一種變參數螺旋槽深孔麻花鉆及其鉆削實驗研究.pdf

1、深孔加工在通用機械、汽車制造、航空航天、國防、石油、礦山、農業(yè)機械和工程機械等諸多領域有著廣泛的應用。深孔加工是一種半封閉的加工方式，具有切削熱難以散發(fā)，排屑困難，工藝系統(tǒng)剛性差，切削效果不理想等特點，被認為是最難的金屬切削問題之一。由于深孔鉆削技術難度大，在低端市場，國內用戶一般使用拋物線型深孔麻花鉆，而且采用分級進給方式進行加工，效率很低;而深孔加工領域的高端市場一直被國外廠商占領。隨著國內機械制造業(yè)的不斷發(fā)展，刀具技術的不斷成熟，

2、一些關系到國家經濟命脈的關鍵性領域，特別是汽車制造業(yè)，對自主開發(fā)國產高檔深孔麻花鉆的呼聲越來越高。本文通過理論研究、數值仿真以及試驗研究等手段，對深孔加工麻花鉆的螺旋槽槽型及鉆尖型式進行優(yōu)化，提出了變參數螺旋槽平面后刀面型深孔麻花鉆結構設計的思路，并對新型深孔鉆的失效機理和切削力模型進行了研究。本文的主要研究內容有:
　　(1)對變參數螺旋槽深孔麻花鉆的數學模型及精確三維建模方法進行了研究。通過對深孔鉆削機理的研究，提出了變參數螺

3、旋槽結構型式。應用無瞬心包絡原理，分析了砂輪加工變參數螺旋槽的運動過程，推導出了變參數螺旋槽深孔麻花鉆的數學模型，并從理論上證明了新型深孔麻花鉆的結構特點?；贐樣條曲面插值算法，在UG中建立了變參數螺旋槽的三維實體模型，驗證了模型的精確性。
　　(2)對變參數螺旋槽深孔麻花鉆進行了結構優(yōu)化設計?；谧儏德菪鄣奶匦裕O計了螺旋槽的橫截面形狀。將正交試驗設計方法與數值仿真手段相結合，對鉆尖關鍵結構參數進行了優(yōu)選和改進，并進行了實

4、驗驗證，確定了變參數螺旋槽結構深孔麻花鉆的關鍵鉆尖結構參數。
　　(3)從鉆削力、被加工孔表面質量及刀具失效形式三方面探討了深孔鉆削機理。通過切削力對比實驗論證了新型深孔麻花鉆的變參數螺旋槽結構，有助于減小深孔加工的鉆削力，提高麻花鉆鉆削穩(wěn)定性。通過孔粗糙度和孔徑擴大量測試，討論了切削參數和芯厚增量對兩者的影響。通過灰口鑄鐵、球磨鑄鐵和合金鋼等材料的耐磨損實驗研究，初步探討新型深孔麻花鉆的失效機理。
　　(4)通過正交鉆削實