為通過保證刀桿剛度以實現(xiàn)大長徑比小深孔的高速鉆削加工,文中建立了錯齒內(nèi)排屑深孔鉆(BTA)鉆頭受力模型,得到鉆頭所受的各向分力與幾何角度的關(guān)系。建立三維鉆削有限元模型,采用AdvantEdge仿真軟件模擬了BTA深孔鉆的鉆削過程,分析BTA刀具三個刀齒(邊齒、中心齒和中間齒)前角、后角和余偏角對切削力和刀具溫度峰值的影響,得到高速鉆削大長徑比小深孔最優(yōu)的BTA刀具幾何參數(shù)。結(jié)果表明:切削力F_z和刀具溫度峰值均隨邊齒后角的增大而減小,邊齒余偏角增大時,切削力F_z先減小后增大,在余偏角為18°時,切削力F_z最小。中心齒后角為13°時,切削力F_z和刀具溫度峰值都達到最小值。切削力F_z和刀具溫度峰值均隨中間齒余偏角的增大而減小。該優(yōu)化結(jié)果為小深孔高速鉆削加工中錯齒BTA刀具幾何角度參數(shù)的選擇提供參考。

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【部分圖文】：

圖1錯齒BTA鉆頭受力模型

在實體鉆削中,BTA刀具的工作狀態(tài)是在極限空間內(nèi)進行的,切削區(qū)域處于一個集高壓流體、金屬高速擠壓變形、分離、碰撞和高溫于一體的復雜物理狀態(tài),刀具以中心開始,切削刃上切屑速度各處不同且變化較大,同一實體上從孔中心沿徑向到半徑處,切屑速度呈大斜率的線性增長;切屑區(qū)由于抽屑,始終處于高....

圖2模型的網(wǎng)格劃分

以錯齒BTA刀具各刀齒的前角、后角和余偏角為研究對象,采用單因素分析法,研究BTA刀具各個刀齒這3個角度對切削力和刀具溫度峰值的影響。給定主軸轉(zhuǎn)速為20000r·min-1,進給量為0.06mm·r-1,初始溫度設(shè)置為20℃。參考深孔加工技術(shù)BTA鉆頭幾何角度推薦的范圍....

圖3邊齒前角對切削力和刀具溫度峰值的影響

根據(jù)邊齒仿真試驗結(jié)果,取鉆頭進入穩(wěn)定切削狀態(tài)后的切削力Fz的平均值和刀具溫度峰值作為試驗結(jié)果,邊齒前角分別取-6°、-4°、-2°、0°、2°、4°、6°時,得到的切削力Fz及刀具溫度峰值隨邊齒前角的變化情況如圖3所示。由圖3可知,邊齒前角在-6°～6°范圍內(nèi)逐漸增大時,切削力....

圖4邊齒后角對切削力和刀具溫度峰值的影響

邊齒后角分別取8°、10°、12°、13°、15°時,切削力Fz及刀具溫度峰值隨邊齒后角的變化情況如圖4所示。由圖4可知,隨著邊齒后角增大,切削力Fz和刀具溫度峰值均隨后角的增大而減小。究其原因是,隨著后角的增大,刀齒后刀面與已加工表面之間的摩擦減小,從而切削力減小,切削溫度降低....

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