Силовой расчет корпуса сверла БТА

Анализ силы резания при сверлении глубоких отверстий, расчет сил для трех резания по исходным экспериментальным данным, и сил для разных конструкций сверла БТА, анализ результатов расчета и по ним задающие рекомендаций для совершенствования конструкции сверла БТА, расчет сверла на его прочность.

Реферат ………………………………………………………………………………………………. 7

Введение…………………………………………………………………………………………….. 9

1. Исследовательский раздел …………………………………………………………….. 16

1.1. Обзор литературы ……………………………………………………………………. 16

1.2. Расчет сил, действующих на сверло БТА …………………………………. 47

1.2.1 Анализ сил резания при сверлением грубоких отверстий
сверлом БТА …………………………………………………………………………………………. 47

1.2.2 Исходные экспериментальные данные ………………………………… 50

1.2.3 Расчет сил для трех режимов резания по исходнным
экспериментальным данным ………………………………………………………………….. 52

1.2.4 Расчет сил для разных конструкций сверла БТА …………………. 56

1.2.5 Анализ и рекомендации………………………………………………………. 72

1.3 Расчет элементов сверла БТА на прочность………………………………. 80

Заключение ………………………………………………………………………………………. 94

2. Раздел «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение»…………………………………………………………………………………….. 97

2.1 Планирование управления научно-техническим проектом ………… 98

2.1.1 План проекта………………………………………………………………………. 98

2.2 Расчет сметы затрат на выполнение проекта …………………………… 104

2.2.1 Расчет затрат на материалы ………………………………………………. 104

2.2.2 Расчет заработной платы …………………………………………………… 105

2.2.3 Расчет затрат на отчисления во внебюджетные фонды ……… 106

2.2.4 Расчет затрат на электроэнергию ………………………………………. 106

2.2.5 Расчет амортизационных расходов ……………………………………. 107
2.2.6 Расчет прочих расходов ……………………………………………………. 109

2.2.7 Расчет прибыли …………………………………………………………………. 109

2.2.8 Расчет НДС ……………………………………………………………………….. 110

2.2.9 Цена разработки НИР ……………………………………………………….. 110

Выводы по главе……………………………………………………………………………. 110

3. Раздел «Социальная ответственность» …………………………………………. 113

Введение……………………………………………………………………………………… 113

3.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения
безопасности ……………………………………………………………………………………………… 114

3.2 Производственная безопасность …………………………………………….. 115

3.2.1 Анализ вредных и опасных факторов ……………………………….. 115

3.2.2. Мероприятия по снижению воздействия
опасных и вредных факторов на исследователя ………………………………………….. 121

3.3 Экологическая безопасность…………………………………………………… 122

3.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………….. 123

Вывод по разделу ………………………………………………………………………… 125

Законодательные акты …………………………………………………………………. 126

4. Improving design of the BTA drill body through analysisof
forcesacting on the BTA drill ………………………………………………………………………… 128

4.1 BTA system…………………………………………………………………………….. 128

4.2 Analysis of forces acting on the BTA drill ………………………………….. 130

4.3 Determine the direction of Improving the design of the drill
body BTA …………………………………………………………………………………………………… 132

Список используемых источников…………………………………………………… 134
Реферат
Выпускная квалификационная работа состаит из 137 листов., 71 рисунок,
25 таблиц, 37 источников.
Ключевые слова: сверло БТА, сила резания, СМП
Объектом исследования является процесс сверления сверлом БТА.
Цель работы – исслдедование процесса сверления глубоких отверстий
сверлом БТА, анализ сили резания и провести силовой расчет корпуса сверла
БТА, заложить фундамент для дальнейшего проектирования корпуса сверла
БТА наиболее подходящий конструкции.
.
В процессе исследования проводились обзор и анализ научно-
технической литературы по теме магистерской работы, формулирование цели и
задач исследования. В работе проводилось исследование процесса сверления
глубоких отверстий сверлом БТА. Анализированы силы резания при
сверлением грубоких отверстий, рассчитаны силы для трех резания по
исходнным экспериментальным данным, и сили для разных конструкций
сверла БТА, анализированы результаты расчета и по ним задающие
рекомендаций для совершенствования конструкции сверла БТА, расчитанны
сверло на прочность. Рассчитана стоимость для выполнения ВКР. Проведен
анализ БЖД.
В результате исследования совершенствования конструкции корпуса
сверла БТА разными методами и выбор самого эффективного метода.

The bachelor thesis contains 137 pages, 71 figures, 25 tables, 37 sources.
Keywords: BTA drill, cutting force, undexable insert.
The object of research is the process of drilling with a BTA drill.
Purpose of the work – is studying of the process of drilling deep holes with a
BTA drill, analysis of cutting force and perform mechanical calculations of the BTA
drill body, lay the foundation for the further design of the drill BTA body the most
suitable design.
In the process of the study were carried out: review and analysis of scientific
and technical literature on the subject of master’s work, the formulation of the goals
and objectives of the study. The study of the process of drilling deep holes with a
BTA drill was carried out. The cutting forces are analyzed for drilling deep holes, the
forces for three sets of cutting parameters are calculated according to the initial
experimental data. Forces for different designs of the BTA drill and calculation
results are analyzed and recommendations for improving design of the BTA drill is
given. Сost of final qualification work was calculated. Manufacturing conditions
were analyzed for potential hazards.
In the result of the study we improved design of the BTA drill body by various
methods and the most effective method was selected.

1.Чжан Сяо. Хон Синцюань. Структурное проектирование и
параметрическое моделирование обработки глубоких отверстий сверлом BTA:
Магистерская работа, 2014. Университет центрально-Северного Китая.
2.Кирсанов С.В., Гречишников В.А., Григорьев С.Н., Схиртладзе А.Г.
Б87 Обработка глубоких отверстий в машиностроении: справочник / под общ.
ред. С.В. Кирсанова. М.: Машиностроение, 2010. 344 с.: ил. ISBN 978-5-94275-
521-8
3.Carmen Malave. Deep hole drilling – Cutting forces and balance of tools/
Examensarbete, Grundnivå (högskoleexamen), 15 hp Maskinteknik Maskiningenjör
Examensarbete Handledare: Sven-Erik Lundberg, Magnus Aare Examinator:
Kourosh Tatar.
4.Chyn-Shu Deng, Jih-Hua Chin. Roundness Errors in BTA Drilling and a
Model of Waviness and Lobing Caused by Resonant Forced Vibrations of Its Long
Drill Shaft, Journal of Manufacturing Science and Engineering AUGUST 2004, Vol.
126,TakahiroRyu,AtsuoSueoka,KeizoTsukamotod. Theoretical and experimental
study on rifling mark generating phenomena in BTA deep hole drilling process
(generating mechanism and countermeasure), International Journal of Machine Tools
and Manufacture Volume 88, January 2015, Pages 194-205
5.D. Biermann*, M. Kersting, N. Kessler. Process adapted structure
optimization of deep hole drilling tools, CIRP Annals-Manufacturing Technology
2009
6.V. N. Latinovic & M. O. M. Osman. Optimal design of BTA deep-hole
cutting tools with staggered cutters, International Journal of Production Research, ,
27:1, 153-173, DOI: 10.1080/00207548908942536
7.Constantin MINCIU. On boring deep holes, Proceedings of the 15th
International Conference on Manufacturing Systems – ICMaS, Published by Editura
Academiei Române, ISSN 1842-3183
8.Viktor P. Astakhov. Geometry of Single-point Turning Tools and Drills,
Fundamentals and Practical Applications
9.Кирсанов С.В., Гречишников В.А., Схиртладзе А.Г., Кокарев В.И.
Инструменты для обработки точных отверстий. –М.: Машино- строение, 2005. –
336 с.
10.Кирсанов С.В. Обработка глубоких отверстий в машиностроении.
Москва «Машиностроение» 2009. -298 с.
11.HaddagB,NouariM,MoufkiA,etal.COMBINED
ANALYTICAL/NUMERICAL MODELLING FOR CUTTING FORCES AND
CONTACT ANALYSES IN THE BTA DEEP HOLE DRILLING[J].
12.Biermann D, Kersting M, Kessler N. Process adapted structure
optimization of deep hole drilling tools[J]. CIRP Annals-Manufacturing Technology,
2009, 58(1): 89-92.
13.Thil J, Haddag B, Nouari M, et al. Experimental and analytical analyses
of the cutting process in the deep hole drilling with BTA (Boring Trepanning
Association) system[J]. Mechanics & Industry, 2013, 14(6): 413-429.
14.MINCIU C. On boring deep holes[J]. 2006.
15.Latinovic V N, Osman M O M. Optimal design of BTA deep-hole
cutting tools with staggered cutters[J]. THE INTERNATIONAL JOURNAL OF
PRODUCTION RESEARCH, 1989, 27(1): 153-173.
16.Corney J, Griffiths B. A study of the cutting and burnishing operation
during deep hole drilling and its relationship to drill wear[J]. The International
Journal of Production Research, 1976, 14(1): 1-9.
17.Haddag B, Thil J, Nouari M, et al. Analyse du procédéde forage profond
avec système BTA par la caractérisation du processus de coupe[J]. 21ème Congrès
Français de Mécanique, 26 au 30 août 2013, Bordeaux, France (FR), 2013.
18.Malarvizhi S, Chaudhari A, Woon K S, et al. Influence of Burnishing
Axial Interference on Hole Surface Quality in Deep Hole Drilling of Inconel 718[J].
Procedia Manufacturing, 2016, 5: 1295-1307.
19.R. Komanduri, R.H. Brown, On the mechanics of chip segmentation in
machining, J. Eng. Industry 103 (1981) 33−51
20.S. Atlati, B. Haddag, M. Nouari, M. Zenasni, Analysis of a new
Segmentation Intensity Ratio ―SIR‖ to characterize the chip segmentation process in
machining ductile metals, Int. J. Mach. Tools Manuf. 51 (2011) 687−700
21.S. Kouadri, K. Necib, S. Atlati, B. Haddag, M. Nouari, Quantification of
the chip segmentation in metal machining: Application to machining the aeronautical
aluminium alloy AA2024-T351 with cemented carbide tools WC-Co. Int. J. Mach.
Tools Manuf. 64 (2013) 102−113
22.C.S. Deng, J.C. Huang, J.H. Chin, Effects of support misalignments in
deep-hole drill shafts on hole straightness, Int. J. Mach. Tools Manuf. 41 (2001)
1165−1188
23.A. Al-Hamdan, Effect of misalignment on the cutting force signature in
drilling, J. Mater. Process. Technol. 124 (2002) 83−91
24.C.S. Deng, J.H. Chin, Hole roundness in deep-hole drilling as analysed
by Taguchi methods, Int. J. Adv. Manuf. Technol. 25 (2005) 420−426
25.N. Guibert, H. Paris, J. Rech, A numerical simulator to predict the
dynamical behavior of the self-vibratory drilling head, Int. J. Mach. Tools Manuf. 48
(2008) 644−655
26.K. Weinert, O. Webber, C. Peters, On the influence of drilling depth
dependent modal damping on chatter vibration in BTA deep hole drilling, CIRP Ann.
– Manuf. Technol. 54 (2005) 363−366
27.K. Weinert, O. Webber, M. H¨usken, J. Mehnen, W. Theis, Analysis and
prediction of dynamic disturbances of the BTA deep hole drilling process,
Proceedings of the Third CIRP International Seminar on Intelligent Comput. Manuf.
Eng. (2002) 297−302
28.K. Weinert, O. Webber, M. H¨usken, J. Mehnen, Statistics and time
series analyses of BTA deep hole drilling, International Conference on Non-linear
Dynamics in Mechanical Processing, 2001
29.A. Messaoud, C. Weihs, Monitoring a deep hole drilling process by
nonlinear time series modeling, J. Sound Vib. 321 (2009) 620−630
30.A. Messaoud, C. Weihs, F. Hering, Detection of chatter vibration in a
drilling process using multivariate control charts, Comput. Stat. Data Anal. 52 (2008)
3208−3219
31.D. Biermann, A. Sacharow, K. Wohlgemuth, Simulation of the BTA
deep-hole drilling process, Prod. Eng. Res. Dev. 3 (2009) 339−346
32.N. Raabe, O. Webber, W. Theis, Spiralling in BTA deephole drilling:
models of varying frequencies, From Data and Information Analysis to Knowledge
Engineering, Studies in Classification, Data Analysis, and Knowledge Organization
(2006) 510−517
33.V.P. Astakhov, S. Shvets, The assessment of plastic deformation in
metal cutting, J. Materials Process. Technol. 146 (2004) 193−202
34.Malave C. Deep hole drilling-Cutting forces and balance of tools[J].
2015.
35.N Raabe dynamic Disturbances in BTA Deep-Hole Drilling: Modelling
Chatter and Spiralling as Regenertive of the Effects.Intelligence,Stuudies in the
Classification,DataAnalysis,and Knowledge Organization,2010:82-91.
36.Biermann, Dirk, Alexei Sacharow, and Klaus Wohlgemuth. “Simulation
of the BTA deephole drilling process.” Production Engineering 3. (2009) 4-5: pp 339-
346.
37.К. А. Бобух. Специальное оборудование и система ВТА –
эффективная технология глубокого сверления