Расчет инструмента на прочность.

В процессе резания в сечении резца образуются напряжения растяжения и сжатия. При отрицательных значениях угла – формируются только напряжения сжатия – , что положительно сказывается на прочности инструмента.

Расчет прочности, жесткости, виброустойчивости режущих инструментов сложен по ряду причин:

1. Прочностные характеристики закаленных инструментальных сталей, твердых сплавов, КНБ и его модификаций, в связи с их хрупкостью не поддаются точному определению.

2. Форма рабочей части Р.И. образует сложные сечения (сверло, метчик).

3. В процессе резания составляющие силы резания могут многократно увеличиваться по сравнению с расчетными (при затуплении и т.д.)

4. При работе многолезвийного Р.И. возникает неравномерная загрузка режущих зубьев.

5. Изменяется направление действия равнодействующей силы резания.

При расчете инструмента на прочность к ним предъявляются противоречивые требования. С одной стороны, инструмент должен быть как можно более прочным, с другой стороны – неметаллоемким.

Расчет на прочность производят для:

1.Режущего клина

В контактной зоне

В законтактной зоне

2. Рабочей части инструмента

3.Крепежной части инструмента

1. Кривая, ограничивающая величину критической подачи S_k по прочности клина

2. Кривая, ограничивающая подачу по прочности рабочей части сверла (корпуса сверла).

3. Кривая, ограничивающая подачу по прочности механизмов подачи станка.

Упрощенно, прочность клина для сверл различного диаметра остается примерно постоянной.

До пересечения кривых 1 и 2 ограничивающей (лимитирующей) кривой является прочность корпуса сверла. Для диаметров сверла от d₁ до d₂ величину S ограничивает кривая прочности клина – 1.

Для диаметров > d₂ ограничивающей является кривая подача по прочности механизмов подачи станка (кривая 3).

Таким образом расчет параметров сверла исходя из прочности корпуса (кривая 2) для сверл с d>d₁ приведет к перерасходу инструментального материала (излишней прочности). Выбор параметров сверла исходя из прочности клина для сверл d>d₁ приведет к поломкам.

Зажимная часть, хвостовик и т.д. гораздо прочнее корпуса и режущего клина поэтому обычно выбирается из конструктивных соображений или проводят упрощенную проверку на контактные напряжения (проверка на смятие).

Наиболее часто расчет инструмента проводят по прочности режущего клина и корпуса.