大长径比小深孔高速钻削BTA刀具的参数优化

为通过保证刀杆刚度以实现大长径比小深孔的高速钻削加工,文中建立了错齿内排屑深孔钻(BTA)钻头受力模型,得到钻头所受的各向分力与几何角度的关系。建立三维钻削有限元模型,采用AdvantEdge仿真软件模拟了BTA深孔钻的钻削过程,分析BTA刀具三个刀齿(边齿、中心齿和中间齿)前角、后角和余偏角对切削力和刀具温度峰值的影响,得到高速钻削大长径比小深孔最优的BTA刀具几何参数。结果表明:切削力Fz和刀具温度峰值均随边齿后角的增大而减小,边齿余偏角增大时,切削力Fz先减小后增大,在余偏角为18°时,切削力Fz最小。中心齿后角为13°时,切削力Fz和刀具温度峰值都达到最小值。切削力Fz和刀具温度峰值均随中间齿余偏角的增大而减小。该优化结果为小深孔高速钻削加工中错齿BTA刀具几何角度参数的选择提供参考。