阶梯钻钻削AISI4340的轴向力和刀具温度研究

刘雪勇， 王明红

(上海工程技术大学 机械与汽车工程学院， 上海 201620)

随着航空、航天、汽车、化工等工业的快速发展，高强度钢因具有高强度(RM>1 200 MPa)和高硬度(30～50 HRC)以及良好的综合力学性能而得到了广泛的应用[1]。但是高强度钢在加工过程中存在单位切削力大、局部切削温度高、断屑不畅等问题使得高强度钢的加工效率较低、加工成本较高[2-3]。关于如何提高高强度钢的制孔质量和加工效率，降低加工成本，国内外学者作了很多研究。

刀具优化方面：陈连银[4]通过将钻头刃带由1条增加为2条，设计出一种加工高强度钢用的四棱钻头，结果表明四棱钻头的切削更加平稳、零件孔壁的光洁度更高、钻头寿命更长；Pang Siqin等[5]在吸收普通群钻钻型经验的基础上，改变内外刃结构形式和参数，设计出一种用于钻削高强度钢的整体硬质合金群钻钻型，通过研究发现优化后的钻削力降低10%～20%，钻削效率(单位时间钻孔数)提高2～3倍，加工精度和表面质量提高约1级，钻削性能优良；于凤云等[6]针对钻削高强度钢EH360的刀具材料进行了优选分析，研究发现在加工高强度钢 EH360时,首选的刀具材料为W6Mo5Cr4V2Al，其次是YG8，再次是W18Cr4V；付雷杰等[7]针对钻削高强度钢20CrNiMo所用麻花钻的几何参数进行了研究，结果表明当螺旋角取20°，横刃斜角取53°，顶角取138°时，可以获得较好的钻削效果。

制孔工艺优化方面：马未未[8]利用遗传算法对高强度钢AISI4340的钻削用量进行了优化研究，优化结果表明当切削速度在40 m/min左右，进给量控制在0.08～0.114 mm/r时，钻削效果较为理想；付……