山西中北大学机械与动力工程学院　曹卫卫　沈兴全　倪雪婷　张继明

BTA单齿深孔钻具静力学分析

山西中北大学机械与动力工程学院曹卫卫沈兴全倪雪婷张继明

本文分析了BTA钻具的力学特性，通过UG建立了单齿深孔钻实体模型。利用ANSYS对BTA深孔钻进行了静力学分析，并对45钢棒料进行钻削实验，得出刀具磨损位置，为进一步研究刀具的磨损理论奠定理论基础。

单齿BTA；钻削；磨损；静力学分析

1引言

BTA深孔钻是一种加工细长孔的钻具，在金属切削加工中，孔的加工占有很大一部分，深孔加工是指钻孔的深度和直径之比大于5的加工方法［1］。

有限元仿真利用数学近似法对真实物理系统做出模拟。它和真实实验相比，成本低、易操作、效率高［2］。所以，深孔钻削的有限元分析对其加工原理是一种很有效的研究方法。

本文以BTA单齿钻为基础建立三维实体模型［3］，利用ANSYS对钻头进行静力学仿真，得出单齿BTA钻的变形图和应力、应变云图，推断其磨损情况，结合实验观察其实际磨损情况，并将有限元仿真数据和实验数据进行对比研究。

为了研究单齿BTA钻具力学特性及磨损情况，建立单齿BTA深孔钻的三维实体模型，其切削部分由一个硬质合金刀片焊接在刀体上，它的切削刃在切削时可以布满整个孔径，下面的断屑台起到断屑的作用，采用两个导向条可以起到增大切削过程的稳定性的作用［4］。

2 BTA钻静力学分析

2.1对BTA钻具进行ANSYS仿真

对φ30.05的BTA钻具进行ANSYS仿真。图1为BTA钻的变形图。

图1　BTA钻的变形图