Сила, крутящий момент и мощность резания при сверлении

При сверлении процесс резания одновременно производится двумя (зубьями) лезвиями. Рассмотрим элементарные силы, действующие на сверло в некотором сечении, нормальном к оси (Рисунок 11), а затем их просуммируем. На каждую точку режущей кромки действует сила Р, которая как диагональ паралиллепипеда раскладывается на три составляющие Р₁, Р₂, Р₃. Сумма сил Р₁, действующих на все точки кромок, даст равнодействующую Р₀ – осевую силу. Сумма сил Р₂, одинаковых по величине и противоположных по направлению, равна нулю. Сила Р₃ на плече D_x образует момент. Сумма этих элементарных моментов дает крутящий момент М_кр.

Таким образом, на сверло в процессе резания действуют крутящий момент и осевая сила Р₀.

Рисунок 10. Схема сил при сверлении

Мощность резания пропорциональна произведению М_кр*n. По максимальной величине М_кр рассчитывают на прочность и жесткость шпиндель и детали механизма главного движения станка. Осевая сила Р₀ определяет мощность подачи. Вследствия очень тяжелых условий резания на перемычке основная доля силы Р₀ (до 60%) приходится на перемычку. Подточка перемычки позволяет значительно снизить силу Р₀.

Величина М_кр и Р₀ зависят от прочности обрабатываемых материалов, условий обработки, диаметра инструмента, параметров режима резания (v, s, t), геометрия инструмента (ω, φ, α), глубины обработки и износа инструмента.

Для определения значения М_кр и Р₀применяют два метода: 1) экспериментальный при помощи динамометров; 2) расчет по эмпирическим формулам:

М_кр = С_{м *} D^Xm _* S₀^Ym _* K_m

P₀ = C_{p *} D^Xp _* S₀^Yp _* K_p