134 / 397
Механики XXI веку. №16 2017 г.
134
меньше жесткость компонента сборки, тем больше значение магнитуды передаточной функ-
ции [1].
Однако в работах, основанных на данных предпосылках, сверление рассматривается
только для увеличения диаметра предварительно просверленных (пилотных) отверстий.
Данный способ является малоэффективным при работе твердосплавными сверлами. При рас-
сверливании отверстий твердосплавными сверлами на пересечении главных режущих кро-
мок с вспомогательными режущими кромками происходит скалывание инструмента (рис.1.),
что негативно сказывается на стойкости инструмента.
Решить данную задачу позволяет построение диаграммы устойчивого резания. На ос-
нове материалов, изложенных в работах [2, 3, 4], были получены уравнения, учитывающие
динамические характеристики инструментальной наладки и позволяющие построить диа-
грамму устойчивости для сплошного сверления. Решив общее уравнение динамики относи-
тельно возмущения, и выполнив соответствующие преобразования, была получены формулы
для расчета числа оборотов шпинделя
N
(1) и расчета жесткости резания
g
(2).
,
)
(
1
2
n
mk
b
arctg
N
n
n
n
(1)
где
п
- частота собственных колебаний системы [Гц],
k
– коэффициент демпфирова-
ния [%],
m
– модальная масса [кг], n=1, 2, 3
)
(2
)
( )
(
2
2
22
n
n
n
mk
b
mk
g
.
(2)
Рис. 2. Инструментальная наладка
После чего был проведен эксперимент. Для этого была собрана инструментальная на-
ладка (рис.2). В качестве режущего инструмента было выбрано цельное твердосплавное
сверло Sandvik Coromant общего назначения диаметром 9 мм, с диаметром хвостовика 10 мм.
Сверло было закреплено в гидропластовый патрон CoroChuck 930-HA06-HD-20-104 [5]. Да-
лее был проведен экспериментальный модальный анализ инструментальных наладок [3]. В
случае с инструментальной наладкой на базе спирального сверла, требуется определить мо-
ды осевых, поперечных и крутильных колебаний. Поперечная и крутильно-осевая моды оп-
ределяются при помощи ударного теста, модальные параметры превалирующих мод извле-
кают, используя стандартные методы модального анализа [4]. В то время как поперечные
моды измеряют, используя обычные тесты, измерение крутильно-осевых мод требует более
сложной подготовки, которая описана в [5].
Так как структурная матрица динамики сверла представлена в виде