不锈钢用高速钢麻花钻的设计和分析

为提高不锈钢材料钻孔加工效率和麻花钻使用寿命,对麻花钻螺旋槽、钻尖和顶角等关键几何参数进行针对性设计,有效克服不锈钢切削性能差且不易加工的问题;采用高性能高速钢材料制造,开发适应不锈钢材料加工的专用高速钢麻花钻。通过切削试验对比和验证的方法,分析不锈钢用高速钢麻花钻切削性能的可靠性。     

麻花钻的数学建模与后角的测量

提出了标准麻花钻内锥面刃磨法的建模方法,在分析麻花钻几何结构的基础上确定了麻花钻后刀面和钻尖后角的计算公式,并利用Matlab软件分析了其变化规律以及各刃磨参数对麻花钻后角的影响。     

麻花钻的数学建模与后角的测量

提出了标准麻花钻内锥面刃磨法的建模方法,在分析麻花钻几何结构的基础上,确定了麻花钻后刀面和钻尖后角的计算公式,并利用MATLAB软件分析了其变化规律以及各刃磨参数对麻花钻后角的影响。     

麻花钻钻尖结构对定心性能的影响

麻花钻钻尖结构是影响钻头切削性能的重要因素。为研究麻花钻钻尖结构对定心性能的影响,对钻尖刃线的三个关键参数(横刃长度、内刃角度和过渡圆弧值)进行了研究,将有限元仿真正交试验与实际切削试验相结合,结果表明:内刃角度对定心性影响最大。钻头定心性最优参数组合为:横刃长度0.36mm,内刃角度20°,过渡圆弧R0.6mm。     

面向烧伤预防的麻花钻磨制工艺研究

基于所建立的麻花钻制造过程磨削温度场的有限元分析模型,分析了磨削工艺参数和加工路径对麻花钻磨削温度场,特别是造成磨削烧伤的磨削瞬时高温的影响规律。发现在具体的工况条件下,总可以找到一组既不发生磨削烧伤,又能获得较高磨削效率的磨削参数;采用从钻尖开始磨削螺旋沟槽和从主刃端开始磨削后刀面锥面,比从柄部开始磨削沟槽和从尾根转点开始磨削锥面更能降低整个麻花钻上的瞬时最高磨削温度值,避免烧伤的发生,提高麻花钻的磨制质量和使用性能。     

麻花钻新型内锥面刃磨法数学模型及参数方程的建立

介绍了麻花钻新型内锥面刃磨法的刃磨原理,构建了相应的数学模型,建立了钻尖几何参数与刃磨参数的方程。研究了麻花钻主切削刃上任一点坐标的求解方法。为避免"翘尾"现象,基于MATLAB给出了最小尾隙角的求解方法。为进一步提高麻花钻刃磨精度和新型内锥面刃磨装置的设计奠定基础。     

麻花钻钻尖几何参数对Ti6Al4V钛合金钻削性能的影响

采用单因素试验法,利用Third Wave AdvantEdge有限元软件研究麻花钻的钻尖几何参数对钛合金钻削工艺性的影响,运用Power Law本构模型建立Ti6Al4V钛合金材料参数。验证麻花钻参数在合理的取值范围内,Carbide-General硬质合金麻花钻不同的后角、螺旋升角、横刃斜角和刃口钝圆半径对钛合金钻削性能的影响。通过钛合金钻削过程的有限元分析,为麻花钻钻削钛合金材料时的钻头几何参数合理选择提供了参考依据。     

改善锥形后面麻花钻尖后角的分布

<正> 一、引言锥形后面钻尖是最常用的钻尖磨削形状。这种钻尖后角在径向分布较好,与其他类型麻花钻尖相比,在给定圆周上后角的情况下,可使钻头横刃附近后角较大。从以前麻花钻锥形后面钻尖分析中得知,切削刃要和形成锥形钻尖后面的母线重合,这是在给定钻头正确槽形的情况下,保证切削刃成直线的一个适宜限制。在有关文献分析中指     

加工不锈钢硬质合金群钻钻尖的试验研究

针对不锈钢材料的性质,设计了一种具有新的钻尖参数的硬质合金群钻,在切削速度28.26m/min、34.54m/min和进给量0.25mm/r下钻削不锈钢。试验表明加工不锈钢时群钻钻尖可以应用在硬质合金麻花钻上,充分发挥了群钻优良的分屑、断屑能力,并改善了切削刃的磨损情况。     

标准麻花钻建模及锥面刃磨法的参数优化

利用三维软件Pro/E对标准直线主切削刃麻花钻进行建模。以逆向推导的方法形成麻花钻前刀面及螺旋槽部分。再采用锥面刃磨法刃磨出后刀面、主切削刃及横刃,改变刃磨参数得到不同的钻尖几何参数。在三维软件中通过建立适当的基面和相应的切线。就可以测得麻花钻主切削刃上不同点的后角和前角。根据测量数据绘制主切削刃上不同点前角和后角的变化曲线。讨论锥面刃磨法中半锥角δ和轴间角θ这两个刃磨参数对麻花钻后角和前角的影响。对麻花钻刃磨参数中半锥角δ和轴间角θ影响麻花钻几何角度的变化进行分析讨论。     

基于ALGORFEAS的钻头有限元模型

利用有限元软件ALGORFEAS构建出具有复杂截面几何特性的钻头三维有限元模型。与以往将钻头看作均匀等截面圆柱体而忽略了螺旋槽和头部锥面的钻头模型相比 ,该有限元模型更接近于钻头的真实形状 ,更有利于对钻削过程中钻头的动力学特性进行深入研究。     

高速小钻头温度与热应力场特性研究

基于传热学和金属切削理论,建立了某型高速钻头温度场模型.利用有限元法,模拟该钻头在典型工况的温度场分布及变化规律,研究了切削速度等参数对温度场的影响,得到了钻头在温度载荷下的应力和变形,计算结果表明,高速钻削最高温度出现在钻头尖部,沿轴向逐渐降低,对于小直径钻头心部与表面温差不显著;最高温度随着转速升高而升高,达到一定值后上升趋势逐渐变缓进而下降;刀具热变形较小,但热变形量可能会影响加工精度,应调整刀具材料或加强冷却;切削温度基本不影响其强度.     

基于ALGOR的麻花钻受力有限元分析

以UG为平台创建标准麻花钻钻头三维模型,经过模型的简化,把所建三维CAD模型转化为有限元模型。利用网格划分技术对钻头进行网格划分和单元属性定义,最后施加约束条件进行有限元分析求解。找出应力集中处,可为提高钻头的切削性能和耐用度的研究提供依据。对优化钻头结构参数、改进钻头结构具有重要意义。     

麻花钻刚度的有限元分析

钻头的刚度对于研究钻削机理和改进钻头结构具有重要意义。利用有限元分析方法，建立了麻花钻有限元力学模型，对钻头的扭转刚度、弯曲刚度和受压刚度进行了分析计算。结果表明在钻削过程中，横刃处和钻头螺旋槽根部应力最集中，最容易产生损坏，加大钻芯厚度可以大大提高钻头刚度和强度。为优化钻头结构参数，提高其切削性能和耐用度的研究提供了基础。     

麻花钻双曲面刃磨的数学模型及参数方程建立

介绍了以回转双曲面作为麻花钻后刀面的数学模型 ,研究了钻头设计参数与刃磨参数的关系。针对双曲面钻型的特点 ,提出用钻尖主刃的外缘和横刃转点处的锋角作为其设计参数值 ,并以尾隙角为补充参数 ,建立了确定双曲面刃磨参数的一组方程。     

Modeling transverse motions of a drill bit for process understanding

A model for drill bit transverse motions is proposed that identifies process conditions affecting hole quality and helps in the interpretation of drilling signal patterns produced during the hole-making process. A two-dimensional model of a drill rotating in a hole with clearance is presented. The simulation results, drilling force signal patterns, and hole geometry were found to be in close agreement. Drill rotation speed, drill stiffness, structural damping, drill hole clearance, and amplitude modulation of the forces acting on the drill appear to have a significant effect on drill bit transverse motions and on hole quality.     

凸轮配偶式电动凿岩机冲击机构仿真研究

电动凿岩机冲击机构因其受力过程比较复杂,至今尚无一套可行的计算方法。本文对新型凸轮配偶式电动凿岩机进行运动学和运动力学分析后,建立了其数学模型,编制了相应的程序,并对样机进行了仿真计算,为冲击机构的优化设计提供了必要的依据。     

钻杆螺纹的结构优化与有限元模拟

钻杆螺纹破坏的主要原因是钻杆所受的交变载荷大,产生了较大的应力集中。为缓解内螺纹小端应力集中,在钻杆（如普通钻杆、方钻杆等）上设计和使用了应力减轻槽结构,这些钻杆在使用过程中取得了良好的效果。基于螺纹牙的强度计算公式,用ANSYS软件建立了钻杆螺纹连接有限元分析模型,对有应力减轻槽的钻杆螺纹接触处进行应力分析,并和普通螺纹进行了对比,结果表明加应力减轻槽的钻杆螺纹所受应力大大减小,有益于延长钻杆的使用寿命。     

基于Hopkinson压杆试验的小钎杆动态应力特性研究

在对锥体连接钎杆和整体钎杆2种典型小钎杆的应力传播模型进行理论分析的基础上,通过Hopkinson压杆试验系统对这2种钎杆杆体中部和钎头端部进行了动态应力测试。测试结果表明:2种钎杆杆体中部应力幅值基本没有差异,但锥体连接钎杆接头处具有30%的应力波反射,而整体钎杆没有;整体钎杆钎头端部最大入射应力波幅值的平均值比锥体连接钎杆的相应均值高出23%,使得整体钎杆的凿速比锥体连接钎杆的要高,但其损坏更快,预期寿命只有锥体连接钎杆寿命的18%,故整体钎杆更适用于软岩钻孔作业,而锥体连接钎杆更适用于硬岩钻孔作业,该试验研究为技术人员如何选用钎杆提供了理论指导。     

锪窝钻的改进设计

通过复杂螺旋面钻尖设计方法导出锪窝钻钻尖内刃后角公式及内刃后角与内刃偏角的关系表达式 ,改进了锪窝钻的设计与制造。生产实践证明 ,改进后锪窝钻的切削性能及使用寿命显著提高。