基于二并联机床的螺旋面钻尖刃磨理论及实验研究

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孔加工是机械制造中最重要的加工工种之一,钻孔的工作量约占机械加工的三分之一,所以,钻削加工技术一直是机械加工领域倍受人们研究的重要课题。常用的钻头一般为锥面麻花钻,但是锥面麻花钻的定心性不好,轴向力和扭矩也比较大。为了解决这个问题,人们提出了螺旋面钻尖数学模型,螺旋面钻尖具有很好的钻削稳定性和自动定心功能,但螺旋面钻尖的高精度刃磨很难通过手工完成。为此,本课题提出基于二并联杆数控机床刃磨螺旋面钻尖的方法,实现螺旋面钻尖的自动刃磨。论文着重在以下几方面进行分析与研究:(1)首先介绍了国内外麻花钻后刀面数学模型和麻花钻刃磨的研究历史及现状,分析了四种常用的麻花钻刃磨方法。(2)通过分析二并联机床的运动特性,得出二并联机床的刃磨原理。然后根据刃磨原理,建立机床结构坐标系与钻头结构坐标系的关系,在机床坐标系下建立螺旋面钻尖的数学模型。(3)根据建立的螺旋面钻尖的数学模型,得出钻尖几何结构参数与刃磨参数的关系方程,采用数值解析法求出刃磨参数对几何结构参数的影响关系,利用MATLAB绘制出关系曲线。(4)依据各个刃磨参数对钻尖几何结构参数的影响曲线,采用回溯法对二并联机床的刃磨参数进行求解。并用Visual Basic语言编制了刃磨控制界面。(5)在二并联杆数控机床上进行刃磨实验,用求解的刃磨参数分别对标准φ6和φ10的麻花钻进行了刃磨,并分析刃磨结果。研究表明:基于二并联杆数控刃磨机床建立的螺旋面钻尖的数学模型是正确的,并且基于该数学模型求出的刃磨参数与钻尖结合结构参数的关系也是基本正确的,通过程序控制二并联机床可以实现螺旋面钻尖刃磨的自动化。
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