Данная работа посвящена исследованию физических процессов при сверлении труднообрабатываемых материалов, анализу их влияния на эффективность обработки и выявлению способов повышения этой эффективности. В работе было показано, что обеспечение устойчивого дробления стружки является одним из главных условий эффективного и производительного сверления материалов. Рассмотрены методы дробления стружки; обосновано, что в меняющихся производственных условиях целесообразно использовать сверление с наложением на инструмент колебаний (вибрационное сверление). Причем сверление с наложением автоколебаний (релаксационное) выгодно отличается от других способов отсутствием необходимости подвода энергии извне и возможностью создания регулируемых по частоте и амплитуде устройств, способных, после предварительной настройки, в процессе работы самостоятельно подстраиваться под новые условия обработки. После рассмотрения различных устройств-прототипов была выбрана перспективная конструкция устройства для релаксационного сверления и выполнено обоснование использования аксиально-поршневого насоса в качестве одного из основных ее узлов. Также была разработана методика расчета данного типа насоса, позволяющая на этапе проектирования оценить диапазон диаметров отверстий, при обработке которых устройство сможет создавать автоколебания. Кроме того, проанализировано влияние на этот диапазон основных конструктивных параметров насоса, обрабатываемого и инструментального материалов, получены расчетные зависимости. В качестве примера использования устройства был разработан технологический процесс изготовления детали «Заглушка» с использованием универсального оборудования и оборудования с ЧПУ, оформлен комплект технологической документации.

The subject of the graduate qualification work is «Improving the efficiency of the drilling process of hard-to-machine materials». This work is devoted to studying physical processes in drilling hard-to-machine materials, the analysis of their impact on the machining efficiency and the identification of the ways to increase this efficiency. It has been shown that ensuring stable chip breaking is one of the main conditions for efficient and productive materials drilling. Chip breaking methods were investigated; it was substantiated that in conditions of changing manufacturing environment it is advisable to use drilling with tool oscillations (vibration drilling). Moreover, drilling with the application of self-oscillations (relaxation) advantageously differs from other methods because it does not need any external energy sources and lets to create frequency and amplitude adjustable devices, which, after preliminary setting, can independently adjust to new conditions during machining. After analysis of various prototype devices a perspective design of the device for relaxation drilling was chosen and substantiation of using the axial piston pump as one of its main units was made. Calculation method for this type of pump was also developed, which allows to evaluate the range of hole diameters sufficient for creating self-oscillations at the design stage. In addition, the influence on this range of the main design parameters of the pump, machined and instrumental materials was analyzed, theoretical relationships were obtained. As an example of using the device, the manufacturing process of the «Plug» part was developed using universal and CNC machine tools and a set of technological documentation was formalized.