人類認識和使用鉆頭的歷史可以上溯到史前時代。燧人氏“鉆木取火”所使用的石鉆,可以看作原始的鉆頭?,F(xiàn)代工業(yè)加工中廣泛使用的麻花鉆(俗稱鉆頭),是一種形狀復雜的實工件孔加工刀具,誕生于一百多年前。現(xiàn)在,全世界每年消耗的各類鉆頭數(shù)以億計。據(jù)統(tǒng)計,在美國的汽車制造業(yè),機械加工中鉆孔工序的比重約占50%;而在飛機制造業(yè),鉆孔工序所占的比重則更高。盡管鉆頭的使用如此廣泛,但眾所周知,鉆削加工也是復雜的機械加工方法之一。正因為如此,人們一直致力于鉆頭的改進和鉆削過程的研究。本文根據(jù)所能得到的英文文獻資料,對兩溝槽麻花鉆的有關(guān)技術(shù)問題及鉆削研究的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行綜述。
1.研究的主要領(lǐng)域和技術(shù)問題
2.近幾十年來,人們關(guān)于鉆頭和鉆削的研究除了鉆頭制作材料的改進以外,主要集中在以下五個方面:
①鉆頭數(shù)學模型和幾何設(shè)計研究:包括螺旋溝槽、后刀面、主刃和橫刃數(shù)學模型的建立,橫向截形與鉆尖結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化,切削角度(分布)的計算與控制,鉆頭結(jié)構(gòu)的靜態(tài)和動態(tài)特性分析,鉆尖幾何形狀與切削和排屑性能關(guān)系的研究。
②鉆頭制造方法研究:包括鉆頭幾何參數(shù)與后刀面刃磨參數(shù)之間關(guān)系的建立與優(yōu)化,鉆頭制造精度和刃磨質(zhì)量的評價與制造誤差的測控,鉆頭螺旋溝槽加工工具截形的設(shè)計計算,鉆頭加工設(shè)備特別是數(shù)控磨床與加工軟件的開發(fā)等。
③鉆削過程與鉆削質(zhì)量研究:包括影響鉆削過程的各種因素及出現(xiàn)的各種物理現(xiàn)象的分析、建模與監(jiān)控(如鉆削力、切削刃應(yīng)力和溫度分布的測量、建模和預報);鉆頭磨損、破損機理與鉆頭壽命的研究;鉆頭的變形、偏斜、入鉆時的打滑和鉆尖擺動現(xiàn)象的研究;鉆削工藝(如振動鉆削、高速鉆削、深孔鉆削、鉆削過程的穩(wěn)定性等)與鉆削質(zhì)量(孔的位置精度、直線度、表面粗糙度、圓柱度、直徑、孔口毛刺等)的研究。
④鉆削機理與各種高性能鉆頭(如群鉆、***鉆、干切削鉆頭、微孔、深孔鉆頭、長鉆頭、可轉(zhuǎn)位鉆頭、合成材料加工用鉆頭、木工鉆頭、多螺旋槽鉆頭等)的研究。
⑤鉆削過程模型驗證和鉆頭性能評估過程的自動化,切削條件及鉆頭形狀選用數(shù)據(jù)庫和知識庫的建立等。