В процессе сверления режущие элементы инструмента подвергаются интенсивному износу вследствие механического воздействия и термических нагрузок. Износные процессы можно разделить на три этапа: первоначальное истирание инструмента, его усталость и перегрев, а также последующее разрушение вследствие высоких температурных режимов. Дополнительно, сверление может сопровождаться вибрацией, что также способствует ускорению износа инструмента.
На представленных иллюстрациях отображены изношенные сверла после выполнения операций с жаропрочными материалами. Проведенные исследования демонстрируют, что температурный режим сверления оказывает значительное влияние на долговечность инструмента. Однако, результаты различных методов измерения температуры могут варьироваться.
С целью более детального анализа температурных изменений при сверлении, учеными был разработан инновационный метод измерения, основанный на использовании миниатюрных термопар, интегрированных в структуру сверла. Данный подход позволил провести измерение температуры в различных зонах инструмента.
Полученные данные показали, что при увеличении скорости сверления наблюдается стремительный рост температуры, который впоследствии стабилизируется за счет отвода части тепла образующейся стружкой. В условиях низкой скорости и высокой подачи, тепло преимущественно диссипируется в обрабатываемый материал.
На базе этих результатов была разработана математическая модель, позволяющая прогнозировать температурные изменения при различных режимах сверления. Это способствует оптимизации условий эксплуатации сверл, повышая их долговечность и эффективность.
Кроме того, учеными была предложена методика использования вибрации для повышения эффективности сверления. Вибрационное воздействие способствует снижению износа инструмента и улучшению точности обработки. Для реализации данной методики было разработано специализированное устройство, генерирующее вибрационные колебания.
Проведенные испытания подтвердили эффективность предложенного метода. Вибрация способствует более качественному резанию материала и улучшению характеристик формируемых отверстий. Данный подход может быть особенно полезен при выполнении операций по сверлению мелких отверстий и в других задачах, требующих высокой точности.
Таким образом, разработанные учеными методы измерения температуры и оптимизации процесса сверления представляют собой значительный вклад в повышение точности и долговечности выполнения сверлильных операций.
