麻花钻后刀面线切割成形方法及试验研究

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1、分类号：ＴＧ６６１＿单位代码：１０７２０密级：一公开２０１０…学号：１５０８０１ＳｈａａｎｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ硕士学位论文麻花钻后刀面线切割成形方法及试验研究ＦｏｒｍｉｎｇＭｅｔｈｏｄａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＷｉｒｅＣｕｔｔｉｎｏｆＴｗｉｓｔＤｒｉｌｌＦｌａｎｋＳｕｒｆａｃｅｇ…论文作者：王磐指导教师、职称：白海清教授学科、专业名称：工科、机械制造及其自动化研究方向：机械装备的设计与制

2、造研究二〇一八年六月分类号：TG661单位代码：10720密级：公开学号：1508020101硕士学位论文麻花钻后刀面线切割成形方法及试验研究FormingMethodandExperimentResearchofWireCuttingofTwistDrillFlankSurface论文作者：王磐指导教师、职称：白海清教授学科、专业名称：工科、机械制造及其自动化研究方向：机械装备的设计与制造研究二〇一八年六月摘要麻花钻在钻削加工后，钻头会出现磨损，需要重新修磨才能够继续使用。目前的刃磨方式多为

3、砂轮刃磨，砂轮刃磨法中存在着成形装置结构复杂、高硬度材料难加工等问题。就此本课题引入一种新的成形方法，即麻花钻后刀面线切割成形方法，并结合电火花线切割机床进行了试验研究，验证了此成形方法的可行性。同时，还对试验数据进行了分析处理和优化选取，以获得合理的加工工艺电参数。本课题研究的主要内容有：（1）分析了麻花钻的基本组成、结构参数及几何角度，研究了锥面法、平面法、普通螺旋面法、变导程螺旋面法、螺旋锥面法以及圆柱面法等几种常见的麻花钻后刀面成形方法，并分析了各自的成形原理；在上述成形方法的基础上，研究了线

4、切割成形法的成形原理，建立了其数学模型，确定了钻头前角和横刃斜角的数学方程，并对麻花钻结构进行了参数化建模。（2）研究了线切割技术的加工原理、锥度加工功能及试验的工艺参数和评价指标；搭建了试验平台，设计并研制出了专用于本课题试验的锥度成形装置，制定了试验方案并分别讨论了单因素实验法、正交实验法以及灰色关联分析法等几种数据处理方法；规划了试验的走丝轨迹并设置了机床参数。（3）利用单因素实验法进行成形试验，分析了四个工艺参数（脉冲宽度、脉冲间隙、峰值电流和预置进给速度）对材料去除率和表面粗糙度两个评价指标

5、的影响，绘制影响趋势图；设计正交表，确定实验因素及水平并制定正交试验方案，结合正交试验设计及极差分析确定了四个电参数对两个评价指标影响的先后顺序。实验表明，材料去除率的先后顺序为：预置进给速度D>脉冲宽度A>脉冲间隙B>峰值电流C；表面粗糙度的先后顺序为：预置进给速度D>脉冲宽度A>脉冲间隙B>峰值电流C。（4）利用灰色关联分析法和量纲归一化处理优化试验结果，获得最优工艺参数组合，优化结果表明：最优参数组合为A4B3C1D4，即脉冲宽度A为20μs，脉冲间隙B为9μs，峰值电流C为1个，预置进给速度D

6、为60Hz。通过本课题的研究，得到了一种麻花钻后刀面线切割成形的新方法，并通过成形试验获得了影响麻花钻后刀面线切割成形的相关电参数。另外，从试验所得的麻花钻后刀i面的几何参数的测量结果可以看出，麻花钻的外缘后角和横刃斜角在理论值允许的误差范围内，再一次验证了线切割成形方法的可行性，为后续研究提供了一定的理论和实践基础。关键词：麻花钻；电火花线切割；电参数；正交试验设计；灰色关联分析iiAbstractAfterbeingdrilled,thereexistsawearandtearofthedrill

7、ingbit,soitneedstoberegrindingtobeabletocontinuetouse.Atpresent,thegrindingwheelsharpeningisamorecommonlymethodinsharpening.However,therearemanyproblemsinthegrindingwheelsharpeningmethod,suchascomplexformingdevicestructure,hardworkingofhighhardnessmater

8、ial.Inthisregard,thispaperintroducesanewformingmethod,thatis,linecuttingmethodforcuttingedgeoftwistdrill.Then,takingaselectricsparklinecuttingmachinetoolasanobject,anexperimentalinvestigationismade,anditsfeasibilityisverified.Fur