izvestswsuИзвестия Юго-Западного государственного университетаProceedings of the Southwest State University2223-15602686-6757ЮЗГУ10.21869/2223-1560-2021-25-4-19-28izvestswsu-935Research ArticleМашиностроение и машиноведениеMechanical engineering and machine scienceИсследование процесса глубокого сверления нержавеющей сталиInvestigation of the Process of Deep Drilling of Stainless Steelhttps://orcid.org/0000-0002-7633-6489ЯцунЕ. И.YatsunE. I.

 Яцун Елена Ивановна, кандидат технических наук, доцент кафедры «Машиностроительные технологии и оборудование»

ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040 

 Elena I. Yatsun, Cand. of Sci. (Engineering), Associate Professor, Machine-building Technologies and Equipment Department 

50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040 

el.yatsun@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-5818-8785ЗубковаО. С.ZubkovaO. S.

 Зубкова Оксана Сергеевна, кандидат технических наук, доцент кафедры «Машиностроительные технологии и оборудование» (МТиО)

ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040 

 Oksana S. Zubkova, Cand. of Sci. (Engineering), Associate Professor, Machine-building Technologies and Equipment Department 

50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040 

zubkova-oksana@bk.ruМогилевС. Н.MogilevS. N.

 Могилев Сергей Николаевич, студент кафедры «Машиностроительные технологии и оборудование» 

ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040 

 Sergey N. Mogilev, Student Machine-building Technologies and Equipment Department 

50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040 

varior88@mail.ruЮго-Западный государственный университетSouthwest State University2021060420222541928Copyright © Яцун Е.И., Зубкова О.С., Могилев С.Н., 20222022Яцун Е.И., Зубкова О.С., Могилев С.Н.Yatsun E.I., Zubkova O.S., Mogilev S.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestswsu.elpub.ru/jour/article/view/935Цель исследования

Цель исследования. Экспериментальное определение влияния режимов глубокого сверления высоко-легированной стали на составляющие сил резания. Получение отверстий в сплошном материале при глубине отверстия, равной или большей десяти диаметрам отверстия, относится к операциям глубокого сверления. Для сверления применяется специальный инструмент – сверла для глубокого сверления – эжекторные, пушечные, ружейные. Применяется универсальное или специальное оборудование, оснастка – подвижные или неподвижные люнеты, направляющие втулки. Для достижения поставленной цели необходимо выбрать оборудование; тип инструмента для глубокого сверления; вид наладки; создать модель сил, действующих на режущую часть инструмента в процессе глубокого сверления; оценить степень влияния режимов обработки на силы резания.

Методы

Методы. Исследования основаны на положениях теории резания, технологии машиностроения, планирования эксперимента и регрессионного анализа.

Результаты

Результаты. На основании положений технологии машиностроения разработана наладка на глубокое сверление при вращающейся заготовке и не вращающемся сверле, которому сообщается только осевая подача. Определен режущий инструмент для выполнения операции глубокого сверления – ружейное сверло. Для такой схемы обработки создана модель и рассчитаны экспериментальные силы резания. По результатам расчетов определено, что наибольшее влияние на составляющие силы резания в заданном диапазоне режимов резания оказывает скорость осевой подачи инструмента.

Заключение

Заключение. Силы резания, возникающие при глубоком сверлении, достигают значительных величин. Полиноминальные уравнения, полученные в результате исследования, позволяют оценить степень влияния режимов обработки на силы резания, рассчитать силы резания для дальнейшего расчета стрелы прогибастебля ружейного сверла.

Purpose of research

Purpose of research. Experimental assessment of the effect of deep drilling modes for high-alloy steel on the components of cutting forces. Making holes in a solid material with a hole depth equal to or greater than ten hole diameters refers to deep drilling operations. For drilling, special tools are used – drills for deep drilling - ejector, cannon, gun drills. Universal or special equipment is applied, the tooling includes travelling or fixed rests, guide bushes. To achieve this goal, it is necessary to choose equipment: type of tool for deep drilling, type of setting; create a model of the forces acting on the cutting part of the tool during deep drilling; evaluate the degree of influence of processing modes on cutting forces.

Methods

Methods. The research is based on the cutting theory provisions, mechanical engineering technology, experiment planning and regression analysis.

Results

Results. Based on the provisions of mechanical engineering technology, the setting up for deep drilling with a rotating workpiece and a non-rotating drill, which is imparted only by the axial feed, was developed. A cutting tool for performing a deep drilling operation is defined – a gun drill. A pattern was created for such a processing scheme and experimental cutting forces were calculated. According to the results of the calculations, it is determined that the greatest influence on the components of the cutting force in a given range of cutting modes is exerted by the axial feed rate of the tool.

Conclusion

Conclusion. The cutting forces that occur during deep drilling reach significant values. The polynomial equations obtained as a result of the study allow us to assess the degree of influence of processing modes on cutting forces, calculate cutting forces for further calculation for the sag of the stem of a gun drill.

ружейное сверлоглубокое сверлениесилы резанияподачаскорость резанияgun drilldeep drillingcutting forcesfeedcutting speedReferencesТроицкий Н.Д. Глубокое сверление. Л.: Машиностроение, 1971. 176 с.Troitsky N.D. Glubokoe sverlenie [Deep drilling]. Leningrad, Mashinostroenie Publ., 1971. 176 p.Кирсанов С.В. Современные конструкции инструментов для сверления и растачивания глубоких отверстий // Справочник. Инженерный журнал. 2005. №2(95). С. 46-53.Kirsanov S.V. Sovremennye konstruktsii instrumentov dlya sverleniya i rastachivaniya glubokikh otverstii [Modern designs of tools for drilling and boring deep holes]. Guide. Inzhenernyi zhurnal = Engineering Journal, 2005, no.2(95), pp.46-53.Инструменты для обработки точных отверстий / С.В. Кирсанов, В.А. Гречишников, А.Г. Схиртладзе, В.И. Кокарев. М.: Машиностроение, 2005. 336 с.Kirsanov S.V., Grechishnikov V.A., Skhirtladze A.G., Kokarev V.I. Instrumenty dlya obrabotki tochnykh otverstii [Tools for processing precise holes]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 2005. 336 p.Черничкин С.А. Кольцевое сверление и обработка глубоких отверстий. М.: Машиностроение, 1975. 240 с.Chernichkin S.A. Kol'tsevoe sverlenie i obrabotka glubokikh otverstii [Ring drilling and processing of deep holes]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1975. 240 p.Кононенко С.Г. Обработка глубоких отверстий. М.: Машиностроение, 1964. 41 с.Kononenko S.G. Obrabotka glubokikh otverstii [Processing of deep holes]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1964. 41 p.Минков М.А. Технология обработки глубоких точных отверстий. М.-Л.: Машиностроение, 1965. 176 с.Minkov M.A. Tekhnologiya obrabotki glubokikh tochnykh otverstii [Technology of processing deep precise holes]. Moscow-Leningrad, Mashinostroenie Publ., 1965, 176 p.Туктанов А.Г. Технология производства стрелково-пушечного и артиллерийского оружия. М.: Машиностроение, 2007. 375 с.Tuktanov A.G. Tekhnologiya proizvodstva strelkovo-pushechnogo i artilleriiskogo oruzhiya [Technology of production of small-gun and artillery weapons]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 2007. 375 p.Кожевников Д.В. Современная технология и инструмент для обработки глубоких отверстий: обзор. М.: НИИМАШ, 1981. 60 с.Kozhevnikov D.V. Stanki dlya obrabotki glubokikh otverstii [Modern technology and tools for processing deep holes]. Moscow, NIIMASH Publ., 1981. 60 p.Кирсанов С.В Смазочно-охлаждающие технологические средства, применяемые при обработке глубоких отверстий // Справочник. Инженерный журнал. 2001. №6(51). С. 5-7.Kirsanov S.V. Smazochno-okhlazhdayushchie tekhnologicheskie sredstva, primenyaemye pri obrabotke glubokikh otverstii [Lubricating and cooling technological means used in the processing of deep holes]. Guide. Inzhenernyi zhurnal = Engineering Journal, 2001, no. 6(51), pp.5-7.Буяновский И.А. К оценке нижних температурных пределов действия химически активных присадок // Трение и износ. 1981. Т. 2, №4. С. 703-707.Buyanovskiy I.A. K otsenke nizhnikh temperaturnykh predelov deistviya khimicheski aktivnykh prisadok [To the assessment of the lower temperature limits of the action of chemically active additives]. Trenie i iznos = Friction and Wear, 1981, vol. 2, no. 4, pp. 703-707.Кирсанов С.В. Станки для обработки глубоких отверстий // Справочник. Инженерный журнал. 2001. №8(53). С. 46-49.Kirsanov S.V. Stanki dlya obrabotki glubokikh otverstii [Machines for processing deep holes. Guide.]. Spravochnik. Inzhenernyi zhurna = Engineering Magazine, Engineering Journal, 2001, no.8(53), pp.46-49.Гольдрах Г.М., Джугурян Т.Г., Капительман Л.В. Станки для глубокого сверления // Техника машиностроения. 1966. №3 (9). С. 39-41.Goldrakh G.M., Dzhuguryan T.G., Kapitelman L.V. Stanki dlya glubokogo sverleniya [Machines for deep drilling]. Mashinostroenie = Mechanical Engineering, 1966, no. 3 (9), pp. 39-41.Губергриц Л.И., Дроздов Ф.М. Станки для сверления и растачивания глубоких отверстий // Станки и инструмент. 1989. №4. С. 2-4.Gubergrits L.I., Drozdov F.M. Stanki dlya sverleniya i rastachivaniya glubokikh otverstii [Machines for drilling and boring deep holes]. Stanki i instrument = Machines and Tools, 1989, no. 4, pp. 2-4.Липатов А.Н. Глубокое сверление на станках с ЧПУ // Станки и инструмент, 1991. №5. С. 29-31.Lipatov A.N. Glubokoe sverlenie na stankakh s ChPU [Deep drilling on CNC machines]. Stanki i instrument = Machines and Tools, 1991, no. 5, pp. 29-31.Соколов А.В., Вяткин М.Д., Шендеров И.Б. и др. Обеспечение прямолинейности каналов при производстве трубных заготовок // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2000. №12. С. 48-49.Sokolov A.V., Vyatkin M.D., Shenderov I.B., etc. Obespechenie pryamolineinosti kanalov pri proizvodstve trubnykh zagotovok [Ensuring the straightness of channels in the production of pipe blanks]. Khimicheskoe i neftegazovoe mashinostroenie = Chemical and Oil and Gas Engineering, 2000, no. 12, pp. 48-49.Пентегов О.Л. Влияние величины нулевого стержня и углов в плане на усилие резания при сверлении однокромочными сверлами // Вопросы производительности обработки металлов резанием. Труды Новочеркасского политехнического института. 1967. Т. 165. С. 93-95.Pentegov O.L. Vliyanie velichiny nulevogo sterzhnya i uglov v plane na usilie rezaniya pri sverlenii odnokromochnymi sverlami [Influence of the zero rod size and angles in the plan on the cutting force when drilling with single-edged drills]. Voprosy proizvoditel'nosti obrabotki metallov rezaniem. Trudy Novocherkasskogo politekhnicheskogo instituta = Productivity Issues of Metal Cutting. Proceedings of the Novocherkassk Polytechnic Institute, 1967, vol. 165, pp. 93-95.Литвинов Л.П. Вибросверление глубоких отверстий // Вестник машиностроения. 1990. №5. С. 22-24.Litvinov L.P. Vibrosverlenie glubokikh otverstii [Vibration drilling of deep holes]. Vestnik mashinostroeniya = Bulletin of Mechanical Engineering, 1990, no.5, pp. 22-24.Кириллин Б.Н. Вибрационное сверление ружейными сверлами // Станки и инструмент. 1968. №5. С. 22-24.Kirillin B.N. Vibratsionnoe sverlenie ruzheinymi sverlami [Vibration drilling with rifle drills]. Stanki i instrument = Machines and Tools, 1968, no. 5, pp. 22-24.Инструментальное обеспечение процесса механической обработки твердыми сплавами и композитами / Е.И. Яцун, В.В. Малыхин, О.С. Зубкова, С.Г. Новиков. Курск, 2016. 224 с.Yatsun E.I., Malykhin V.V., Zubkova O.S., Novikov S.G. Instrumental'noe obespechenie protsessa mekhanicheskoi obrabotki tverdymi splavami i kompozitami [Instrumental support of the machining process with hard alloys and composites]. Monograph. Kursk, 2016. 224 p.Яцун Е.И. Инструментальные системы для обработки деталей гидроцилиндров. Курск, 2020. 117 с.Yatsun E.I. Instrumental'nye sistemy dlya obrabotki detalei gidrotsilindrov [Tool systems for processing hydraulic cylinder parts]. Kursk, 2020. 117 p.Яцун Е.И., Аникеева Н.П., Карнаухов И.С. Повышение эффективности обработки длинномерных валов // Известия Юго-Западного государственного университета. 2019; №23(1): 43-53. https://doi.org/10.21869/2223-1560-2019-23-1-43-53.Yatsun E. I., Anikeeva N. P, Karnaukhov I. S. Increase in Processing Efficiency of Long-Length Shafts. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta = Proceedings of the Southwest State University. 2019; 23(1): 43-53 (In Russ.). https://doi.org/10.21869/2223-1560-2019-23-1-43-53.Увеличение динамической жесткости расточных оправок / Е.И. Яцун, - О.С. Зубкова, А.В. Гордейков, Д.А. Зубков // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2020. № 3 (341). С. 45-50.Yatsun E.I., Zubkova O.S., Gordeykov A.V., Zubkov D.A. Uvelichenie dinamicheskoi zhestkosti rastochnykh opravok [Increasing the dynamic rigidity of boring mandrels]. Fundamental'nye i prikladnye problemy tekhniki i tekhnologii = Fundamental and Applied Problems of Engineering and Technology, 2020, no. 3 (341), pp. 45-50.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.