BTA钻削系统力学特性研究及有限元分析
【摘要】深孔加工技术是制造业中的重要组成部分，随着我国装备制造技术的发展，深孔加工装备的需求也日益增大。而BTA深孔钻作为深孔加工的主要刀具，其复杂的几何结构使钻削过程复杂化。如果钻削参数选择不当，易导致钻削力过大、钻杆堵塞、刀齿崩刃等严重后果。与此同时，还会影响孔壁的表面质量和尺寸精度。因此，本文以BTA钻削系统为研究对象，从钻削力的角度进行了以下研究：本文首先介绍了BTA钻的结构特点及其工作原理，分析了BTA钻的受力状态，结合钻头的结构特点，并基于切削原理和微刀具理论，建立了BTA钻的钻削力数学模型。其次，利用该模型计算了钻削45号钢时的轴向力和转矩等参数，其结果与文献[3]提供的数值基本吻合，验证了数学模型的准确性。接着利用MATLAB数值计算软件进行数据处理，得到了钻削力、转矩与后角、余偏角、刀齿宽度和进给量等参数之间的关系曲线，分析并总结了参数的合理取值范围。再次，将钻杆等效为简支梁，钻杆受到弯扭组合变形，对此建立了力学模型并进行了强度校核。最后，利用有限元分析软件UGNX8.0在不同工况下分别对钻杆进行了屈曲分析，得出了钻杆的临界失稳载荷及其变化趋势。本文对BTA钻削系统钻削力的预测提供了一定的理论参考，同时对BTA钻头的结构优化设计和加工参数的选择提供了理论依据。
【作者】张利新；
【导师】沈兴全；
【作者基本信息】中北大学，机械设计及理论，2014，硕士
【关键词】深孔加工；BTA；钻削力；数学模型；屈曲变形；
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