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激光熔覆技术作为激光再制造的核心技术之一,近年来,已逐步在航空航天、汽车制造及石油化工等领域获得应用。然而,现阶段激光熔覆工艺稳定性不好,熔覆层的表面质量一般,成形零件还需经过切削加工才能满足精度要求。在金属切削加工中,孔钻削工序约占切削加工总量的40%~50%,小直径麻花钻是小孔钻削加工的主要刀具。因此,为提高304不锈钢激光熔覆件的小直径孔钻削工艺性,本研究基于钻削仿真与钻孔试验研究,着重分析小直径麻花钻的钻削参数对304不锈钢熔覆件钻削性能的影响规律。首先,在麻花钻新型锥面刃磨法及其数学模型分析的基础上,根据实际钻头刃沟铣刀轮廓曲线和后刀面以一种两面自然相交的方式,建立非标准小直径麻花钻的三维模型,并对其钻尖几何角度进行测量。结合DEFORM-3D软件,分析钻削仿真过程中的关键技术,建立304不锈钢熔覆件的钻削仿真模型。然后,采用单因素与正交试验相结合的试验设计,以钻削力、钻削温度以及刀具磨损作为钻削性能指标,研究分析小直径麻花钻的钻头直径、主轴转速、进给速度对304熔覆件钻削性能的影响规律。根据极差与方差分析,确定各因素对性能指标影响的主次顺序及显著性,获得最优钻削参数组合,并进行仿真验证。再后,分别以侧轴和同轴送粉方式制备304不锈钢激光熔覆件,对比分析两熔覆试件的表面宏观形貌、截面显微组织以及显微硬度,观察是否存在气孔、裂纹以及夹杂等组织缺陷,以确保304熔覆件的合理制备。根据钻削仿真试验方案及钻削优化参数,对304熔覆件与同元素304不锈钢板进行钻削试验,对比分析仿真与试验数据之间的异同点,以检验所建钻削仿真模型的有效性与准确性,同时反映小直径麻花钻的钻削参数与钻削性能指标之间的变化关系。最后,根据304不锈钢激光熔覆件的正交试验数据,利用MATLAB软件,结合多元回归分析,建立钻削力预测模型。基于多目标遗传算法以最小钻削轴向力和最大材料切除率为目标函数,进行钻削参数的多目标优化求解,并对其结果进行试验验证。