на нее скорости резания и передних углов. Этому же, по-видимому, способствуют и благоприятные условия теплообмена между участками режущих кромок сверла в ограниченно замкнутом объеме деформируемого металла при его переходе в стружку. Сравнение температуры резания, замеренной методом естественной термопары, при сплошном сверлении и рассверливании отверстий диаметром d0, равном длине поперечной режущей кромки сверла, показало (рис. 3), что из-за больших отрицательных передних углов на этой кромке температура в центре сверла, где скорость близка к нулю, не ниже, а даже несколько выше (на 30...50°С), чем на главных режущих кромках; при конической заточке указанная разница температур выше, чем при винтовой заточке.
Таким образом, можно утверждать, что при заданной частоте вращения сверла имеет место примерное равенство температур в различных точках его режущих кромок. Это косвенно подтверждается измерением усадки стружки, когда на разных участках главных режущих кромок сверла усадка меняется в зависимости от скорости резания по примерно одинаковой типичной кривой, подобной установленной при точении.

Рис. 3. Температура резания при сверлении и рассверливании отверстий диаметром, замеренная естественной термопарой:
а – d = 34 мм, Р6М5, v = 7 м/мин, do =8,5 мм; б —d= 19 мм, Р6М5, v = 7,2 м/мин, do = 4 мм; 1 - коническая заточка; 2 - винтовая заточка;
3 – рассверливание

2.2. Термодинамические свойства материала сверла и заготовки
Материал режущей части сверла Р6М5. Сталь Р6М5 относится к группе инструментальных высокоуглеродистых быстрорежущих сталей повышенной твёрдости и износостойкости, предназначенных для изготовления металлорежущего инструмента – свёрл, развёрток, зенкеров, фрез и пр., а также инструмента для пластического деформирования сталей (накатников, пуансонов, матриц и т. д.). Сталь Р6М5 отличается повышенной износостойкостью и прочностью в условиях ударного нагружения, а потому эффективна также для изготовления инструмента холодного выдавливания и прессования.

Весь текст будет доступен после покупки

-

Весь текст будет доступен после покупки