Образец для измерения параметров автоколебаний спирального сверла

Полезная модель предназначена для измерения механических колебаний, в частности, параметров автоколебаний спирального сверла, возникающих в процессе обработки отверстия. Образец для измерения параметров автоколебаний спирального сверла содержит тело образца, стержень диаметром 0,98 диаметра сверла, изготовленный из однородного с телом образца материала, обернутый медной фольгой толщиной 0,1 мм и запрессованный в тело образца. Тело образца имеет отверстие для запрессовки стержня, обернутого фольгой, и отверстие для распрессовки стержня. Стержень имеет центровочное отверстие. Боковая поверхность стержня, обернутая медной фольгой и контактирующая с телом образца, и ответная поверхность тела образца, контактирующая с боковой поверхностью стержня, выполнены коническими. Таким образом, предложенная полезная модель позволяет определить параметры автоколебаний спирального сверла в широком диапазоне режимов резания, и обеспечивает необходимую степень надежности работы режущего инструмента.

Полезная модель относится к области измерения механических колебаний и может быть использована для измерения параметров автоколебаний спирального сверла, возникающих в процессе обработки отверстия.

Известен образец для измерения автоколебаний при резании «по следу» в процессе точения, выполненный в виде цилиндрической заготовки с предварительно нарезанной ленточной резьбой и прошлифованной наружной цилиндрической поверхностью. Образец позволяет при первом проходе инструмента работать «по-чистому»; при втором проходе - «по следу», оставленному при первом проходе инструмента. Этот образец может быть использован для изучения развития автоколебаний во времени (Жарков, И.Г. Вибрации при обработке лезвийным инструментом [Текст] / И.Г.Жарков. - Л.: Машиностроение, 1986. - С.111).

Недостатком описанного образца является невозможность его использования для измерения параметров автоколебаний при сверлении спиральным сверлом.

Ближайшим аналогом к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому техническому результату является образец для измерения параметров автоколебаний спирального сверла, содержащий цилиндрическое тело образца с отверстием диаметром 0,98 диаметра спирального сверла, стержень диаметром 0,98 диаметра спирального сверла, обернутый медной фольгой толщиной 0,10-0,15 мм и запрессованный в тело образца. Стержень имеет центровочное отверстие и изготовлен из однородного с телом образца материала. Медная фольга толщиной 0,10-0,15 мм прокладывается по периметру отверстия тела образца перед запрессовкой стержня. Для распрессовки стержня с торца, обратного торцу с центровочным отверстием, выполнено отверстие меньшего диаметра, чем диаметр отверстия в теле образца. Вследствие продольных автоколебаний кромка фольги после распрессовки имеет зубчатую форму. Измерив высоту зубцов, можно определить амплитуду колебаний. Частота колебаний определяется по формуле:

где n - частота вращения сверла, об/мин;

N - число зубцов на кромке фольги, на длине D,

где D - диаметр отверстия тела образца (Кряжев, Ю.А. Разработка и исследование способов повышения режущих свойств спиральных сверл, работающих в условиях автоматических линий: дис. канд. тех. наук: 05.03.01 / Кряжев Юрий Анатольевич. - М., 1988. - С74-76.).

Основным недостатком описанного образца для измерения параметров автоколебаний спирального сверла является отсутствие возможности применения для измерения параметров автоколебаний спирального сверла в широком диапазоне режимов резания, что связано с проворачиванием стержня при увеличении крутящего момента и осевой силы, вызванным изменением режимов резания, например увеличением подачи. При этом наблюдается значительное увеличение осевой силы, что может явиться причиной продольного изгиба и поломки спирального сверла и способствовать снижению надежности работы спирального сверла при измерении параметров автоколебаний.

Задачей настоящей полезной модели является расширение сферы применения, выраженное в возможности измерения параметров автоколебаний в более широком диапазоне режимов резания, и повышение надежности работы спирального сверла при измерении параметров автоколебаний.

Поставленная задача решается тем, что в образце для измерения параметров автоколебаний спирального сверла, содержащем тело образца, стержень диаметром 0,98 диаметра сверла, обернутый медной фольгой толщиной 0,1 мм и запрессованный в тело образца, при выполнении в теле образца отверстия для запрессовки стержня, обернутого медной фольгой, и отверстия для распрессовки стержня, и выполнении в стержне, изготовленном из однородного с телом образца материала, центровочного отверстия, согласно изобретению боковая поверхность стержня, обернутая медной фольгой и контактирующая с телом образца, и ответная поверхность тела образца, контактирующая с боковой поверхностью этого стержня, выполнены коническими.

Расширение сферы применения, выраженное в возможности измерения параметров автоколебаний спирального сверла в более широком диапазоне режимов резания, а также повышение надежности работы режущего инструмента достигаются за счет установки стержня, обернутого медной фольгой, по конусу в тело образца, что исключает прокручивание стержня под действием крутящего момента и осевой силы.

Предложенная полезная модель поясняется чертежом, на котором изображен общий вид образца для измерения параметров автоколебаний спирального сверла.

Образец для измерения параметров автоколебаний спирального сверла содержит тело 1 образца, стержень 2, изготовленный из однородного с телом 1 образца материала и обернутый медной фольгой 3 толщиной 0,1 мм. Стержень 2, обернутый медной фольгой 3, запрессован в тело 1 образца и имеет центровочное отверстие, предназначенное для выставления по одной оси образца и спирального сверла. Диаметр стержня 2 D=0,98·D_C , где D_C - диметра сверла. Боковая поверхность стержня 2, обернутая медной фольгой 3 и контактирующая с телом 1 образца, и ответная поверхность тела 1 образца, контактирующая с боковой поверхностью стержня 2, выполнены коническими. Таким образом, стержень 2, обернутый медной фольгой 3, установлен в тело 1 образца по конусу.

В теле 1 образца со стороны одного торца выполнено отверстие для запрессовки стержня 2 диаметром 0,98 диаметра сверла, обернутого медной фольгой 3, а со стороны другого торца - отверстие для распрессовки стержня 2.

Образец для измерения параметров автоколебаний спирального сверла работает следующим образом. В тело 1 образца 1 запрессовывается стержень 2, обернутый медной фольгой 3 толщиной 0,1 мм. Перед сверлением производится выставление образца, имеющего центровочное отверстие в стержне 2, соосно с осью спирального сверла. После прерывания сверления в момент контакта режущих кромок инструмента с медной фольгой 3 производится распрессовка стержня 2 и извлечение фольги 3. Осуществляется измерение, например, с помощью инструментального микроскопа, высоты зубцов на кромке фольги, образованных вследствие продольных колебаний спирального сверла и характеризующих амплитуду автоколебаний. Определяется частота автоколебаний по известной частоте вращения сверла и числу зубцов, подсчитанному по фольге:

где n - частота вращения сверла, об/мин;

N - число зубцов на кромке фольги, на длине D.

Таким образом, предложенная полезная модель позволяет определить параметры автоколебаний спирального сверла в широком диапазоне режимов резания, и обеспечивает необходимую степень надежности работы режущего инструмента.

Образец для измерения параметров автоколебаний спирального сверла, содержащий тело образца, стержень диаметром 0,98 диаметра сверла, обернутый медной фольгой толщиной 0,1 мм и запрессованный в тело образца, при этом тело образца имеет отверстие для запрессовки стержня, обернутого медной фольгой, и отверстие для распрессовки стержня, а стержень, изготовленный из однородного с телом образца материала, имеет центровочное отверстие, отличающийся тем, что боковая поверхность стержня, обернутая медной фольгой и контактирующая с телом образца, и ответная поверхность тела образца, контактирующая с боковой поверхностью этого стержня, выполнены коническими.