Зенкерование и сверление (рис. 2.29) являются стационарным несвобод­ным и в общем случае — косоугольным резанием.

Стационарными эти способы лезвийной обработки являются вследствие то­го, что угол 0 между скоростью резания v и подачей S остается в процессе ре­зания постоянным, равным 90°.

К несвободному резанию эти способы относятся потому, что кроме главных режущих кромок сверло и зенкер имеют вспомогательные режущие кромки.

Главные режущие кромки образуются пересечением винтовых передних поверхностей с задними, а вспомогательные расположены по линиям пересе­чения винтовых передних поверхностей с цилиндрической поверхностью на­правляющих фасок. Помимо этого сверло для возможности сверления отвер­стий в сплошном материале имеет еще и поперечные режущие кромки, обра­зующиеся пересечением задних поверхностей. В отличие от сверла у зенкера поперечные режущие кромки отсутствуют. Это связано с тем, что зенкер обра­батывает предварительно уже полученное в материале отверстие, обеспечи­вая увеличение диаметра отверстия. Винтовое сверло обычно имеет два ре­жущих лезвия (две главных режущих кромки), иначе говоря — два зуба. Зенкер, как правило, имеет большее число режущих лезвий (зубьев): три или более, в зависимости от диаметра D.

Передние углы на поперечных и главных режущих кромках резко отличают­ся по величине. В связи с этим силы на поперечной режущей кромке и на глав­ной режущей кромке целесообразно рассчитывать отдельно. Если исключить из рассмотрения некоторую окрестность г вблизи оси сверла, то силы при об­работке зенкером и сверлом можно рассчитывать по единой методике. В силу симметрии практическое значение имеют лишь осевая сила Рх и крутящий момент Ир — Силы Ру, направленные к оси сверла (зенкера), уравновешивают друг друга.

Для винтовых сверл и зенкеров характерно изменение переднего угла вдоль главных режущих лезвий. По данным В. Ф. Боброва [12], изменение пе­реднего угла ум в зависимости от расстояния р рассматриваемой точки от оси сверла описывается формулой

tgy =______ ^p2~rl.____ » 2др _ J9jg_Ј (2.101)

(Н. Л. Нsintp sin© г I ^ — r0ctg<p Івіпф

На рис. 2.29, а в плоскости, перпендикулярной оси сверла, показан угол Хт

Хт =arcsin—.

Р

Угол Хт вместе с углом <р в плане определяет угол наклона режущей кром­ки X. По данным В. Ф. Боброва [12], угол X на режущей кромке сверла прибли­женно может быть определен по формуле

(2.103)

Рассмотрим рассверливание или зенкерование отверстия диаметром d до большего диаметра D (см. рис. 2.29). В связи с вышеизложенными особенно­стями конструкции режущего инструмента и принятой схемой резания, процесс рассверливания (зенкерования) относится к несвободному косоугольному ре­занию.

Вычислим приращение крутящего момента ДИр от приращений сил струж­кообразования AR^ и трения по задней поверхности AF^ в плоскости резания (рис. 2.29, в) на участке режущей кромки, находящемся на расстоянии р от оси сверла и соответствующем приращению радиуса Ар. При этом необходимо учитывать, что приращение сил трения на задней поверхности A Ft перпендику­лярно скорости резания v, а приращение Aсилы стружкообразования со­ставляет в торцовой плоскости с вектором скорости резания угол Хт:

(2.104)

где

Интегрируя приращение момента Д/Цф вдоль режущей кромки и учитывая число режущих лезвий Z и момент от сил трения на вспомогательных задних поверхностях на цилиндрических ленточках, получим

М„ = S„S, ZI, + |що, — rl)+n, a,fS, ZR, (2.105)

где

/1=Мг* ^Ф-Ї^ІГ ylp2-rЈpdp —

Если пренебречь влиянием r0 на угол Хт, т. е. считать резание прямоуголь­ным, то

Моментом от сил на поперечной режущей кромке обычно пренебрегают, поскольку радиус г, как правило, на порядок меньше R.

Приращение осевой силы Рх на участке режущей кромки АЬ = Др/віПф складывается из приращений ДRx силы стружкообразования при прямоуголь­ном резании, приращения ДR^, отражающего особенности косоугольного реза­ния, и приращения ДЛ/1х нормальной силы на задней поверхности:

а К$(р) определяется формулой (2.104).

Проинтегрировав (2.109) с учетом (2.104) и (2.110), получим

K r0. R 0xy tgco r0( r

7" Sj sin^Rv rJ

— SbSzZR cos

Для сверления в сплошном материале необходимо учитывать влияние по­перечных режущих кромок на осевую силу. Несмотря на относительно малую длину этих кромок, приращение осевой силы на поперечных кромках весьма велико (до 40 % от осевой силы). Это связано с весьма малыми передними углами на поперечных режущих кромках. Полагая в формуле (2.111) г = г0 и добавляя слагаемое, учитывающие осевые силы на поперечных режущих кромках, получим

K^ln — — 1 —

5 R r0 Sb вШф R RJ

где Kvn рассчитывается по формуле (2.110) для переднего угла у„ на попереч­ном режущем лезвии.

Мощность Л/в при сверлении рассчитывается через Ир