提要：在无氧铜 (TU1)深孔钻削中，断屑、排屑一向是加工中的难点。为解决这一问题，选取正交尝试设计步骤进行无氧铜?18 mm 深孔钻削试验，钻研断屑槽、主轴转速和冷却液流量对切屑状态的影响法规。通过度析发现，断屑槽的大幼是影响断屑的重要成分，主轴转速和冷却液流量影响相对较；无氧铜深孔钻削的***佳工艺参数为钻头断屑槽R=0.9 mm，主轴转速n=255 r/min，冷却液流量Q=90 L/min。

关键词：无氧铜；深孔；钻削；断屑槽

一、引言

随着科技水平和工业技术的不休提高，无氧铜资料以其纯度高、导电、导热机能优良蹬着越的电学机能，在航空、航天、刀兵以及原子能等工业领域得到了宽泛利用[1]。同时，无氧铜拥有硬度低、塑性变形大、弹性模量幼、热膨胀系数大等特点[2]，导致无氧铜在加工过程中一向存在难以有效断屑等难题，若何解决无氧铜机械加工过程中断屑难题的问题是首要工作。无氧铜的深孔加工相对于其他加工步骤越发难题，重要由于加工过程中产生的切削热不易散去，易造成刀具发生粘接磨损。其***大的加工难点是无法实现有效地断屑，造成堵屑，导致深孔钻崩坏扭断，严重影响内孔加工质量。常用的深孔加工步骤中，枪钻钻杆截面呈 V型，排屑通路狭幼，且加工过程中钻杆高速旋转，固然内孔表表质量较高，但对于长径比力大的孔很难保障直线度[3]。相比之下，BTA 内排屑深孔钻排屑空间更大且孔的长度对加工影响较幼，故本次试验选用BTA系统。

目前，国内表对无氧铜的机械加工做了好多钻研。X.Ding 等[4]对无氧铜进行微刀具切削试验，钻研发现，在较高的切削深度下，前导的部门应力在坡口边缘发生资料变形和堆积，选取削减交叉进给的切削战术，能够提高微工具的切削机能，获得恒定的切削力，减幼毛刺尺寸，提高被加工表表的粗糙度。刘闯[5]通过进行无氧铜渺小切削加工仿真和试6]通过进行无氧铜渺小铣削铣槽试验，钻研分歧切削参数对表表粗糙度的影响。以上对无氧铜的钻研重要是针对车、铣加工，而对无氧铜的深孔钻削加工钻研较少。

因而，本文通过对无氧铜进行BTA深孔钻削试验，钻研和分析加工过程中断屑槽、主轴转速、冷却液流量对切屑状态变动的影响[7]，分析得出无氧铜内排屑深孔钻加工***佳工艺参数。

1 深孔钻削试验

1.1 试验前提工件选取铜铌复合棒，中央材质为无氧铜（TU1），工件表形尺寸直径为 ?52 mm，长度为 1 500 mm。资料具体个性如表1所示[8-9]。

设备使用CW6163刷新深孔钻镗床，钻杆长度为2 000 mm，***大钻削深度为 1 500 mm，使用四爪卡盘装夹，切削液选用乳化液，试验设备如图1所示。在加工过程当选取工件旋转，刀具进给的钻削方式。试验钻头选用 ?18 mm 单刃内排屑钻表1 无氧铜资料属性图1 CW6163试验设备 图2?18 mm 单刃内排屑钻

头实物图项目导热系数 /(W·(m·K)-1)密度 /(g·cm-3)弹性模量 /GPa数值4018.9110项目泊松比软态硬杜撞态硬度数值0.34HBS40HBS121··191头，刀齿资料选用YG8[9]，刀齿与刀体选取焊接式衔接。试验钻头实物如图2所示，钻头几何参数如表2所示[10-11]。

1.2 试验步骤

试验选取正交尝试设计步骤，钻研无氧铜加工过程中断屑槽 R、主轴转速 n、冷却液流速Q3个参数对切屑状态的影响法规。如表3所示，凭据无氧铜资料的机能以及有关钻研将成分设置成分歧的3个水平，已加工工件内孔如图3所示。

二、试验了局与分析

表 4 为无氧铜深孔钻削试验及切屑丈量情况表，依照L9（33） 正交尝试表进行9组深孔钻削试验，观察每次试验的切屑状态，对加工过程中切屑状态的变动进行统计比力。深孔加工中切屑卷曲的状态、切屑的长短宽度都直接影响排屑情况，当切削容积系数 R＜50 时能够顺利排屑。试验选取单刃内排屑深孔钻头，切屑的宽度通过度屑槽的宽度来确定。为了更好的排屑成效，凭据钻头直径的大幼，通常磨1～3 个分屑槽。切屑的长度通常凭据主轴转速和断屑槽 R 的大幼而变动。通过试验得出断屑槽、主轴转速和冷却液流量对无氧铜钻削试验中排屑的影响。

（1）断屑槽R。断屑槽尺寸对钻削过程中断屑的影响***为显著。当断屑槽R=0.6 mm时，资料塑性较大，无法断屑，造成钻杆堵屑，试验无法加工；当断屑槽R=1.2 mm时，切屑较长且犯法规，无法进行有效地断屑，且加工过程中钻杆振动，时时造成堵屑，堵屑后造成刀具接受较大应力，导致刀具败坏，如图 4 （a）、4 （b） 所示。断屑槽 R=0.9 mm 时，

得到的切屑为 1～2 mm，能够顺利从钻杆中排出，切合试验要求，如图4 （c） 所示。

（2）主轴转速。深孔加工钻削过程中，随着转速的增长，切削温度升高，资料塑性进一步增大，资料断裂应变增大，切屑更难实现折断；且钻杆内部排屑空间幼，切屑较多，转速过快时会造成切屑在排屑空间中挤压、堆积，造成堵屑。在断屑槽 R＝0.9 mm 能够顺利断屑的情况下，转速达到n=335 r/min 时，就会出现挤压块状切屑，这种切屑的出现极有可能导致加工中出现堵屑，如图4 （d） 所示。

（3）冷却液流量。冷却液的作用重要是吸收所产生的切削扰纂为切屑的排出提供动力。冷却液流量对断屑的作用很幼，较大的流量能够对未断的切屑产生冲击，为排屑提供较大的动力，降低切屑在排出过程中堆积的可能性。但是由于钻杆空间有限，流量过大势必会对加工系统的密封性提出更高的要求。

三、实现语

本文通过正交尝试设计步骤对无氧铜 （TU1） 进行深孔钻削试验钻研，分析断屑槽R、主轴转速n和冷却液流量Q对切屑状态的影响。得出以下结论：

（1）在无氧铜深孔钻削加工过程中，断屑槽 R 的大幼对断屑起到了重要作用，主轴转速n影响次之，冷却液流量Q影响***幼。

（2）***佳无氧铜深孔钻削加工参数：断屑槽 R=0.9 mm，主轴转速n=255 r/min，冷却液流量Q=90 L/min。

附：（1）通过多体动力学分析和有限元静力学分析，找到曲轴旋转一圈出现的5个危险工位，得到曲轴应力分析值，满足曲轴的强度校核。

（2） 通过委顿分析软件对曲轴进行委顿分析，得到曲轴委顿寿命与委顿危险散布云图，找到委顿***幼循环次数1.23×107，委顿地位发生在第2曲柄销根部圆角处。

（3）选取动力学仿真分析，有限元法数值推算及委顿软件仿真相结合的方式钻研曲轴结构强度及委顿个性，该步骤拥有通用性强、效能高、推算正确的特点。

起源：中国知网  作者：宋子洋，李多，李文杰  编纂：王智圣

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