考虑铲钻刀具倒棱刃口几何参数的钻削力理论模型

摘要

为铲钻倒棱刃口的设计、开发和应用提供参考,建立考虑倒棱刃口几何参数的铲钻钻削力模型。基于正交切削理论,引入材料因刃口挤压产生形变的几何系数,建立倒棱刃口铲钻相对于主切削刃方向的切向力和法向力模型,根据铲钻切削刃的实际加工计算出铲钻的轴向力和扭矩。考虑分屑槽对铲钻钻削力的影响,使用变形系数代替剪切角和摩擦系数。采用有限元模拟铲钻钻削过程,进行铲钻的钻削力测试实验,得到铲钻的轴向力、扭矩,并将倒棱刃口铲钻的钻削力与锋利刃口的钻削力进行对比。研究结果表明:建立的钻削力理论公式适用于计算倒棱刃口铲钻轴向力和扭矩的计算,得到了倒棱刃口宽度和角度对铲钻钻削力的影响规律;设计铲钻刀具倒棱刃口时,铲钻刃口的倒棱宽度选择0.1 mm,倒棱角度选择10°或30°可以获得较低的钻削力。