一種變參數(shù)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(jī)械、汽車制造、航空航天、國防、石油、礦山、農(nóng)業(yè)機(jī)械和工程機(jī)械等諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)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(diǎn)，被認(rèn)為是最難的金屬切削問題之一。由于深孔鉆削技術(shù)難度大，在低端市場，國內(nèi)用戶一般使用拋物線型深孔麻花鉆，而且采用分級進(jìn)給方式進(jìn)行加工，效率很低;而深孔加工領(lǐng)域的高端市場一直被國外廠商占領(lǐng)。隨著國內(nèi)機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展，刀具技術(shù)的不斷成熟，

2、一些關(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)命脈的關(guān)鍵性領(lǐng)域，特別是汽車制造業(yè)，對自主開發(fā)國產(chǎn)高檔深孔麻花鉆的呼聲越來越高。本文通過理論研究、數(shù)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(jìn)行優(yōu)化，提出了變參數(shù)螺旋槽平面后刀面型深孔麻花鉆結(jié)構(gòu)設(shè)計的思路，并對新型深孔鉆的失效機(jī)理和切削力模型進(jìn)行了研究。本文的主要研究內(nèi)容有:
　　(1)對變參數(shù)螺旋槽深孔麻花鉆的數(shù)學(xué)模型及精確三維建模方法進(jìn)行了研究。通過對深孔鉆削機(jī)理的研究，提出了變參數(shù)螺

3、旋槽結(jié)構(gòu)型式。應(yīng)用無瞬心包絡(luò)原理，分析了砂輪加工變參數(shù)螺旋槽的運(yùn)動過程，推導(dǎo)出了變參數(shù)螺旋槽深孔麻花鉆的數(shù)學(xué)模型，并從理論上證明了新型深孔麻花鉆的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)?；贐樣條曲面插值算法，在UG中建立了變參數(shù)螺旋槽的三維實體模型，驗證了模型的精確性。
　　(2)對變參數(shù)螺旋槽深孔麻花鉆進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。基于變參數(shù)螺旋槽的特性，設(shè)計了螺旋槽的橫截面形狀。將正交試驗設(shè)計方法與數(shù)值仿真手段相結(jié)合，對鉆尖關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)選和改進(jìn)，并進(jìn)行了實

4、驗驗證，確定了變參數(shù)螺旋槽結(jié)構(gòu)深孔麻花鉆的關(guān)鍵鉆尖結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　(3)從鉆削力、被加工孔表面質(zhì)量及刀具失效形式三方面探討了深孔鉆削機(jī)理。通過切削力對比實驗論證了新型深孔麻花鉆的變參數(shù)螺旋槽結(jié)構(gòu)，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(kuò)大量測試，討論了切削參數(shù)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(jī)理。
　　(4)通過正交鉆削實