Cтраница 1
Поперечные колебания инструмента являются одной из основных причин возникновения увода оси и образования огранки, а также других погрешностей формы поперечного сечения отверстия. Механизм образования увода и огранки подробно рассматривается в гл. [1]
В процессе бурения лопастными долотами наблюдаются крутильные и поперечные колебания инструмента, условием для возникновения и поддержания которых является значительная потенциальная энергия U упругого деформирования бурильного инструмента ( колонны) под действием крутящего момента М на долоте. Возбудителями колебаний являются неравномерные подача инструмента и скалывание горной породы лопастями. [2]
В процессе бурения лопастными долотами наблюдаются крутильные и поперечные колебания инструмента, которые могут привести к значительным динамическим нагрузкам на лопасти и бурильный инструмент. Основные причины возникновения колебаний - неравномерные подача долота и скалывание горной породы перед его лопастями. [3]
При исследованиях глубокого сверления и растачивания возникает необходимость измерять поперечные колебания инструмента и вызываемые ими колебания оси головки, радиальные перемещения калибрующей вершины резца и перемещения пятна контакта направляющей с поверхностью отверстия по длине направляющей. Эти измерения используются для определения влияния параметров процесса и конструктивных параметров инструмента на интенсивность поперечных колебаний, а при исследованиях увода оси и огранки помогают изучить механизм их образования и в конечном счете выбрать оптимальные значения исследуемых параметров. Выполнение этих измерений связано с определенными трудностями, так как производить их приходится в зоне с постоянно движущейся под давлением с большой скоростью СОЖ и стружкой. Сравнительно легко измерить поперечные колебания стебля, так как измерения производятся в открытой зоне. [4]
![]() |
Зависимости механической скорости проходки от частоты вращения долота при бурении мрамора ( а и ПЦБ ( б в областях объемного разрушения. [5] |
Известно, что при разрушении горных пород на забое имеют место продольные, крутильные и поперечные колебания инструмента. Энергия упругих колебаний является частью подводимой к забою энергии. Поскольку жесткость породы и скорость распространения упругих колебаний в горной породе меньше, чем в бурильном инструменте, то большая часть этой энергии уходит в бурильную колонну и расходуется не только бесполезно, но и нанося существенный вред за счет повышения износа и усталостных эффектов в инструменте. Поэтому задачи снижения вредного влияния и полезного использования энергии колебаний инструмента весьма актуальны. С этой целью разрабатываются амортизаторы, калибраторы и резонаторы. [6]
![]() |
Зависимость скорости обработки v специальной керамики ( кривая /, стекла ( кривая 2 и твердого сплава ( кривая 3 от зернистости абразива. [7] |
Точность ультразвуковой обработки определяется, во-первых, точностью изготовления станка, как и при любом другом виде механической обработки, и, во-вторых, стабильностью поддержания зазора между инструментом и деталью, зернистостью абразива, износом инструмента и его геометрией, глубиной обработки и поперечными колебаниями инструмента. Точность изготовления сквозных отверстий определяется однородностью применяемого абразива и поперечными колебаниями инструмента. Под однородностью абразива следует понимать соответствие размеров зерен абразива паспортным данным. [8]
Все перечисленные выше внешние факторы возбуждают вынужденные поперечные колебания инструмента с частотой, равной или кратной частоте вращения заготовки. Поперечные колебания инструмента в условиях его базирования на поверхность отверстия заготовки вызывают угловые колебания оси головки. Таким колебаниям подвержены головки с любым типом направляющих элементов, включая и головки с определенностью базирования. Однако головки с направляющими с натягом начинают совершать угловые колебания лишь после того, как опрокидывающий момент, возникающий при поперечных колебаниях инструмента, станет больше того значения, на которое рассчитывался натяг направляющих. [9]
![]() |
Зависимость скорости обработки v специальной керамики ( кривая /, стекла ( кривая 2 и твердого сплава ( кривая 3 от зернистости абразива. [10] |
Точность ультразвуковой обработки определяется, во-первых, точностью изготовления станка, как и при любом другом виде механической обработки, и, во-вторых, стабильностью поддержания зазора между инструментом и деталью, зернистостью абразива, износом инструмента и его геометрией, глубиной обработки и поперечными колебаниями инструмента. Точность изготовления сквозных отверстий определяется однородностью применяемого абразива и поперечными колебаниями инструмента. Под однородностью абразива следует понимать соответствие размеров зерен абразива паспортным данным. [11]
Основное влияние на точность УЗРО оказывает стабильность рабочего зазора между стенками детали и инструмента. Боковой зазор зависит от зернистости абразива, глубины обработки, износа инструмента, наличия поперечных колебаний инструмента и примерно в 1 5 раза больше среднего размера зерен абразива основной фракции. При УЗРО возникают также неточности геометрической формы: конусообразность, овальность, скруг-ления поверхности на входе инструмента в деталь и сколы на выходе его из детали. Конусообразность уменьшают применением более мелкого абразива, нагнетанием абразивной суспензии, калибровкой контура неизношенной частью инструмента. [12]
Основное влияние на точность УЗРО оказывает стабильность рабочего зазора между стенками детали и инструмента. Боковой зазор зависит от зернистости абразива, глубины обработки, износа инструмента, наличия поперечных колебаний инструмента и примерно в 1 5 раза больше среднего размера зерен абразива основной фракции. Для повышения точности обработки осуществляют коррекцию размеров инструмента, которая на черновых операциях при использовании абразивов зернистостью 8 - 12 составляет 0 2 - 0 3 мм, на чистовых операциях при обработке абразивами 3 - М40 около 0 08 - 0 10 мм. При УЗРО возникают также неточности геометрической формы: конусообразность, овальность, скругления поверхности на входе инструмента в деталь и сколы на выходе его из детали. Конусообразность уменьшают применением более мелкого абразива, нагнетанием абразивной суспензии, калибровкой контура неизношенной частью инструмента. [13]
Боковые фаски ( заборная со стороны набегания обработанной поверхности и выходная) имеют угол наклона 5 к касательной, проведенной на краю базовой поверхности. Эти фаски предотвращают шабрение ( резание) поверхности обрабатываемого отверстия краями базовой поверхности направляющих при поперечных колебаниях инструмента. Заборная фаска кроме того способствует улучшению смазывания базовой поверхности направляющих. [14]
![]() |
Формы поперечного сечения стержня ( отверстия, полученные по длине обработки. [15] |