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技術(shù)文章
鉆削力建模的發(fā)展對新型鉆頭和鉆削工藝的促進(jìn)
閱讀：1724 發(fā)布時間：2013-3-18
JC35導(dǎo)讀：對于鉆削力建模的研究是隨著人們對各種新型鉆頭和鉆削工藝的開發(fā)而不斷深入的。WuSM等人在建立群鉆切削力模型方面做了大量工作。其中，LeeSW（1986年）和FuhKH（1987年）以工作切削角度為準(zhǔn)，對主切削刃使用斜角切削模型，對第二切削刃使用直角切削模型，建立了群鉆的切削力模型；HuangHT（1992年）等人提出了一個用普通麻花鉆的力學(xué)模型預(yù)報群鉆軸向力和扭矩的方法。
ArmaregoEJA和ZhaoH（1996年）建立了薄鉆芯標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆、薄鉆芯多溝槽鉆和圓弧中心刃麻花鉆切削力預(yù)報模型。BhatnagarN（2004年）等人研究了用4種不同的鉆尖鉆削各向異性纖維補強(qiáng)復(fù)合材料時工件的非預(yù)期損壞，建立了鉆削軸向力和扭矩的模型。
SahuSK（2004年）等人提出了帶斷屑槽錐面麻花鉆的切削力預(yù)報模型，該模型用具有四種不同斷屑槽的鉆頭進(jìn)行標(biāo)定，可適用于具有任意斷屑槽形狀的鉆頭。ElhachimiM（1999年）綜合應(yīng)用直角和斜角切削模型建立了高速切削鉆頭的切削力模型，在轉(zhuǎn)速為4000r/min～18000r/min、進(jìn)給量為0.12mm/r～0.36mm/r時，實驗結(jié)果與模型預(yù)報值一致。WangLP（1998年）等人提出通過對組成主刃和橫刃的單元刀具的振動分析得到整個鉆頭的動態(tài)力學(xué)特性，并據(jù)此建立了振動鉆削過程中動態(tài)軸向力和扭矩的預(yù)報模型。
隨著研究的不斷深入，研究人員發(fā)現(xiàn)，由于結(jié)構(gòu)的差異，過去已經(jīng)建立的力學(xué)模型不能適用于新的鉆型。為此，StepensonDA（1992年）采用一個用大量車削實驗標(biāo)定的單元刀具斜角切削力模型，建立了用任意刃形硬質(zhì)合金或鑲嵌硬質(zhì)合金鉆頭鉆削灰鑄鐵時的主刃扭矩、軸向力和徑向力預(yù)報模型。LinGC（1982年）和WatsonAR（1985年）指出，對鉆削扭矩和軸向力的低估是由于排屑干涉，這一發(fā)現(xiàn)zui終導(dǎo)致了單元刀具非線性綜合法的產(chǎn)生，也使用分析方法建立復(fù)雜刃形鉆頭的切削力模型成為可能。WangJL（1994年）研究了切削過程中的排屑干涉，應(yīng)用單元刀具非線性綜合法，建立了基于經(jīng)驗性單元刀具斜角切削力模型的任意刃形鉆頭的切削力模型。
除了鉆頭的基本幾何形狀以外，鉆削過程中的許多因素都會對鉆削力產(chǎn)生影響。1996年，ChandrasekharanV等人考慮了鉆頭的制造和刃磨誤差如兩主刃的等高性、半徑誤差、軸向偏斜等的影響，建立了錐面鉆頭完整的三維切削力模型，隨后又將其拓展到預(yù)報任意形狀鉆尖鉆頭（如群鉆）的切削力。SriramR在考慮了鉆頭刃磨和安裝誤差對鉆削力影響的條件下，建立了預(yù)報鉆削徑向力的模型。2001年，GongYP和EhmannK建立了一個綜合考慮到鉆頭幾何特性、刃磨和安裝誤差以及鉆頭偏斜對主刃和橫刃動態(tài)切削厚度和切削面積影響的微孔鉆頭軸向力、扭矩和徑向力模型。
ArmaregoEJA和ZhaoH（1996年）建立了薄鉆芯標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆、薄鉆芯多溝槽鉆和圓弧中心刃麻花鉆切削力預(yù)報模型。BhatnagarN（2004年）等人研究了用4種不同的鉆尖鉆削各向異性纖維補強(qiáng)復(fù)合材料時工件的非預(yù)期損壞，建立了鉆削軸向力和扭矩的模型。
SahuSK（2004年）等人提出了帶斷屑槽錐面麻花鉆的切削力預(yù)報模型，該模型用具有四種不同斷屑槽的鉆頭進(jìn)行標(biāo)定，可適用于具有任意斷屑槽形狀的鉆頭。ElhachimiM（1999年）綜合應(yīng)用直角和斜角切削模型建立了高速切削鉆頭的切削力模型，在轉(zhuǎn)速為4000r/min～18000r/min、進(jìn)給量為0.12mm/r～0.36mm/r時，實驗結(jié)果與模型預(yù)報值一致。WangLP（1998年）等人提出通過對組成主刃和橫刃的單元刀具的振動分析得到整個鉆頭的動態(tài)力學(xué)特性，并據(jù)此建立了振動鉆削過程中動態(tài)軸向力和扭矩的預(yù)報模型。
隨著研究的不斷深入，研究人員發(fā)現(xiàn)，由于結(jié)構(gòu)的差異，過去已經(jīng)建立的力學(xué)模型不能適用于新的鉆型。為此，StepensonDA（1992年）采用一個用大量車削實驗標(biāo)定的單元刀具斜角切削力模型，建立了用任意刃形硬質(zhì)合金或鑲嵌硬質(zhì)合金鉆頭鉆削灰鑄鐵時的主刃扭矩、軸向力和徑向力預(yù)報模型。LinGC（1982年）和WatsonAR（1985年）指出，對鉆削扭矩和軸向力的低估是由于排屑干涉，這一發(fā)現(xiàn)zui終導(dǎo)致了單元刀具非線性綜合法的產(chǎn)生，也使用分析方法建立復(fù)雜刃形鉆頭的切削力模型成為可能。WangJL（1994年）研究了切削過程中的排屑干涉，應(yīng)用單元刀具非線性綜合法，建立了基于經(jīng)驗性單元刀具斜角切削力模型的任意刃形鉆頭的切削力模型。
除了鉆頭的基本幾何形狀以外，鉆削過程中的許多因素都會對鉆削力產(chǎn)生影響。1996年，ChandrasekharanV等人考慮了鉆頭的制造和刃磨誤差如兩主刃的等高性、半徑誤差、軸向偏斜等的影響，建立了錐面鉆頭完整的三維切削力模型，隨后又將其拓展到預(yù)報任意形狀鉆尖鉆頭（如群鉆）的切削力。SriramR在考慮了鉆頭刃磨和安裝誤差對鉆削力影響的條件下，建立了預(yù)報鉆削徑向力的模型。2001年，GongYP和EhmannK建立了一個綜合考慮到鉆頭幾何特性、刃磨和安裝誤差以及鉆頭偏斜對主刃和橫刃動態(tài)切削厚度和切削面積影響的微孔鉆頭軸向力、扭矩和徑向力模型。