基于二并联机床的渐开螺旋面钻尖刃磨技术的研究

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孔加工技术是最常用的材料切除方法之一,其中锥面麻花钻在实际应用中最普遍,但是这种钻头具有很多缺点,比如:定心不好、轴向力和扭矩比较大等,而螺旋面钻尖恰恰能改善以上不足。针对以上情况,东北大学研制了SD-1型,SD-2型手动螺旋面钻尖刃磨机,二并联钻尖刃磨机床以及三并联钻尖刃磨机床。本文在二并联刃磨机床的基础上研究了渐开螺旋面钻尖的数学模型及其刃磨技术。本论文主要在以下几方面进行了研究:(1)对二并联机床动平台的运动轨迹进行了详细分析,随后根据适合刃磨渐开螺旋面的条件,找出相应的运动轨迹。(2)根据实际中砂轮的位置选择出适合刃磨渐开螺旋面钻尖的运动轨迹,即两个滑块同时相向运动,且具有一定的速度差。随后在钻尖坐标系下建立了渐开螺旋面钻尖后刀面(钻尖外部后刀面与钻芯部位后刀面)的参数方程,最后根据前刀面的数学方程,推导出主切削刃与横刃的数学模型。(3)根据推导的数学模型,对钻尖的半顶角、横刃斜角、外缘转点处的结构圆周后角以及横刃前角进行分析,并建立钻尖结构参数与刃磨参数的关系方程。(4)在Pro/E中建立渐开螺旋面钻尖模型,将模型转化为.stl类型,导入有限元分析软件DEFORM-3D中,分析其在钻削过程中所受到的受力,温度等情况,并与普通麻花钻进行对比分析。(5)由钻尖结构参数与刃磨参数之间的关系方程,可以求出相应的刃磨参数,并在二并联数控机床上进行刃磨试验,确定机床的最佳刃磨位置,根据给出的不同刃磨参数刃磨出合理参数的麻花钻。研究表明:二并联机床可以刃磨出所需的渐开螺旋面钻尖,从而验证了重新推导的数学模型的正确性。另外通过仿真与钻削实验可知:渐开螺旋面钻尖具有定心好,切入稳定,钻削轴向力小,排屑能力好,钻孔质量较好等特点。
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