钻削毛刺形成机理及其控制技术研究

发布时间：2017-06-08 11:17

  本文关键词：钻削毛刺形成机理及其控制技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：钻削加工是典型机械加工工艺中工耗时间最长的金属切削工艺,且应用领域愈加广泛。随着制造业走向精密与高精密加工,钻削效率和钻削质量的提高是必然性的。而钻削毛刺的产生大大降低了钻削效率,破坏了精密零件的表面完整性。因此,开展钻削毛刺形成机理及控制技术的研究,有助于促进精密与高精密钻削技术的不断发展。在分析了国内外研究现状的基础上,本研究对钻削过程进行了理论分析和实验研究,通过对钻削毛刺的生成机理、形成过程及其影响因素的分析,揭示出钻削毛刺的形成规律,并在理论和实验基础上给出了一系列抑制和减小钻削毛刺的技术与方法。本研究的主要内容和创新成果如下:(1)阐述了钻削毛刺的研究现状及尚存在的主要问题。分析了钻削表面的形貌组成及钻削毛刺形态,并给出钻削毛刺的形成模型及三种类型毛刺的形成机理。(2)基于DEFORM软件对钻削毛刺的形成过程进行了数值模拟,分析了钻削毛刺的形成阶段和工件底孔对钻削毛刺的影响。结合仿真结果,探讨了钻削毛刺形态和尺寸大小的决定性阶段。(3)基于钻削切出进给方向毛刺的实验研究,揭示出钻削毛刺形成及变化的基本规律。分别研究了切削用量、钻头几何参数、工件材料及工件终端部形态对钻削毛刺形态与尺寸大小的影响,并探讨了工件底孔直径大小对毛刺的影响。结合实验结果,对毛刺的生成机制进行了深入的探讨。(4)分析了钻削毛刺形成的主要影响因素,并提出少无钻削毛刺的基本原则。概括了少无钻削毛刺的常用加工方法,并结合钻削毛刺的理论分析和实验研究,提出了工件叠加钻削法、钻削用量优选法、钻头参数优化法、工件终端部材料强化法、钻头结构优改法和阶梯钻削法等一系列技术与方法,来减少和控制钻削加工中切出进给方向毛刺的形态与尺寸,进而开发设计了一种可以抑制钻削毛刺的新型圆弧刃阶梯钻头。本研究工作是国家自然科学基金资助项目(编号:51075192)的组成部分。本研究丰富和发展了钻削加工基础理论及钻削毛刺形成与控制理论,具有一定的理论意义和实际应用价值。
【关键词】：钻削加工 毛刺 形成模型 表面形貌 圆弧刃阶梯钻头 主动控制
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG52
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-26
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 钻削技术研究进展13-21
• 1.2.1 钻削加工原理13-17
• 1.2.2 钻削加工刀具17-20
• 1.2.3 微细钻削技术20-21
• 1.3 钻削毛刺研究进展21-23
• 1.4 本研究的主要内容及其意义23-24
• 1.5 本章小结24-26
• 第二章 钻削加工运动与表面形成26-38
• 2.1 钻削运动学26-27
• 2.2 钻削过程分析27-32
• 2.2.1 钻削用量28-29
• 2.2.2 切削层参数29
• 2.2.3 钻削温度29-30
• 2.2.4 钻削白层30
• 2.2.5 钻削力30-32
• 2.3 钻削表面形成机理32-36
• 2.3.1 金属切削过程32-34
• 2.3.2 表面形貌生成34-35
• 2.3.3 钻削模型35-36
• 2.4 本章小结36-38
• 第三章 钻削刀具结构特征与刃磨分析38-50
• 3.1 麻花钻结构38-39
• 3.1.1 麻花钻种类38
• 3.1.2 麻花钻组成38-39
• 3.1.3 切削部分组成39
• 3.2 麻花钻几何参数39-45
• 3.2.1 坐标平面40-42
• 3.2.2 钻头几何角度42-45
• 3.3 钻头刃磨45-49
• 3.3.1 钻头缺陷45-46
• 3.3.2 钻头刃磨46-49
• 3.4 本章小结49-50
• 第四章 钻削加工表面特征与毛刺形成50-64
• 4.1 钻削表面形貌50-58
• 4.1.1 表面形貌组成50-56
• 4.1.2 钻削孔评价指标56-57
• 4.1.3 钻削表面形貌57-58
• 4.2 钻削加工毛刺58-61
• 4.2.1 毛刺分类体系58-59
• 4.2.2 毛刺基本形态59
• 4.2.3 钻削毛刺形态59-61
• 4.3 钻削毛刺形成模型61-63
• 4.4 本章小结63-64
• 第五章 钻削毛刺的数值模拟与实验研究64-80
• 5.1 钻削模拟基础64-67
• 5.1.1 DEFORM软件64-65
• 5.1.2 模型建立65-66
• 5.1.3 钻削过程66-67
• 5.2 钻削毛刺形成数值模拟67-70
• 5.3 实验设备与方案设计70-71
• 5.3.1 工件材料70
• 5.3.2 实验设备70
• 5.3.3 实验方案70-71
• 5.4 毛刺测量方法71-72
• 5.5 实验结果分析72-78
• 5.5.1 实验数据72-74
• 5.5.2 切削速度v的影响74
• 5.5.3 进给量f的影响74-75
• 5.5.4 顶角 2?的影响75-76
• 5.5.5 螺旋角β的影响76-77
• 5.5.6 工件材料的影响77
• 5.5.7 底孔直径D的影响77-78
• 5.6 毛刺形成及变化78-79
• 5.7 本章小结79-80
• 第六章 钻削毛刺的主动控制技术80-86
• 6.1 影响毛刺形成的主要因素80-81
• 6.2 少无钻削毛刺的基本原则81-82
• 6.3 钻削毛刺的控制技术82-85
• 6.3.1 工件叠加钻削法82-83
• 6.3.2 钻削用量优选法83
• 6.3.3 钻头参数优化法83
• 6.3.4 工件终端部材料强化法83
• 6.3.5 钻头结构优改法83-84
• 6.3.6 阶梯钻削法84-85
• 6.4 新型钻头设计85
• 6.5 本章小结85-86
• 第七章 研究结论与展望86-88
• 7.1 总结86-87
• 7.2 展望87-88
• 参考文献88-93
• 致谢93-94
• 攻读硕士学位期间取得的相关成果94

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