麻花鉆前刀面曲線發(fā)生線節(jié)能優(yōu)化設計.pdf

1、實際生產制造中使用的麻花鉆大多數是直線刃、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)生線產生鉆頭螺旋前刀面，完成給定結構參數鉆頭的節(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學模型及其結構角度與刃磨參數的關系模型，優(yōu)化求解二次曲面后刀面麻花鉆的刃磨參數。提出基于平面表像法與多關節(jié)聯(lián)動的刀具刃磨位姿調整方法，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”，結合單元刀具三維切削力經驗公式，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構參數，建立最小功率與結構參數的模型，指導鉆頭結構參數的選擇。
　　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。根據錐面后刀面鉆頭最小功率與結構參數的關系模型，在合適范圍內選擇最節(jié)能錐面后刀面鉆頭的結構參數，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