難加工材料(TC4)的高速深孔鉆削技術(shù)研究.pdf

1、高速切削加工的概念自1931年提出后，經(jīng)過長期的探索、研究和發(fā)展，才在近期被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。目前高速切削在普通鋼材、鑄鐵和鋁合金的加工中應(yīng)用較多，加工方式多為普通車削和銑削，并且主要應(yīng)用于精加工工序。對于高速切削的研究在一定程度上仍是混亂的，包括如何定義高速切削，高速切削在難加工材料加工中的應(yīng)用、在其他加工方式和工序中的應(yīng)用等尚不成熟。因此，本文對難加工材料鈦合金深孔高速鉆削技術(shù)進(jìn)行研究，從一個新的應(yīng)用領(lǐng)域去驗(yàn)證、完善高速切削的理論

2、，提高深孔鉆削生產(chǎn)率及孔加工質(zhì)量。
　　本文首先從高速切削關(guān)鍵技術(shù)之高速切削刀具入手，在分析鈦合金TC4深孔鉆削加工機(jī)理的基礎(chǔ)上，深入研究了普通深孔鉆頭的結(jié)構(gòu)以及幾何參數(shù)，對普通錯齒深孔鉆刀齒的切削方式、分屑機(jī)理等進(jìn)行分析；對鉆頭進(jìn)行了整體的受力分析，建立鉆頭受力的力學(xué)模型；提出了減小導(dǎo)向塊摩擦力來提高切削速度的觀點(diǎn)，通過試驗(yàn)的方法，得到切削鈦合金材料鉆頭齒寬與切削力的函數(shù)關(guān)系式，對高速錯齒深孔鉆頭齒寬和位置進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，通過對

3、切削齒材料、切削齒幾何角度等的選擇，完成了內(nèi)排屑錯齒高速深孔鉆的設(shè)計(jì)，新的設(shè)計(jì)方法為高速深孔鉆頭的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　以難加工材料鈦合金（TC4）為高速深孔鉆削試驗(yàn)材料，進(jìn)行普通鉆頭和優(yōu)化鉆頭的對比試驗(yàn)，主要測試參數(shù)是：鉆削扭矩、鉆削溫度和刀具耐用度。在對試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析后，得到以下結(jié)論：優(yōu)化鉆頭在深孔鉆削過程中承受的鉆削扭矩、切削溫度都明顯低于普通鉆頭；兩種鉆頭在相同的鉆削條件下鉆削相同的時間，優(yōu)化鉆頭切削齒的后刀面磨損量

4、明顯低于普通鉆頭，切削齒后刀面的磨損帶相比于普通鉆頭均勻。在相同的加工條件下，優(yōu)化鉆頭具有更高的刀具耐用度，在切削過程中鉆頭整體受力更穩(wěn)定。在優(yōu)化鉆頭高速鉆削試驗(yàn)中，對Ф38mm鈦合金進(jìn)行深孔鉆削加工，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速高于630r/min，即切削速度高于75.17m/min時，即進(jìn)入鈦合金高速深孔鉆削的過度區(qū)，當(dāng)轉(zhuǎn)速高于1000r/min時，切削速度為119.32m/min時，即是Ф38mm鈦合金高速深孔鉆削的高速區(qū)。由于受到實(shí)驗(yàn)條件的限制，