GH4169深孔结构的BTA扩孔钻钻削试验与仿真研究

为解决镍基高温合金GH4169深孔结构扩孔加工时刀具磨损严重、切削负载大、钻削温度等问题,开展深孔钻削试验和钻削仿真研究,研究扩孔钻刀片的磨损机理及刀片前角、后角和刀尖圆弧半径对钻削力和钻削温度的影响规律。结果表明:深孔钻削GH4169时BTA单齿扩孔钻刀具表现为前刀面磨粒磨损和涂层脱落,后刀面磨损量小且沟痕较轻微,主切削刃存在明显边界磨损,圆弧刃发生刃口破损失效。在所研究范围内,轴向力和扭矩改变对趋势影响不大,但稳定钻削时波动幅度会随前角的减小或后角的增加而减小,刀尖圆弧半径接近进给量时波动幅度最小。刀尖处最高温度均随前角、后角和刀尖圆弧半径的增加而升高,后角对温度的影响最明显;刀尖圆弧半径对温度场分布的影响最大,随其增加会使刀尖温度较高温度区域扩大,加快热量传递速率。前角在0°~2°、后角在10°~12°内增加,刀尖圆弧半径为0.5 mm时,刀具稳定钻削时波动幅度较小,有利于降低钻削力和钻削温度,提高刃口强度。

基于神经网络的BTA刀具磨损量预测

用单齿BTA刀具进行深孔钻削时,刀具磨损通常以刀齿后刀面磨损为主。本文提出一种基于人工神经网络的后刀面磨损值预测方法,采用试验设计的方法进行BTA钻削试验,通过万能工具显微镜来测量刀齿后刀面的磨损值,得到训练样本。通过有限的训练样本建立关于切削速度、进给量和轴向力的刀齿后刀面磨损量的预测模型,然后运用MATLAB进行仿真与计算。试验和仿真结果表明,该模型能有效预测刀齿后刀面磨损值,为减少刀具磨损提供了依据。

内排屑深孔钻刀片材料的合理选择

根据不同被加工材料性能和特点,分析了深孔钻削刀具刀片材料的选择原则,并通过几 种典型材料的深孔钻削试验,证明内排屑深孔钻刀片材料选择的重要性。