可换头钻头自锁结构设计与强度分析

发布时间：2023-02-15 14:32

　　在金属切削加工中,钻孔仍然是使用最广泛的孔加工方式,并且钻削加工中使用较频繁的刀具仍是麻花钻,但传统麻花钻存在磨损后换刀需要重新定位、切削刃修磨费时费力、材料成本高等缺点。可换头钻头分为刀头和刀杆,其刀头使用切削性能好的硬质合金制造,而刀杆使用力学性能稍差、加工便宜的普通合金钢制造。可换头钻头的刀头和刀杆是通过自锁的方式进行连接,能实现刀头的快速夹紧和定位,而且同一个刀杆可以安装多个不同尺寸的刀头,在刀头发生失效后可以只更换刀头,节约钻头的材料成本。同时可换头钻头采用内冷却方式,在钻头的内部制造了内冷却孔,大大提高了钻头的散热和排屑性能。企业现在生产的可换头钻头虽然有许多优点,但是也存在一些问题,例如切削力发生突变、钻头折断、退刀时刀头发生脱落等,其中退刀时刀头发生脱落不仅影响孔的表面质量,还大大降低了生产效率,因此有必要设计一种可靠的结构,保证刀头在退刀过程中不会脱落。本文先分析了企业现有可换头钻头连接结构存在的问题,再借鉴国外新型可换头钻头防止刀头脱落结构的特点,设计出通过燕尾槽结构防止刀头脱落的可换头钻头。由于可换头钻头连接处结构发生了改变,所以设计出两种自锁结构的可换头钻头,因...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 可换头钻头研究现状
        1.2.1 肯纳金属公司的可换头钻头
        1.2.2 伊斯卡公司的可换头钻头
        1.2.3 山特维克可乐满公司的可换头钻头
        1.2.4 泰珂洛超硬工具有限公司的可换头钻头
        1.2.5 合作企业上一代可换头钻头
    1.3 钻头的仿真研究现状
    1.4 课题研究的目的和意义
    1.5 课题研究的主要内容
    1.6 本章小结
2 切屑理论、强度理论及振动理论
    2.1 钻头切屑理论
        2.1.1 切削变形
        2.1.2 钻头受力分析
    2.2 强度理论
        2.2.1 杆件在轴向载荷作用下的力学分析
        2.2.2 杆件在扭矩作用下的力学分析
    2.3 振动理论
        2.3.1 防止和消除振动的方法
        2.3.2 钻削加工过程中的自激振动
    2.4 本章小结
3 可换头钻头自锁结构设计
    3.1 设计基本要求
    3.2 过盈自锁式可换头钻头设计
    3.3 有限元软件选用
    3.4 AdvantEdge软件仿真
    3.5 ANSYS软件仿真
        3.5.1 ANSYS静力学分析基础
        3.5.2 过盈自锁式可换头钻头静力分析
    3.6 可换头钻头切削加工验证
    3.7 过盈自锁式结构扭断原因分析
    3.8 偏心自锁式可换头钻头设计
        3.8.1 偏心夹紧机构简介
        3.8.2 可换头钻头偏心夹紧结构设计
        3.8.3 偏心自锁式可换头钻头静力学分析
    3.9 本章小结
4 自锁结构优化
    4.1 实验方案设计
    4.2 仿真结果数据分析
    4.3 优化后结构应力分析
    4.4 本章小结
5 可换头钻头的屈曲分析和动力学特性分析
    5.1 可换头钻头屈曲分析
    5.2 可换头钻头动力学特性分析
        5.2.1 ANSYS软件模态分析
        5.2.2 ANSYS软件谐响应分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3743368