Meet a claim is quite difficult in real production, even in specialized drilling manufacturers. Therefore, the development of reliable criteria for approaches to improving the technology of tricone drill bits is an urgent problem. This is great practical importance for domestic enterprise. The task is set to create rock-destroying insert in the basis of the developed construction. This allows you to increase the reliability of the connection between the cutter insert and the body of the cone. Favourable conditions should be provided for the rational distribution of contact stresses in conjugate surfaces "carbide cutter insert - bush - body of cone". Crucial part here is required rigidity of the carbide cutter insert. Advanced requirements are placed on them regardless of the design and dimension-type of tricone drill bits. They must have higher requirements such as: high reliability, durability of responsible elements of support and rock-destroying equipment, productivity, ability is stand destructive forces and torque are brought through a bit for influence on a face. This increases the reliability of its connection with the body of the drill bit. Requirements apply to the design to provide favorable conditions for the rational distribution of contact stresses in conjugate surfaces "carbide cutter - bush - body of the bit cone". The obtained results of stress state modeling indicate that, as expected, with the same forces acting on the insert cutter from 42 kN to 57 kN, the most intense place on the cone will be the "collar" near the cutter. The intensity of stress will be up to 1050 MPa in this place for cones with serial rock-destroying equipment. At the same time, the intensity of stress will be up to 900 MPa for cones with developed destructive equipment, this is 14 % less.

Розглянуто особливості процесу свердління, проаналізовано вплив технологічних методів та способів і оснащення на точність та якість глибоких отворів малого діаметра. Досліджено впливи способу подачі мастильної охолоджувальної рідини на стійкість і продуктивність обробки. Проаналізовано обробку на металорізальному обладнанні з конструктивним розробленням пристрою, а також напружено-деформований стан процесу свердління методом скінченних елементів.

Розглянуто особливості процесу свердління, проаналізовано вплив технологічних методів та способів і оснащення на точність та якість глибоких отворів малого діаметра. Досліджено впливи способу подачі мастильної охолоджувальної рідини на стійкість і продуктивність обробки. Проаналізовано обробку на металорізальному обладнанні з конструктивним розробленням пристрою, а також напружено-деформований стан процесу свердління методом скінченних елементів.

Приведена конструкція пневматичного автоматизованого пристрою для сверління отворів і нарізання різі. Виведені аналітичні залежності для визначення силових і конструктивних параметрів.

Рассмотрено влияние конструктивных параметров комбинированного осевого инструмента на направление действия неуравновешенной составляющей радиальной силы резания. Проанализированы различные состояния направления и места действия неуравновешенной составляющей радиальной силы резания и их влияние на упругое смещение оси инструмента.

Проведенный анализ проблемы обработки отверстий малого диаметра в агрегетированных технологических системах показал, что существующие конструкции силовых головок с электромеханическими или гидравлическим приводом подач операцию сверления отверстий малого диаметра надежно обеспечить не могут. Теоретические исследования и динамические моделирования циклообразующих движений позволили обосновать выбор рациональной структуры и решить задачу выбора силовых параметров сверлильной головки с электромагнитным приводом подач процессов, протекающих в зоне обработки. Доказана высокая робостособность принципиально новой силовой головки с электромагнитным приводом.

На основе различных по своим функциональным предназначениям датчиков разработана информационно-измерительная система, позволяющая контролировать процесс глубокого сверления головками типа ВТА. Кроме того, данная система позволяет производить обработку, анализ измерительной информации и управление этим технологическим процессом. Контролируемыми параметрами процесса глубокого сверления являются: вибрация, температура, расход, ток и напряжение. Практической реализацией вышеприведенной системы является повышение долговечности инструмента за счет предотвращения его критического износа.

Цель работы - разработка нормативного документа к назначению режимов сверления по критерию теплового баланса в зоне резания. Актуальность изучения теплофизических процессов механической обработки резанием обусловлена тем, что теплота, выделенная в результате работы резания, в значительной степени определяет нагрузку на режущий инструмент, его стойкость, а также качество и размерную точность обрабатываемой поверхности. В процессе практической реализации полученных научных разработок предложен проект стандарта предприятия «Назначение режимов резания при обработке отверстий комбинированным осевым инструментом». Экспериментальные исследования показали, что наибольшее влияние на разбивание отверстия оказывает скорость резания. Увеличение скорости резания в пределах исследованного интервала скоростей приводит к увеличению разбивания отверстия за счет увеличения интенсивности тепловых потоков и увеличения температурных деформаций инструмента и детали. Увеличение глубины резания и подачи также способствует увеличению разбивания отверстия, однако их влияние менее существенно.

Мета роботи - розробка нормативного документа щодо призначення режимів свердління за критерієм теплового балансу в зоні різання. Актуальність вивчення теплофізичних процесів механічної обробки різанням обумовлена тим, що теплота, виділена в результаті роботи різання, значною мірою визначає навантаження на різальний інструмент, його стійкість, а також якість і розмірну точність оброблюваної поверхні. В процесі практичної реалізації одержаних наукових розробок запропоновано проект стандарту підприємства «Призначення режимів різання при обробці отворів комбінованим осьовим інструментом». Експериментальні дослідження показали, що найбільший вплив на розбивання отвору надає швидкість різання. Збільшення швидкості різання в межах дослідженого інтервалу швидкостей призводить до збільшення розбивання отвору за рахунок збільшення інтенсивності теплових потоків і збільшення температурних деформацій інструменту і деталі. Збільшення глибини різання і подачі також сприяє збільшенню розбивання отвору, однак їх вплив менш істотний.

The aim of the development of a normative document purpose drilling modes according to the criterion of the heat balance in the cutting zone. Urgency studies of thermal machining process due to the fact that heat is allocated as a result of cutting, largely determines the load on the cutting tool, its durability, as well as the quality and dimensional accuracy of the machined surface. In the process of practical implementation of the "Appointment of cutting conditions for machining holes combined axial tool" obtained by the author of scientific research, the project enterprise standard has been proposed. Experimental studies have shown that the greatest effect on breaking holes provides cutting speed. Increased cutting speed within the studied interval velocity leads to an increase in breaking holes by increasing the intensity of heat flows and increased thermal strains tool and workpiece. Increasing the depth of cut and feed holes also contributes to breaking, but their effect is less significant.

Рассмотрена новая конструкция вибросверлильного привода, отличающаяся высокой технологичностью и универсальностью. Определен диапазон допустимых усилий вибрации. Получена формула для определения расстояния между магнитами в зависимости от усилия вибрации, позволяющая автоматизировать расчет настройки предложенного устройства.

Обгрунтовано експериментальні залежності з визначення сил тертя та різання адгезійної і механічної складової, за взаємодії швидкорізальної сталі Р6М5Ф3 та ливарних алюмінієвих сплавів в умовах глибокого свердлення отворів малого діаметра за дії високого контактного тиску і великих температур по контактних ювенальних поверхнях. Експеримент проводився з визначення частки адгезійної та механічної взаємодії в силі різання та тертя під час обробки глибоких отворів в ливарних алюмінієвих сплавах. Для досягнення поставленої мети щодо встановлення кількісних залежностей адгезійної та механічної складової в силі тертя застосовувались різноманітні методики з визначення експериментальних даних, одержаних у ході моделювання процесу різання та під час самого процесу. Надано методику спрямування досліджень з оптимізації процесів різання матеріалів.

Обоснованы экспериментальные зависимости по определению в силе трения адгезионной и механической составляющей, при взаимодействии быстрорежущей стали Р6М5Ф3 и литейных алюминиевых сплавов в условиях глубокого сверления отверстий малого диаметра под действием высокого контактного давления и больших температур по ювенальным контактным поверхностям. Эксперимент проводился по определению частицы адгезионного и механического взаимодействия в силе резания и трения при обработке глубоких отверстий в литейных алюминиевых сплавах. Для достижения поставленной цели по установлению количественных зависимостей адгезионной и механической составляющей в силе трения применялись различные методики по определению экспериментальных данных, полученных в условиях моделирования процесса резания и при самом процессе. Показана методика направления исследований по оптимизации процессов резания материалов.

Ground of experimental dependences on determination in force of friction, adhesive and mechanical constituent, at co-operation of high-speed steel Р6М5Ф3 and casting aluminum alloys in the conditions of action of pinholes deep boring and high contact pressure and large temperatures on contact surfaces. The experiment was conducted on determination of particle of adhesive and mechanical co-operation in force of cutting at treatment of deep holes and in castings from aluminum alloys. For achievementof the put purpose on establishment of quantitative dependences of adhesive and mechanical constituent in force of friction the different methodologies for estimation the experimental data received in conditions of the cutting process modeling are used. The method of direction of researches on optimization of processes of cutting of materials is shown.

Наведено аналіз літературних джерел щодо механічних методів оброблення отворів у композиційних матеріалах. В результаті аналізу встановлено переваги та недоліки кожного з методів, розроблено систему оцінювання методів за параметрами якості, продуктивності й економічності та параметрів технологічних властивостей, яка надає змогу обрати найкращий метод для певної ситуації, виходячи з встановлених пріоритетів. У більшості випадків встановлено, що найбільш продуктивними та якісними методами є метод "орбітального" свердління та метод похилого планетарного свердління.

Проаналізовано силове навантаження верстатів з механізмами паралельної структури під час свердління отворів під кутом. Виведено аналітичні залежності щодо визначення довжин штанг та кутів їх нахилу за умови співвісного розташування платформ та під кутом. Досліджено вплив конструктивних параметрів механізму паралельної структури та просторового положення виконавчого органа на довжини штанг та кути їх нахилу, а відповідно їх силові навантаження.

Наведено результати дослідження зносу інструменту, у процесі свердління пакетів вуглепластик/сталь. Найбільш поширені проблеми механічної обробки пакетів вуглепластик/метал є розшаровування, витягування волокно, термічної деструкції та інтенсивного зношування інструменту. В останнє десятиліття у фокусі досліджень під час свердління пакетів перебували такі параметри процесу різання як осьова сила і крутний момент. Разом з тим, температура різання у процесі свердління пакетів та її вплив на зношування свердла досліджені недостатньою мірою. Мета дослідження - вивчення впливу температури різання на стійкість твердосплавного інструменту. Температура вимірювалася за методом штучної термопари K типу, яка розміщувалася за задньою поверхньою свердла. У ході експерименту осьова сила вимірювалася за допомогою динамометра. Дані про температури різання і осьової силі була оцифровані аналого-цифровим перетворювачем (АЦП) LTR212, LTR 11 і візуалізували на персональному комп'ютері. Зношування інструменту оцінювався за критерієм фаски зносу по задній поверхні на оптичному мікроскопі МБС-9. Було встановлено вплив температури різання на зношування твердосплавного свердла під час свердління пакету вуглепластик/сталь. Найбільш несприятливою комбінацією матеріалів пакета є поєднання вуглепластик/сталь.

Розглянуто питання особливостей визначення граничних критеріїв під час вибору значень швидкості різання, що пов'язано з природою взаємодії інструментального матеріалу та того, що оброблюється, за умов обробки глибоких отворів і визначення основних напрямків дослідження цього питання з урахуванням широкої зміни фізико-механічних властивостей нових видів матеріалів, що обробляються. Запропоновано нові напрямки вивчення фізичних явищ, що виникають, супроводжують і впливають одне на інше під час дослідження процесу різання різноманітних матеріалів.

Висвітлено проблему розширення функціональних можливостей верстатів з механізмами паралельної структури (МПС) шляхом визначення обгрунтованих їх конструктивних параметрів, які забезпечують підвищення ефективності виконання поставлених технологічних задач. Досліджено рухові можливості верстатів з МПС в момент переміщення їх виконавчого органу за лініями та площинами. Установлено аналітичні залежності можливих переміщень виконавчого органу верстата від зміни параметрів його основних конструктивних елементів. Уперше запропоновано шляхи формування робочого простору верстата з МПС та поділ загального простору на відповідні зони, а також встановлено вплив на його форму і розмір основних характеристик МПС. Виконано теоретичні та експериментальні дослідження силових характеристик верстата з МПС та проаналізовано зусилля на кожній штанзі залежно від типових силових навантажень. Для проведення експериментальних досліджень розроблено конструкцію верстата з МПС та вимірювальний комплекс. За результатами виконаних досліджень розроблено практичні рекомендації щодо проектування верстатів. Обгрунтовано розмірну градацію параметрів конструкції МПС, що може бути покладено в основу відповідного стандарту.

Розглянуто проблему оцінювання точності розташування отворів відносно бази та величини позиційного відхилення осей отворів діаметром від 1 до 5 мм. Одержано степеневі залежності для розрахунку очікуваної точності координованих розмірів під час обробки отворів з напрямком ріжучого інструменту.

На основе аналитического представления силы резания при обработке отверстий осевыми многолезвийными инструментами получено новое теоретическое решение о характере изменения величины упругого перемещения, возникающего в технологической системе и определяющего погрешности обработки отверстия. Расчетами установлено, что в случае несовпадения осей обрабатываемого отверстия осевого инструмента с четырьмя и более лезвиями величина упругого перемещения остается постоянной, независимой от положения лезвий. Однако при этом циклически изменяется крутящий момент, что приводит к возникновению в технологической системе крутильных колебаний. Доказано, что с увеличением количества лезвий инструмента переменная часть крутящего момента уменьшается. Из этого вытекает перспективность применения осевых многолезвийных инструментов с наклонными лезвиями, позволяющих исключить изменение во времени крутящего момента и соответственно исключить крутильные колебания в технологической системе, что является важным условием повышения точности обработки отверстия.

Проведен теоретический анализ закономерностей формирования погрешностей механической обработки отверстий с учетом неравномерности снимаемого припуска и образования в технологической системе упругих перемещений. Показано, что при рассверливании отверстия в следствие участия в резании двух противоположно расположенных лезвий сверла происходит увеличение диаметра обрабатываемого отверстия на величину упругого перемещения. При растачивании отверстия возникновение в технологической системе упругого перемещения не приводит к превышению диаметра обрабатываемого отверстия номинального значения. Это предопределяет принципиальное отличие условий формирования погрешностей обработки при рассверливании и растачивании отверстий. На основе полученных зависимостей определены пути повышения точности обработки отверстий.

Приведен метод прогнозирования формы, размеров и погрешностей продольного профиля отверстия при его чистовой обработке осевым лезвийным инструментом. Введены и классифицированы основные и вспомогательные параметры этих погрешностей. Особенностью метода является возможность получения количественных показателей погрешности продольного профиля за счет учета комплексного воздействия всех рабочих процессов при обработке отверстий. Для этого авторами была разработана математическая модель формирования продольного профиля отверстия с учетом погрешностей от температурных деформаций детали, и инструмента, упругих деформаций по задней поверхности инструмента, контактных деформаций детали и смещения оси инструмента. Экспериментально подтверждена адекватность метода. Исследовано влияние различных факторов на искажение продольного профиля.

За допомогою розрахункової динамічної моделі збірного свердла, як системи з розподіленими параметрами, визначено його динамічні параметри. Результати розрахунків за моделлю порівняно з результатами числового моделювання та експериментальних досліджень. Розроблені моделі в подальшому будуть використані для дослідження впливу конструктивних параметрів збірних свердел та режимів обробки на коливання інструменту.