【摘要】：鉆削加工是目前應(yīng)用最為廣泛的孔加工方式,而在鉆削加工中使用頻率最高的麻花鉆具有加工效率低、冷卻效果差、刀具磨損快、修磨周期長等缺點,已不能很好的適應(yīng)市場。新型自鎖式可換頭鉆頭將切削部分及刀桿分開制造,刀頭采用硬質(zhì)合金,刀桿采用普通合金鋼材。新型自鎖式鉆頭結(jié)構(gòu)更加方便刀頭的更換,提高加工生產(chǎn)效率;一種尺寸的鉆桿能適用于一定尺寸范圍內(nèi)的多種刀頭,節(jié)省刀具制造成本;同時其區(qū)別于傳統(tǒng)麻花鉆還設(shè)置了內(nèi)冷卻水孔,鉆削加工時刀具散熱性更好同時加快了切屑從孔內(nèi)排除速度;采取了比麻花鉆更高的加工速度,極大的提高了加工效率。而在較高加工速度下,新型鉆頭的磨損情況、壽命是衡量刀具性能的重要標準之一,值得我們投入大量的研究。為探究新型自鎖式可換頭鉆頭的摩擦特性,本文首先分析了刀具切削加工中的摩擦學行為、刀具磨損,根據(jù)摩擦磨損理論提出了高性能刀具材料應(yīng)該具備的性能。分析鉆削加工中刀具受力情況,設(shè)計出不同牌號刀頭材料的正交試驗以及單因素試驗,借助測力系統(tǒng)等裝置對鉆削加工中鉆削力進行測量,計算刀具平均摩擦系數(shù),為刀具磨損的有限元仿真分析提供實驗數(shù)據(jù)支撐。然后分析了鉆削參數(shù)對摩擦系數(shù)的影響規(guī)律得出:隨著主軸轉(zhuǎn)速的增加,其摩擦系數(shù)減小;摩擦系數(shù)隨進給量的增大而減小;刀具尺寸大小與摩擦系數(shù)成正比關(guān)系�；谀Σ猎囼灧桨讣敖Y(jié)果,運用有限有分析軟件Deform 3D對新型鉆頭的磨損進行了虛擬仿真,研究鉆頭磨損特性。通過極差法對正交實驗仿真結(jié)果進行分析,得出各鉆削參數(shù)對于刀具磨損的影響程度,其中主軸轉(zhuǎn)速對磨損值影響最大;尋求適用于新型自鎖式可換頭鉆頭鉆削45號鋼的最優(yōu)加工方案。同時對兩種牌號硬質(zhì)合金鉆頭磨損情況進行對比,確定出鈷含量低的硬質(zhì)合金牌號其耐磨性更好。為驗證運用Deform 3D有限元分析軟件進行的新型鉆頭模擬仿真的可行性與準確性,在加工中心上進行了相同切削條件下的鉆削加工實驗。通過萬能工具顯微鏡對刀具磨損進行觀察,結(jié)合光學測量儀采集實驗數(shù)據(jù);對比仿真與實驗結(jié)果,分析兩者變化規(guī)律以及變化曲線圖的增幅,得出仿真與實驗結(jié)果保持一致。由此得出有限元仿真分析對新型刀具摩擦磨損特性研究的可行性和可靠性。使用有限元分析的方法降低了新產(chǎn)品的研發(fā)成本,降低了研發(fā)過程中的試驗成本。對其他新型刀具的研發(fā)具有實際意義。
【學位授予單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG713.1
【圖文】：

是實現(xiàn)高效率、高精度、高柔性和綠色化，尤其是]。在保證符合加工精度要求的前提下，效率的提高前的孔加工主要運用的麻花鉆鉆孔加工，其效率較成為機械制造業(yè)高速發(fā)展的瓶頸之一[5]。從而對孔得投入大量研究精力與成本�？准庸ど蠎�(yīng)用范圍最廣、實用性較強的方法是利用加工將近百年的發(fā)展中的使用一直維持在較高頻率鋼、硬質(zhì)合金以及鎢鋼；其結(jié)構(gòu)又分為整體式和焊由整體材料制作而成，焊接式的鉆頂部位由碳化物包含：前刀面（前面）、后刀面（后面）、副后刀圖 1.1 所示。麻花鉆在更換刀具后，重新對刀耗費及在采用成本較高材料生產(chǎn)麻花鉆時，主要起到導(dǎo)產(chǎn)成本的增加等局限性，已經(jīng)不能很好的適應(yīng)機械[10-15]。

新型自鎖式可換頭鉆頭的摩擦磨損特性研究為更好的提高加工效率、節(jié)約制造成本，可換頭鉆頭應(yīng)運而生�？蓳Q頭鉆頭和刀桿兩部分組成，分別如圖 1.2 和 1.3 所示。刀頭參與全部鉆削，而刀桿起刀頭、導(dǎo)向以及排屑等作用。因真正參與鉆削的為刀頭部分，則其采用性能較質(zhì)合金材料，以保證鉆削過程中穩(wěn)定及高效切削需要；而刀桿則采用普通合金鋼且一個刀桿可同時搭配不同尺寸的刀頭，保證了產(chǎn)品互換性的同時，也減少刀費；以此降低刀具總體制造成本�？蓳Q頭鉆頭的刀桿與刀桿連接結(jié)構(gòu)主要有自螺釘緊固式。此類結(jié)構(gòu)設(shè)計在實際生產(chǎn)制造中，當鉆頭磨損嚴重需要更換時，取下整個刀具的情況下直接在機床上更換鉆頭，同時無需預(yù)調(diào)、補償和對刀，加工所耗時間，極大的提高加工效率[16,17]。

【參考文獻】

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本文編號：2714904