肖思来 周志雄 孙振梅 左小陈 汤爱民 周秦源

1.湖南大学,长沙,410082 2.株洲钻石切削刀具股份有限公司,株洲,412000

0 引言

硬质合金刀具虽然具有很好的切削性能,但材质比较脆,其锋利的刃口在刃磨和使用过程中容易崩刃。一般来说,经砂轮刃磨后的硬质合金刀具刃口都会或多或少出现微小崩刃,其微崩量约为0.005～0.1mm,严重者甚至超过0.2mm[1]。崩刃后刀具的切削质量和切削效率均有所降低,使用寿命有所缩短,所以,需要解决硬质合金刀具?刃口崩刃的问题,以提高其切削性能并延长使用寿命。刀具刃口的强化设计是解决崩刃问题的有效措施之一,诸多著名刀具厂商对此都高度重视,因而使刀具刃口的强化设计成为刀具设计领域的研究热点之一。刀具刃口强化设计主要有钝圆和倒棱两种设计方法[2]。

本文建立了麻花钻三维有限元模型,动态模拟麻花钻钻孔的加工过程,对比分析两种刃口强化方法在减小刀具轴向力、扭矩等方面的优劣,并对刃口负倒棱强化设计麻花钻进行了试验研究。

1 钻削过程的有限元分析

钻削过程中,钻头参与切削的部分主要是横刃和主切削刃。入钻时,横刃与被钻孔工件表面接触,然后主切削刃参与切削;随着钻削深度的增加,主切削刃逐渐切入工件,钻头受的轴向力和扭矩逐渐增大;最后横刃与主切削刃全部参与切削,钻削力保持在某一稳定值,此时钻头处于稳定受力状态[3]。钻削力主要来自钻头的主切削刃、横刃和副切削刃。……