航空喷嘴9Cr18Mo小孔钻削刀具结构与工艺参数优化

摘要

针对9Cr18Mo马氏体不锈钢航空喷嘴小孔的钻削加工,基于DEFORM-3D有限元软件,开展硬质合金钻头几何结构和加工工艺参数优化仿真与试验研究。基于钻削刀具的螺旋槽和后刀面数学模型,采用UG三维建模软件建立钻头三维模型,利用DEFORM-3D软件建立钻削有限元仿真分析模型,综合分析不同刀具几何结构和工艺参数对排屑、钻削力和钻削温度等钻削加工性能的影响规律,获得最佳的刀具几何结构和加工工艺参数,并通过试验对钻削工艺参数仿真结果进行验证。结果表明,刀具结构参数对轴向力影响的显著程度为芯径比>螺旋角>锋角,对扭矩影响的显著程度为芯径比>锋角>螺旋角;随着主轴转速的增加,切屑形态无明显变化,轴向力逐渐降低,而扭矩增大,钻削温度明显升高;随着进给量的降低,切屑变形程度增加,钻削温度、轴向力和扭矩均明显降低,且试验工艺参数最优结果与仿真结果具有较好的一致性。