振动切削涉及到材料科学、金属切削学、工程力学、机械振动学和精密加工工程学等多个学术领域。振动钻削是振动切削技术的一个分支,其理论与实验研究备受国内外机械工程专家和学者们的广泛关注。迄今为止,有关轴向振动钻削加工过程的有限元分析尚待进一步深入,钻削毛刺形成与控制研究才刚刚起步。本文以轴向振动钻削加工为研究对象,对其运动学特性、断屑排屑机理、钻削过程的动态仿真、钻削温度场的模拟、钻头磨擦磨损特性、钻削加工中进给方向毛刺形成与控制等进行研究。其主要研究工作及其创新工作有:(1)轴向振动钻削加工机理对轴向振动钻削的运动学特性进行了系统地分析,深入揭示了轴向振动钻削的变厚切削、变速切削、变角切削和分离冲击特性;并进一步研究了振动钻削钻头的横向弯曲振动特性。在此基础上,对轴向振动钻削的断屑排屑机理进行了深入系统的分析,并进行了相应的实验验证。结果表明:振动钻削比普通钻削具有更强的排屑能力,更适合于深孔、小孔的钻削加工。(2)振动钻削加工过程的有限元仿真基于有限元方法,结合振动钻削钻削过程,建立出振动钻削加工的有限元数值模型,对振动钻削加工过程进行了系统分析。开展了振动钻削加工过程中钻削温度场的模拟,探讨了普通钻削与振动钻削过程中切削区温度分布差异的原因。基于有限元动态模拟钻削过程中钻头切削失效特征及相关实验研究,对普通钻削加工和轴向振动钻削加工过程中麻花钻磨损与破损进行深入探讨,通过分析钻刃不同区域的磨损图形,揭示出麻花钻的整体磨损规律。为深入揭示钻削加工机理提供了重要的参考依据。(3)进给方向毛刺形成机理及其控制技术采用理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法,以高速钻削和振动钻削为背景,探讨了钻削加工进给方向毛刺形成的机理,深入分析了振动钻削切出进给方向毛刺生成的现象及规律,分析了钻削加工毛刺生成三种基本形式。利用有限元模拟了毛刺形成三种基本形态并对毛刺生成区域材料特性进行分析,提出了控制进给方向毛刺的技术和方法。#属性不符