В промисловості і будівництві використовують Self-Drilling Thread-Forming Screws, ефективність яких визначається усуненням необхідності попереднього свердління отворів в деталях, що з’єднуються, нарізання, або видавлювання різьби і точного базування гвинта в отворі при різьбоформуванні. Цей метод забезпечує високу продуктивність і якість з’єднання, підвищення статичної і утомної міцності різьби у порівнянні з різьбою, що нарізана.

Оскільки процес складання із застосуванням саморізів з буром полягає в послідовному виконанні двох різнохарактерних операцій – спочатку свердління, а потім накатування різьби, то технологічний процес установки таких гвинтів повинен полягати або в послідовному виконанні двох традиційних способів, або бути компромісним.

Застосування осьової сили при різьбоформуванні дозволяє визначити компромісні режими для установки саморіза, причому компроміс досягається з боку операції свердління, так як якість з'єднання залежить від якості різьби. Відповідність довжини та діаметру бура саморіза конструктивно передбачає високу міцність і жорсткість, а разовий характер використання дозволяє істотно, в порівнянні з традиційним процесом, змінювати параметри режиму свердління. В існуючих методиках розрахунку режимів різання при свердлінні визначальним фактором виступає подача на оберт. Відомо, що обмеження на допустиму величину подачі накладаються з умов міцності свердла на вигин, скручування і міцності різальних кромок свердла, а також жорсткості верстата, вимог до точності і шорсткості отвору.

Класичні випробування проводились із свердлами з швидкорізальної сталі діаметрами 3-12 мм, результати в таблиці 1. Можна записати:

для крутного моменту , (1)

для осьової сили подачі, (2)

де d – діаметр отвору, s – подача, мм/об.

Таблиця 1. Результати класичних випробувань.

Сміт-Поляков	Шлезингер-Кроненберг	Бостон-Оксфорд	Центральний науково-дослідний інститут машинобуд.	Воєнна академія механізації і моторизації (Росія)
Для сталей	Для сталей	Сталь SAE 1020	Сталь =420МПа	Для сталей
m=1,8 n=0,7	m=1,803 n=0,803	m=1,8 n=0,83	m=2 n=0,85	m=2 n=0,94
=0,7 =0,6	=0,803 =0,803	=1 =0,87	=1 =0,72	=1 =0,87
=46	=51,3	=57	=25,3	=35
=220	=185	=111,5	=71	=32

Результати розрахунків по формулам (1), (2) дані в таблиці 2.

Таблиця 2. Результати розрахунків.

Смит-Поляков

d, mm	2,5	3	4	5	6	8
Сила подачи ,H	692,14	786,66	962,16	1124,8	1277,9	1563
Момент кр. M,H M	2,9399	4,0818	6,8509	10,237	14,214	23,856

Шлезингер-Кроненберг

d, mm	2,5	3	4	5	6	8
Сила подачи ,H	350,51	405,55	510,5	610,27	706,1	888,83
Момент кр. M,H M	2,4299	37,37	5,6624	8,4613	11,748	19,718

Бостон-Оксфорд

d, mm	2,5	3	4	5	6	8
Сила подачи ,H	205,74	246,89	329,18	411,48	493,78	658,37
Момент кр. M,H M	2,4678	3,4264	5,7508	8,5934	11,931	20,025

ЦНДІМАШ

d, mm	2,5	3	4	5	6	8
Сила подачи ,H	205,33	246,4	328,53	410,66	492,8	657,06
Момент кр. M,H M	1,2392	1,7844	3,1722	4,9566	7,1375	12,689

ВАММ

d, mm	2,5	3	4	5	6	8
Сила подачи , H	59,046	70,856	94,474	118,09	141,71	188,95
Момент кр. М,H M	1,3091	1,8851	3,3514	5,2365	7,5405	13,405

Наведені обчислення демонструють значний розкид даних у різних авторів. Всі автори взяли швидкорізальні свердла з гострою різальною кромкою. Найбільш достовірними вважаються відомості Бостон-Оксфорд проте матеріали, такі як St 50, 16 MnCr5, 34CrMo4, 18CrNi8 і інші мають s_в= 560 МПа і більше.

За традиційною методикою отримані режими різання для свердел із швидкорізальної сталі, період стійкості яких на порядок вище стійкості бурів саморізів, які виготовляються з вуглецевої сталі, найбільш придатної для холодної висадки. В залежності (2) коефіцієнт C_p залежить від якості оброблюваного матеріалу, різальних властивостей і умов обробки. Показники ступенів залежать від оброблюваного матеріалу і змінюються: показник при d від подачі на оберт, матеріал же різальної частини впливає як на коефіцієнт пропорційності, так і на показник ступеня при діаметрі і подачі. Цих значень

для свердел (бурів) з вуглецевих сталей немає, тому обчислені значення силових параметрів свердління по емпіричним формулам завищені. Більш підходить для розрахунків методика аналітико-емпіричного розрахунку параметрів свердління Віктора-Шпура [1]. Ця методика дозволяє враховувати вплив товщини стружки на силові параметри свердління. Розрахунок по Віктору-Шпуру наведен в таблиці 3 [2].

Таблиця 3. Розрахунок по Віктору-Шпуру

d, mm	2,5	3	4	5	6	8
Сила подачі ,H	150,21	180,25	240,33	300,41	360,5	480,66
Момент кр. M,H M	0,9	1,2	2,2	3,5	5,0	8,9

література

1. Справочник по технологии резания материалов: Справочник. В 2-х кН.,/ Под ред. Г. Шпура, Т. Штеферле; пер. с нем. Под ред. Ю. М. Соломенцева. – М.: Машиностроение, 1985. – 688 с.

2. Данилова Л.Н. Технологическое обеспечение качества соединений с саморежущими крепежными деталями: Дис. ... канд. техн. наук. - Киев: НТУУ «КПИ», 1998. – 170 с.