К ВОПРОСУ ОБ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИИ ШНЕКОВЫХ СВЕРЛ
Солоненко В.Г., Рыжкин А.А., Серикова М.Г.
(КубГТУ, г. Краснодар, ДГТУ, г. Ростов-на-Дону, АМТИ, г. Армавир, РФ)
It is given an analytical dependence for appraising the raising,s coefficient of screw drills ,steadfastness as a result of elecrtroinsulation.
Установлено [1, 2 и др.], что термоэлектрические процессы, имеющие место при резании металлов, интенсифицируют изнашивание режущих инструментов. В работе [2] предпринята попытка аналитической оценки количественного вклада термоэлектрических процессов в изнашивание путем расчета коэффициента повышения стойкости режущих инструментов в результате применения их электроизоляции.
В настоящей работе развивается концепция [2] применительно к шнековым сверлам, работающим в условиях глубокого сверления.
Предлагается зависимость для вычисления коэффициента повышения стойкости шнековых сверл в результате их электроизоляции, которая в общем виде записывается так:
(1)
где А
– коэффициент, зависящий от физико-химических свойств инструментального
материала, температуры резания (
) и величины развиваемой
термоЭДС (Е, В).
и 
- координаты точек,
соответствующие минимальному и максимальному радиусам по длине главной режущей
кромки, мм;
и 
- координаты точек в
направлении, нормальном к главной режущей кромке, определяющие толщину среза,
зависящую от величины подачи .
и 
-
минимальная и максимальная глубины сверления, мм.
Интегралы
в выражении (1) учитывают изменение электрического сопротивления или
электрической проводимости зоны резания (первый и второй интегралы) и
поверхности контакта "сверло – деталь" (третий интеграл) в пределах
от до
.
Рисунок 1 - К определению электропроводности системы
"сверло – поверхность отверстия" при глубоком сверлении
В этом случае можно, упрощая задачу, исключив из работы поперечную режущую кромку и контакт стружки с передними поверхностями сверла, рассматривать зоны проводимости или электрических сопротивлений R1 и R2 на двух главных режущих кромках и сопротивление R3 в пределах глубины сверления ℓmin.
Сумма электропроводностей этих зон определит проводимость контакта "сверло - поверхность отверстия", т. е.
(2)
Если предположить, что система "станок – инструмент – приспособление – заготовка" абсолютно жесткая, то показанных на рисунке 1 электрических сопротивлений R1, R2 и R3 достаточно для оценки термоэлектрических характеристик контакта "сверло – деталь" при сверлении отверстий любой глубины.
Однако из-за недостаточной жесткости шнековых сверл и в целом технологической системы, несмотря на обратную конусность сверло при сверлении отверстия глубиной ℓmах контактирует ленточками с поверхностью отверстия. При этом из-за большей площади фактического контакта электрические сопротивления "пятен" контакта уменьшаются и, соответственно, возрастают проводности этих "пятен" и в целом контакта "сверло - поверхность отверстия".
В связи с этим для третьего интеграла можно записать:
.
Таким образом, электропроводность системы "сверло – поверхность отверстия" при глубоком сверлении возрастает. Следствием может явиться рост термотока или термоЭДС, что в свою очередь, окажет интенсифицирующее воздействие на изнашивание шнековых сверл.
Эксперименты по измерению термоЭДС, описанных выше, подтвердили изложенные предпосылки: термоЭДС при увеличении глубины сверления возрастает.
Ниже даны результаты расчетов коэффициента повышения стойкости шнековых сверл, выполненные по предложенной зависимости.
Р6М5–14Х17Н2 θ = 673 К0, Е=1·10 –3 В, К=1,106.
Р6М5–40Х13 θ = 673 К0, Е=4, 5·10 –3 В, К=1,479.
Р6М5–сталь 45 θ =503 К0, Е=1, 5·10 –3 В, К=1,2137.
В целом, приведенные здесь результаты, хорошо коррелируют с данными других ранних исследований [1, 2].
Литература
1. А.А. Рыжкин, В.С. Дмитриев. Влияние термоэлектрического тока на некоторые характеристики процесса резания металлов. //электрические явления при трении, резании и смазке твердых тел. – М.: Наука, 1973. – с. 116 – 125.
2. В.Г. Солоненко. Повышение работоспособности режущих инструментов. – Краснодар, Ростов-н/Д: Сев. - Кавказ. отдел. Академии проблем качества РФ, 1997. – 223 с.