平面型后刀面槍鉆的鉆削力數(shù)學模型及有限元分析.pdf

1、隨著制造業(yè)的快速發(fā)展，深孔加工在孔加工領(lǐng)域中所占的比例越來越大，深孔鉆的需求量也越來越大。槍鉆作為中小深孔加工領(lǐng)域中應用最為廣泛的深孔加工刀具，由于其具有剛度、強度較差的特點，一旦排屑不暢，鉆削力就會急劇增加，鉆桿堵塞，易引起鉆桿的劇烈震動，導致鉆頭崩刃。 為了提高槍鉆加工的經(jīng)濟性、鉆削質(zhì)量和穩(wěn)定性，本文從槍鉆的鉆削力出發(fā)，主要研究了以下四個方面的內(nèi)容： 首先，分析了槍鉆的受力狀態(tài)，結(jié)合槍鉆的結(jié)構(gòu)特點、基于切削原理和“微

2、刀具”理論，建立了平面型后刀面槍鉆的鉆削力數(shù)學模型。 其次，求解了平面型后刀面槍鉆鉆削HT250時的鉆削力和轉(zhuǎn)矩值，與文獻給出的測量值相比，結(jié)果合理；用Matlab軟件對鉆削力數(shù)學模型分析，求出了鉆削力、轉(zhuǎn)矩與外角、內(nèi)角等幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)和進給量等鉆削工藝參數(shù)的關(guān)系曲線，得出了這些參數(shù)的合理取值范圍。 再次，將槍鉆在鉆削過程中的受力等效簡化為簡支梁，槍鉆受壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)組合變形，建立了槍鉆的力學模型并進行了強度校核。

3、 最后，用ANSYS Workbench 軟件對槍鉆在鉆削過程中的受力情況進行有限元分析，采用正交試驗法分析外角、內(nèi)角、外刃第一后角和外刃寬度這四個主要幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)對Von-Mises應力和最大變形的影響，得出了4個參數(shù)的最佳組合；分別改變進給量和后刀面磨損寬度，進行有限元分析，對比這兩個參數(shù)變化對槍鉆強度和剛度的影響。 本文為槍鉆的鉆削力預測提供了一定的理論參考，同時也為槍鉆的優(yōu)化設計提出了新型的設計方法，簡化了設計過程，縮