内冷麻花钻的钻削仿真与实验研究

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1、分类号：U271.91学校代号：10150UDC：密级：公开学号：20142158硕士学位论文内冷麻花钻的钻削仿真与实验研究StudyonDrillingSimulationandExperimentofInternalCooledDrill学生姓名：马超导师及职称：许立教授学科门类：工学专业名称：机械工程专业研究方向：数字化制造理论及实用技术申请学位级别：硕士论文答辩日期：2017年6月18日学位授予单位：大连交通大学大连交通大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作。尽我所知及取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢及参考文献的地方

2、外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成栗－也不包含为荻得大连交通大学或其他教育机构的学位或证书而？－过的材料一更。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料若有不一实之处，由本人承担切相关责任。学位论文作者签名：Ｊ迻曰期：年厂月＞曰／大连交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解大连交通大学有关保护知识产权及保穹、：使用学位论文的规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的产权单位属大连交通大学，本人保证毕业离校后，发表或使用ｒ夂文工

3、作成杲时署名单位仍然为大连交通大学。学校有权保留并向茵家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档，允许论文被查闺和借阅。本人授权大连交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编《中国博士学位论文全文数据库》、《中国、字校有关数据库和收录到—考碩士学位论文全文数据库》进行信息服务，也可以采用影印、缩二瓦扫描等复制手段保存或汇编本学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）＝文作者签名：圣夫是导师签名：三年（月＞曰曰期：＞＾７年〈月ｙ曰摘要摘要内冷式麻花钻加工效率高，加工孔壁质量好，加工普通深孔可以一次成孔无需退刀，不仅可以省去大量繁琐的

4、加工工艺，而且可以保证加工精度，所以在普通深孔钻削工艺中受到广泛的亲赖。对于内冷麻花钻的研究西方发达国家起步比较早，并且取得了很好的研究成果。国内对于双螺旋内冷式麻花钻的研究则处于起步阶段，绝大部分刀具厂商生产的麻花钻仍为外冷式结构，对于内冷麻花钻的切削性能和机理研究很少。钻削过程是一种复杂的材料去除过程，且处于半封闭的环境中，钻削过程具有不可预见性，而通过有限元仿真可以减少和弥补实验的不足，所以本文通过内冷麻花钻的有限元仿真和钻削实验，对不同切削参数下内冷麻花钻的切削性能进行综合的研究分析。利用ABAQUS中的Johnson-Cook剪切失效准则作为本次仿真的分离准则，通过定义薄膜换

5、热系数对内冷条件下的强制对流换热进行仿真。确定了摩擦热传导的刀-屑分配因子和内冷条件下的对流换热系数，并且对待加工切削层的热传导进行了有限元分析，得到了仿真过程中内冷条件对待加工切削层温度的影响。应用ABAQUS有限元仿真软件对内冷麻花钻在不同切削用量下进行了有限元仿真，得到了钻削过程中切削力和切削温度等一些数据，并对数据进行了分析整理，得出了不同切削用量下的轴向力、扭矩和温度的变化趋势，对扭矩在最大切削用量的条件下随钻孔深度不断增加钻削扭矩越来越不稳定的现象进行了分析，由于钻削过程中钻削温度受到切削速度的影响比较大，所以利用离散单元（ETC)的方法对不同转速下切削刃上的温度分布规律进

6、行了研究分析。依据仿真模拟的切削用量，通过实验的方法，进行了钻削力和扭矩的测量，将它与仿真值进行对比，验证了钻削动态仿真模拟的可行性。并且利用有限元分析得出的温度在切削刃上的分布规律对刀具的崩刃磨损现象进行了分析和讨论，提出了对切削刃的改进方案。关键词：有限元；切削用量；钻削IAbstractAbstractInternalcooleddrillmachiningnormallydeepholewithoutretracthashighprocessingefficiencyandgoodprocessingqualityofholewall.Inthisway,wecansaveso

7、mecomplicatedprocessingtechnic,andensurethemachiningaccuracy,soitissowidelypopularinmachiningnormallydeephole.Thewesternindustrializedcountriesdomuchresearchontheinternalcooleddrillearlier,andhavegoodsuccess.Wedolittleresear