机械工程学报

作者：王义文, 许成阳, 许家忠, 刘献礼

单位：1. 哈尔滨理工大学机械动力工程学院 哈尔滨 150080;；2. 哈尔滨理工大学自动化学院 哈尔滨 150080

关键词：内排屑系统,内排屑钻头,排屑负压,钻头转速；

基金：国家自然科学基金资助项目（51475127）。

钻削加工碳纤维复合材料（Carbon fiber reinforced polymer CFRP）时会产生粉末状切屑，能否及时排屑会影响刀具的使用寿命，扩散的切屑对环境、加工设备及操作者有较大的危害。针对碳纤维复合材料制孔加工中切屑无法实现实时回收的问题：提出一种新型钻削加工排屑工艺系统——吸气式内排屑系统，它能够及时有效地排出制孔加工中产生的切屑，实现绿色加工；以自主设计制造的吸气式内排屑系统用CFRP钻削专用PCD内排屑钻头为研究对象，在研究CFRP切屑性质和计算系统排屑所需最低气流速度的基础上，基于流体仿真软件Fluent，对内排屑钻头的排屑过程进行流体力学仿真，通过仿真得出：当刀具转速n=3 000 r/min、进给量f=0.06 mm/r、排屑负压P ≥ 9 kPa时，系统能够将加工时产生的切屑及时有效的排出；当排屑负压P=9 kPa、进给量f=0.06 mm/r、钻头转速n ≤ 3 000 r/min时，系统能够将加工时产生的切屑及时有效的排出；最后，搭建吸气式内排屑系统试验平台并制造PCD内排屑刀具，验证以上仿真和理论计算的正确性。

来源：2019年第5期

《机械工程学报》期刊编辑部

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