薄壁鉆鉆削機理研究

摘 要：作為能夠廣泛應用于混凝土、水泥、石材、瀝青馬路、玻璃、硬質磚石等非金屬硬脆材料的鉆孔取樣設備，金剛石薄壁鉆機在我國當下的應用愈加廣泛，而為了能夠更為深入的了解金剛石薄壁鉆機，本文就金剛石薄壁鉆機的鉆削機理展開了深入研究，希望這一研究能夠為相關業界人士帶來一定啟發。

關鍵詞：金剛石薄壁鉆機；鉆削機理；對比

對于我國當下的金剛石薄壁鉆機來說，其本身已經成為工程建設領域不可或缺的消耗性工具，而金剛石薄壁鉆機本身具備的鉆進快、免修刃、壽命長等優勢也是其能夠得到業界重視的原因所在，而為了保證金剛石薄壁鉆機更好為我國工程建設發展提供支持，正是本文就金剛石薄壁鉆機鉆削機理展開具體研究的原因所在。

1 薄壁鉆概述

想要較好完成本文就金剛石薄壁鉆機展開的研究，我們首先需要簡單了解金剛石薄壁鉆機。在筆者的調查中發現，金剛石薄壁鉆機最早用于公路路面混凝土取芯檢查與混凝土結構體取樣，而隨著金剛石薄壁鉆機本身的技術含量不斷提高，到今天其本身已經成為混凝土結構物靜力切割、拆除的重要手段。對于金剛石薄壁鉆機來說，其本身在近年來的發展中經歷了鉆機性能不斷提高、鉆機自動化程度不斷提高、大直徑液壓鉆機的實現、功能多樣化等發展歷程，而這一系列發展歷程也使得金剛石薄壁鉆機能夠更好服務于我國工程建設的多個領域。隨著資源節約型、環境友好型社會的不斷創建，無噪聲、無振動、無粉塵污染的環保理念開始逐漸融入金剛石薄壁鉆機的發展中，而這也將使得金剛石薄壁鉆機獲得更為廣闊的發展空間。

2 試驗條件

為了能夠較好完成本文就金剛石薄壁鉆機鉆削機理展開的研究，我們首先需要確定金剛石薄壁鉆機的鉆削試驗條件，而這里筆者選擇了TK7640數控立式銑鏜床、SDC-C4M通用測力儀、Dewetron-2010動態信號分析儀作為試驗所用設備，試驗所用材料則選擇了90%的Al2O3工程陶瓷。而在金剛石薄壁鉆機的工具尺寸試驗條件的確定中，筆者選擇了外徑？準9.6mm，內徑？準7.8mm的鉆頭，金剛石粒度則為80/100。

3 薄壁鉆鉆削機理

3.1 軸向力的變化規律

在確定金剛石薄壁鉆機鉆削機理試驗的條件后，我們就可以對金剛石薄壁鉆機的軸向力變化規律進行分析，而在具體的試驗中筆者發現，金剛石薄壁鉆機軸向力隨著進給率的增加而增大，0.15mm/s的進給率會造成最為激勵穩定金剛石薄壁鉆機軸向力變化，但這種變化會隨著進給率的提高而不斷趨于平穩，而之所以會出現這一金剛石薄壁鉆機的軸向力變化規律，筆者認為這與本文所選擇的金剛石薄壁鉆機摩粒露出度較高有著較為緊密的聯系。

而在筆者進行的反復試驗中發現，本文所選擇的金剛石薄壁鉆機在低速打給進下很容易出現磨粒脫落甚至折斷問題，但隨著高速鉆動與給進量降低，這一問題就將實現自動解決，由此可見高速轉動下盡可能調節給進量是這一金剛石薄壁鉆機加工效率提高的關鍵。

3.2 扭矩的變化規律

而在對這一金剛石薄壁鉆機扭矩的變化規律進行的試驗中，結合上文中確定的試驗條件，我們能夠得出進給率增大直接導致金剛石薄壁鉆機扭矩增大的結論，而這種扭矩的增大并不會受到金剛石薄壁鉆機轉速的影響。而在具體的試驗中，筆者發現0.15mm/s的進給率會造成最明顯的扭矩增大，結合剛剛進行的軸向力變化規律分析，我們就能夠明確的出低轉速、大進給條件不適合金剛石薄壁鉆的加工展開，這點必須引起我們重視。

4 對比試驗

在上文中筆者展開了具體的金剛石薄壁鉆鉆削機理分析，并對金剛石薄壁鉆的軸向力、扭矩變化規律展開了深入論述，而為了保證這一論述內容的真實性，我們還需要應用電鍍鉆頭與金剛石薄壁鉆展開對比鉆削試驗。

4.1 軸向力和扭矩的對比

在應用電鍍鉆頭與金剛石薄壁鉆展開對比鉆削試驗中，我們首先需要進行兩種鉆頭的軸向力和扭矩對比，而在轉速2500r/min的條件下，我們就能夠發現金剛石薄壁鉆的軸向力和扭矩遠遠小于電鍍鉆頭，而隨著二者進給率的增大這一差距還將進一步提高，而之所以金剛石薄壁鉆與電鍍鉆頭在軸向力與扭矩上會出現如此大的差異，主要是由于電鍍鉆頭的磨粒出露高度和容屑空間較小所致，這就使得電鍍鉆頭與工件之間的接觸范圍較大。

4.2 加工質量比較

在應用電鍍鉆頭與金剛石薄壁鉆展開對比鉆削試驗中，我們還需要對兩種鉆頭的加工質量進行比較，在確定2500r/min轉速與0.09mm/s進給率的前提下，筆者對電鍍鉆頭與金剛石薄壁鉆的工件加工出口處照片展開了對比，而結合這一對比我們不難發現，電鍍鉆頭的工件加工出口處存在著較為嚴重的崩口現象，而金剛石薄壁鉆的工件加工出口處則不存在這一問題，這就能夠較好證明金剛石薄壁鉆具體的較高質量鉆削性能，而這種性能的出現本身與金剛石薄壁鉆加工過程中的軸向力、扭矩教學有著較為密切的聯系。

5 結論

在本文就金剛石薄壁鉆鉆削機理展開的研究中，筆者詳細論述了金剛石薄壁鉆的相關概念、試驗條件、金剛石薄壁鉆鉆削機理、對比試驗等內容，而結合這一系列內容我們不僅能夠較為全面的了解金剛石薄壁鉆，也能夠清楚的認識到相較于傳統鉆削設備，金剛石薄壁鉆具備的較高優勢，希望這一系列內容能夠為我國金剛石薄壁鉆的相關發展帶來一定支持。

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作者簡介：

曹新峰（1991-），男，漢族，河南洛陽人，河北工業大學研究生，研究方向：機械設計及理論。