硬质合金钻头槽型分类及其性能的实验研究

论文摘要

螺旋槽是组成钻头的重要结构要素之一,是切削液和切屑的进出通道,槽型径向截形的合理分布直接影响钻头的强度、刚度,与后刀面相交形成主切削刃和后沟棱,控制主切削刃前角的大小和分布,直接影响切屑在前刀面的流向、卷曲和断屑。本论文从实际加工用的整体硬质合金钻头出发,广泛深入了解当前钻头螺旋槽的磨削技术、研究现状和成果,建立螺旋槽的数学模型,对三种经典槽型(凸型槽、凹型槽、直线型槽)中的凹型槽进一步分类,并在刀具螺旋槽模拟软件的基础上提出磨削螺旋槽的槽型参数,求出砂轮参数和工艺参数,成功制造出本论文实验用的五支不同凹型槽的钻头。在六组切削参数下分别加工42CrMo、45钢,测量并分析轴向力、扭矩和切屑形态得出：在切削速度42. 1m/min、进给量0.20mm/r的条件下加工42CrMo, D1030槽型的钻头的切削性能最好；在切削速度47. 1m/min、进给量0.20mm/r的条件下加工45钢,D1023槽型的钻头的切削性能最好。这两支钻头的轴向力、扭矩、断屑和排屑性能都是最优的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 螺旋槽研究的重要性
• 1.2 国内外研究现状与成果
• 1.3 本课题的研究内容
• 1.3.1 课题的来源
• 1.3.2 主要研究内容
• 第二章 硬质合金钻头几何形状及数学模型
• 2.1 钻头的几何结构
• 2.2 钻头的几何角度对切削性能的影响
• 2.2.1 钻头的结构角度对切削性能的影响
• 2.2.2 钻头的刀具角度对切削性能的影响
• 2.3 数学模型
• 2.3.1 钻头螺旋槽的数学模型
• 2.3.2 螺旋槽径向前角的数学模型
• 2.4 钻头螺旋槽的槽型分类
• 2.5 本章小结
• 第三章 硬质合金钻头螺旋槽的数控刃磨
• 3.1 钻头螺旋槽径向截形绘制及槽型参数的测量
• 3.2 砂轮参数的确定
• 3.2.1 刀具材料的选择
• 3.2.2 砂轮轴截面曲线形状
• 3.3 钻头螺旋槽磨削制造
• 3.3.1 磨削螺旋槽磨床及运动原理
• 3.3.2 五种凹槽型加工制造
• 3.4 槽型误差检验
• 3.5 钻头后刀面磨削制造
• 3.6 本章小结
• 第四章 硬质合金钻头螺旋槽的实验研究
• 4.1 实验方案
• 4.1.1 实验目的
• 4.1.2 加工材料
• 4.1.3 切削参数
• 4.1.4 实验内容
• 4.1.5 实验设备
• 4.2 五支不同槽型的钻头钻削42CrMo的实验研究
• 4.2.1 钻削42CRMO轴向力
• 4.2.2 钻削42CRMO扭矩分析
• 4.2.3 钻削42CRMO切屑分析
• 4.3 五支不同槽型的钻头钻削45钢的实验研究
• 4.3.1 钻削45钢轴向力分析
• 4.3.2 钻削45钢扭矩分析
• 4.3.3 钻削45钢切屑分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢