航空噴嘴9Cr18Mo小孔鉆削刀具結構與工藝參數優化*

蔡榮賓,梁志強,陳 銳,吳時盛,趙聰敏,郝艷春,馬 悅,袁 昊

(1.中國航發南方工業有限公司,株洲 412002；2.北京理工大學機械與車輛學院,北京 100081)

0 引言

航空發動機作為飛機的核心部件，影響著飛機的可靠性和安全性[1]。其中發動機噴嘴是航空發動機的關鍵，其內壁加工性能直接影響著燃油燃燒的效率[2]。某航空噴嘴副噴口采用9Cr18Mo馬氏體不銹鋼材料，其材料塑性變形大、導熱系數低，鉆削加工過程中切屑不易折斷分離并會堆積在鉆頭螺旋槽內，使所加工的小孔形狀精度和表面質量難以保證，嚴重影響了噴嘴的使用性能。

噴嘴加工用鉆削刀具的幾何結構和加工工藝參數是影響切屑形成與流動、刀具磨損和小孔加工質量的重要因素，因此近幾年國內外學者對刀具的幾何結構和工藝參數展開了廣泛的研究。郭海新等[3]利用DEFORM-3D軟件分析了非共軸螺旋后刀面微鉆的鋒角、鉆芯厚度和螺旋角對刀具鉆削性能的影響，優化了鉆頭幾何結構參數，并通過試驗證明了優化了的刀具具有良好的鉆削性能。高興軍等[4]采用 ProE和DEFORM-3D軟件研究了麻花鉆橫刃和頂角對不銹鋼鉆削中鉆削力、扭矩和刀具磨損的影響，優化了在麻花鉆結構。張春梅等[5]利用ANSYS軟件分析了不同前角、后角和螺旋角對鉆尖最大應力的影響規律，并通過試驗驗證了優化后的鉆頭結構強度和壽命均得到了改善。ZHENG等[6-7]探究了PCB板鉆削溫度和孔壁質量與鉆削刀具幾何結構和加工工藝參數之間的關系，并利用期望函數法獲得了最佳的刀具幾何參數。……