Рис. 2. Схема образования корней стружек при нарезании глухих резьб (
а
) и
схема сил, действующих на зуб метчика (
б
)
небольшой ширины контактной площадки
b
, а также невозможности
определения функции распределения давления по задней поверхности
принимаем, что давление на контактной площадке распределяется рав-
номерно. При достижении определенного значения давление
q
может
оказаться достаточным для выкрашивания режущей кромки.
Схема сил, действующих на элементарный зуб метчика, приведена
на рис. 2, где обозначено:
1
— элементарный зуб;
2
— стружка;
М
см
— крутящий момент, необходимый для смятия корней стружек, Н
∙
мм;
р
нс
— нормальная сила, Н;
F
тр
— сила трения, Н;
q
— давление, МПа;
b
— ширина площадки контакта задней поверхности со стружкой, мм;
В
— ширина зуба;
γ
и
α
— передний и задний углы.
Для расчета напряженно-деформированного состояния режущей
части метчиков использован метод конечных элементов [1], реализо-
ванный в программном комплексе ANSYS [2]. Данную задачу будем
решать в области упругих деформаций, где для стали Р6М5 модуль
Юнга
E
= 2
,
1
∙
10
5
МПа [3].
Давление на задней поверхности инструмента определяется по за-
висимости
q
=
2
M
cм
d
2
Szμ
,
где
d
2
— средний диаметр резьбы, мм;
S
— суммарная площадь поверх-
ности контакта между материалом и инструментом при реверсе, мм
2
;
z
— число зубьев метчика;
μ
— коэффициент трения между материалом
и инструментом.
Для получения исходных данных определяли момент смятия
стружки
М
см
. Эксперименты проводили при нарезании резьбы М12
×
1,5
в глухом отверстии длиной
l
p
= 24
мм в заготовке из конструкционной
углеродистой стали 45, твердость которой НВ = 185. . . 190, и скорости
резания 9,4 м/мин. Типовая осциллограмма показана на рис. 3.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2008. № 3 111
