發(fā)布時(shí)間：2021-08-26 14:04

　　如今,深孔加工刀具在我國(guó)加工制造業(yè)所需刀具中占有很大比重,而槍鉆作為深孔加工的一個(gè)重要組成部分,在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。槍鉆在加工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱、排屑不暢等問(wèn)題,這些因素是槍鉆發(fā)生磨損和破損的重要原因。因此研究槍鉆設(shè)計(jì)優(yōu)化方法,可以有效提高深孔加工過(guò)程中的刀具穩(wěn)定性和工件的表面質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)我國(guó)制造業(yè)在槍鉆刀具需求上的自給自足。槍鉆加工過(guò)程中因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的特殊性,容易發(fā)生刀具的磨損,崩刃等問(wèn)題,本課題針對(duì)此問(wèn)題,通過(guò)分析槍鉆的基本結(jié)構(gòu)特征,對(duì)其幾何參數(shù)和鉆削能力的關(guān)系進(jìn)行了深入的研究,并結(jié)合數(shù)學(xué)模型和仿真軟件進(jìn)行槍鉆結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。首先以平面型后刀面雙冷卻孔槍鉆為例,針對(duì)槍鉆的鉆削過(guò)程,依據(jù)金屬切削原理并結(jié)合槍鉆自身特有的結(jié)構(gòu)求解出槍鉆的鉆削力和轉(zhuǎn)矩的數(shù)學(xué)模型。其次通過(guò)Matlab對(duì)鉆削力數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析和驗(yàn)證并求解出某公司生產(chǎn)的槍鉆的鉆削力和轉(zhuǎn)矩,并對(duì)其外角、內(nèi)角、外刃第一后角、內(nèi)刃后角和進(jìn)給量這五個(gè)數(shù)據(jù)與鉆削力和轉(zhuǎn)矩的值的變化關(guān)系進(jìn)行分析,直觀的得出各個(gè)參數(shù)對(duì)鉆削力轉(zhuǎn)矩的關(guān)系,并利用多目標(biāo)優(yōu)化方法,求解出最優(yōu)的槍鉆角度參數(shù)集合。再次,利用SolidWorks建立槍鉆的三維建模。導(dǎo)入D... 

【文章來(lái)源】：西安工業(yè)大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

槍鉆結(jié)構(gòu)圖

(a)主視圖 (b)俯視圖圖 2.1 槍鉆鉆頭幾何示意圖2.2 槍鉆的鉆削力和轉(zhuǎn)矩分析槍鉆鉆削時(shí)，鉆頭繞著中心軸線旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而被加工件相對(duì)軸向運(yùn)動(dòng)而形成了已加工表面。鉆頭擔(dān)任著主切削任務(wù)，槍鉆相對(duì)于其它深孔加工工具結(jié)構(gòu)有很大的不同，鉆削過(guò)程中鉆頭有三個(gè)特點(diǎn)：（1）槍鉆的結(jié)構(gòu)較為負(fù)雜，有兩個(gè)輸油孔，并且鉆尖不在中心壁厚不均勻，擁有較大的內(nèi)應(yīng)力。（2）刀具承受非常大的轉(zhuǎn)矩。（3）在槍鉆加工過(guò)程中，切削速度最高的是刀具刃部外邊緣部位，此處磨損量較大容易造成刀刃破裂[21]。由分析和圖 2.1 可知：刀具外刃的切削刃長(zhǎng)(切削寬度)1D11cosBbβ= ，切削深度p1 1a = f cosβ；刀具內(nèi)刃的切削刃長(zhǎng)(切削寬度)2D22cosBbβ= ，切削深度p2 2a = f cosβ。為了方便計(jì)算和剖析于槍鉆的鉆削力，按照切向、徑向和軸向三個(gè)方向建 xyz 坐標(biāo)系(見(jiàn)圖 2.2)。它們是:切向力 Ft、徑向力 Fr和軸向力 Fa。作用在刀具外刃、內(nèi)刃、副刃上的

8(a)主視圖 (b)俯視圖圖 2.1 槍鉆鉆頭幾何示意圖2.2 槍鉆的鉆削力和轉(zhuǎn)矩分析槍鉆鉆削時(shí)，鉆頭繞著中心軸線旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而被加工件相對(duì)軸向運(yùn)動(dòng)而形成了已加工表面。鉆頭擔(dān)任著主切削任務(wù)，槍鉆相對(duì)于其它深孔加工工具結(jié)構(gòu)有很大的不同，鉆削過(guò)程中鉆頭有三個(gè)特點(diǎn)：（1）槍鉆的結(jié)構(gòu)較為負(fù)雜，有兩個(gè)輸油孔，并且鉆尖不在中心壁厚不均勻，擁有較大的內(nèi)應(yīng)力。（2）刀具承受非常大的轉(zhuǎn)矩。（3）在槍鉆加工過(guò)程中，切削速度最高的是刀具刃部外邊緣部位，此處磨損量較大容易造成刀刃破裂[21]。由分析和圖 2.1 可知：刀具外刃的切削刃長(zhǎng)(切削寬度)1D11cosBbβ= ，切削深度p1 1a = f cosβ；刀具內(nèi)刃的切削刃長(zhǎng)(切削寬度)2D22cosBbβ= ，切削深度p2 2a = f cosβ。為了方便計(jì)算和剖析于槍鉆的鉆削力，按照切向、徑向和軸向三個(gè)方向建 xyz 坐標(biāo)系(見(jiàn)圖 2.2)。它們是:切向力 Ft、徑向力 Fr和軸向力 Fa。作用在刀具外刃、內(nèi)刃、副刃上的切向力、軸向力和徑向力分別為 Ft1、Ft2、Ft3，F(xiàn)a1、Fa2、Fa0和 Fr1、Fr2、Fr0；分別作用在兩導(dǎo)向條的壓力、軸向和周向摩擦力分別為 Fn1、Fn2


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