平面型后刀面槍鉆的鉆削力數(shù)學(xué)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(yīng)用最為廣泛的深孔加工刀具，由于其具有剛度、強(qiáng)度較差的特點(diǎn)，一旦排屑不暢，鉆削力就會(huì)急劇增加，鉆桿堵塞，易引起鉆桿的劇烈震動(dòng)，導(dǎo)致鉆頭崩刃。 為了提高槍鉆加工的經(jīng)濟(jì)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(gè)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(diǎn)、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(xué)模型。 其次，求解了平面型后刀面槍鉆鉆削HT250時(shí)的鉆削力和轉(zhuǎn)矩值，與文獻(xiàn)給出的測(cè)量值相比，結(jié)果合理；用Matlab軟件對(duì)鉆削力數(shù)學(xué)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(jìn)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(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁，槍鉆受壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)組合變形，建立了槍鉆的力學(xué)模型并進(jìn)行了強(qiáng)度校核。

3、 最后，用ANSYS Workbench 軟件對(duì)槍鉆在鉆削過程中的受力情況進(jìn)行有限元分析，采用正交試驗(yàn)法分析外角、內(nèi)角、外刃第一后角和外刃寬度這四個(gè)主要幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)Von-Mises應(yīng)力和最大變形的影響，得出了4個(gè)參數(shù)的最佳組合；分別改變進(jìn)給量和后刀面磨損寬度，進(jìn)行有限元分析，對(duì)比這兩個(gè)參數(shù)變化對(duì)槍鉆強(qiáng)度和剛度的影響。 本文為槍鉆的鉆削力預(yù)測(cè)提供了一定的理論參考，同時(shí)也為槍鉆的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出了新型的設(shè)計(jì)方法，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過程，縮