Ti6Al4V钛合金枪钻小直径深孔钻削工艺改进研究.pdf

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1、分类号密级Ti6Al4V钛合金枪钻小直径深孔钻削工艺改进研究研究生姓名：武鹏指导教师姓名、职称：张柱银教授许宁教授学科专业：机械制造及其自动化研究方向：精密与特种加工技术湖南工业大学二〇一八年六月八日分类号密级Ti6Al4V钛合金枪钻小直径深孔钻削工艺改进研究StudyontheImprovementofTi6Al4VTitaniumAlloyGunDrillingTechnologyforSmallDiameterDeepHoleDrilling研究生姓名：武鹏指导教师姓名、职称：张柱银教授许宁教授学科专业：机械制造及其自动化研究方向

2、：高精加工技术论文答辩日期答辩委员会主席湖南工业大学二〇一八年六月八日湖南工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期：湖南工业大学论文版权使用授权书本人了解湖南工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文

3、的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其他手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名：导师签名：日期：摘要针对深孔加工中普遍存在的加工效率低、加工质量差、排屑困难且刀具磨损严重等突出问题，本文以难加工材料Ti6Al4V钛合金为研究对象，采用枪钻作为加工刀具，对Ti6Al4V钛合金深孔钻削进行了研究。建立了枪钻钻削力学模型，研究了切削参数和刀具几何参数两大主要因素对于孔加工质量的影响，并对刀具的磨损与失效形式做了分析。主要工作如下：1.基于微元积分思想，以Ti6Al4V钛合金为研究材料，建立了包含切削参数、

4、刀具几何参数以及材料力学性能的枪钻钻削模型。一方面，在现有模型的基础上，通过变参数试验修正了模型系数，扩大了切削刃的积分区域，将钻沟底偏心距考虑在切削刃的积分区域内，同时通过理论分析和切削试验对转矩的计算进行了合理的简化。另一方面，采用Φ17mm和Φ8mm两种直径的枪钻对钻削模型进行了验证分析。2.以Ti6Al4V钛合金材料为工件材料，开展了Φ17mm和Φ8mm两种典型孔径的枪钻深孔钻削试验，通过变参数试验分析了进给量和切削速度对于切削轴向力、切屑、表面粗糙度以及孔径偏差的影响，给出了两种孔径的最优切削参数。对于切屑的分析，考虑到评价结

5、果的准确性以及数据的可测量性，提出采用切屑压缩率(CCR)作为衡量切屑变形的指标，并分析了切削参数对于切屑变形的影响。3.以Φ15.1mm枪钻为例，研究了Ti6Al4V钛合金材料深孔钻削过程中刀具的磨损与失效形式，绘制了刀具磨损曲线，分析了刀具磨损对于切削力、切屑、表面粗糙度及孔径偏差等因素的影响，并基于此提出将外刃第一后刀面最大磨损量作为枪钻重磨的重要参考依据。4.基于对枪钻钻削模型以及刀具磨损的研究，以Φ17mm枪钻为例，选取枪钻外刃锋角作为单因素变量，研究刀具几何参数变化对于切削力、切屑、表面粗糙度及孔径偏差等因素的影响，并给出了

6、枪钻钻削Ti6Al4V钛合金材料外刃锋角的最优值。关键词：深孔钻削，钻削模型，切削参数，刀具磨损，刀具角度IABSTRACTInthispaper,aimedatthecommonproblemsindeepholedrillingsuchaslowprocessingefficiency,poorprocessingquality,difficultyofchipremovalandserioustoolwear,thehardworkingmaterialofTi6Al4Vtitaniumalloywasstudiedbyusing

7、gundrillascuttingtool.Themechanicalmodelofgundrillingwasestablished.Theinfluenceoftwomainfactors,cuttingparametersandgeometricparameters,onholemachiningqualitywasstudied,andthewearandfailuremodesofthetoolwereanalyzed.Themaintasksareasfollows:1.Basedontheideaofdifferentia

8、lelementintegration,agundrillingmodelincludingcuttingparameters,toolgeometryparametersandmechanicalprop