● 摘要
难加工孔的钻削加工在国防行业有着极为重要的地位,本文主要针对兵器工业中的深孔钻削、斜孔钻削问题和航空工业中的铸造镍基高温合金K24的钻削问题进行了以下一些研究:1.小口径火炮身管的深孔钻削试验研究;2.斜孔钻削的钻头折断因素判断机理及试验研究和斜孔的振动钻削试验研究;3.搭建了一套高效振动钻削系统,并对铸造镍基高温合金K24的高效振动钻削进行了初步研究。本文首先基于振动钻削的运动学特性分析了轴向振动钻削的变厚切削特性、分离断屑特性、变速特性以及变角特性。当振动参数和切削参数选择合适时,低频振动钻削完全可以实现钻削过程中的几何断屑,并根据实际加工情况主动控制切屑大小,从而圆满解决了钻削中的断屑问题。小口径火炮身管的振动钻削实验结果也表明振动钻削完全解决了排屑困难问题,并将内膛的表面粗糙度Ra比普通钻削提高一级,孔径尺寸和直线度均优于普通钻削。其次本文分析了斜孔钻削钻头的受力特点,并根据ANSYS有限元仿真得出麻花钻头折断部位与钻削力的关系。斜孔的因素判断试验结果表明钻头折断的根本因素是扭矩的剧变,为斜孔的智能监控提供理论和实验基础。而斜孔的振动钻削解决了深斜孔段的排屑问题,避免了因堵屑导致钻头折断。最后,本文分析了振动钻削和喷雾冷却的降温机理,通过对原摇臂钻的改造搭建了高效振动钻削系统,在此基础上结合振动钻削技术和喷雾冷却技术完成K24的初步高效振动钻削试验。在本文的实验条件下,高效振动钻削降低了钻削温度,并将K24的钻削效率至少都提高了2.54倍。
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