麻花鉆前刀面曲線發(fā)生線節(jié)能優(yōu)化設計.pdf

1、實際生產(chǎn)制造中使用的麻花鉆大多數(shù)是直線刃、直線發(fā)生線前刀面，這類麻花鉆的切削角度分布不合理，切削力大，影響鉆頭切削性能，存在著較大的改進空間。為提高麻花鉆的切削性能，減少切削能耗，傳統(tǒng)的優(yōu)化研究集中于鉆頭后刀面的刃磨，如群鉆；對于前刀面螺旋溝槽的發(fā)生線的改進研究較少。本文以降低鉆削能耗為目標，在鉆頭后刀面上尋找最節(jié)能刃形，以此刃形為發(fā)生線產(chǎn)生鉆頭螺旋前刀面，完成給定結(jié)構(gòu)參數(shù)鉆頭的節(jié)能優(yōu)化設計。主要研究工作如下：
　　應用“平面表像

2、法”建立任意刃形麻花鉆的工作角度計算模型，建立二次曲面后刀面麻花鉆數(shù)學模型及其結(jié)構(gòu)角度與刃磨參數(shù)的關(guān)系模型，優(yōu)化求解二次曲面后刀面麻花鉆的刃磨參數(shù)。提出基于平面表像法與多關(guān)節(jié)聯(lián)動的刀具刃磨位姿調(diào)整方法，刃磨出盡量涵蓋鉆頭沿刃線的不同切削角度組合的車刀，進行單元刀具切削試驗。應用“單元刀具線性綜合法”，結(jié)合單元刀具三維切削力經(jīng)驗公式，建立計算任意刃形麻花鉆鉆削力的泛函模型。改進dijkstra算法，應用于錐面后刀面、平面后刀面兩種麻花鉆刃

3、形節(jié)能優(yōu)化設計，在麻花鉆后刀面上優(yōu)化得到最節(jié)能刃形路徑。改變錐面后刀面麻花鉆結(jié)構(gòu)參數(shù)，建立最小功率與結(jié)構(gòu)參數(shù)的模型，指導鉆頭結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇。
　　優(yōu)化的四個鉆頭相比優(yōu)化前其平均節(jié)能分別為12.153％，10.565％，12.068％，8.605％，節(jié)能效果明顯。根據(jù)錐面后刀面鉆頭最小功率與結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系模型，在合適范圍內(nèi)選擇最節(jié)能錐面后刀面鉆頭的結(jié)構(gòu)參數(shù)，優(yōu)化求解得到最小功率為777.622W，此時節(jié)能達21.32％，并對優(yōu)化得到