薄壁钻钻削机理研究

摘 要：作为能够广泛应用于混凝土、水泥、石材、沥青马路、玻璃、硬质砖石等非金属硬脆材料的钻孔取样设备，金刚石薄壁钻机在我国当下的应用愈加广泛，而为了能够更为深入的了解金刚石薄壁钻机，本文就金刚石薄壁钻机的钻削机理展开了深入研究，希望这一研究能够为相关业界人士带来一定启发。

关键词：金刚石薄壁钻机；钻削机理；对比

对于我国当下的金刚石薄壁钻机来说，其本身已经成为工程建设领域不可或缺的消耗性工具，而金刚石薄壁钻机本身具备的钻进快、免修刃、寿命长等优势也是其能够得到业界重视的原因所在，而为了保证金刚石薄壁钻机更好为我国工程建设发展提供支持，正是本文就金刚石薄壁钻机钻削机理展开具体研究的原因所在。

1 薄壁钻概述

想要较好完成本文就金刚石薄壁钻机展开的研究，我们首先需要简单了解金刚石薄壁钻机。在笔者的调查中发现，金刚石薄壁钻机最早用于公路路面混凝土取芯检查与混凝土结构体取样，而随着金刚石薄壁钻机本身的技术含量不断提高，到今天其本身已经成为混凝土结构物静力切割、拆除的重要手段。对于金刚石薄壁钻机来说，其本身在近年来的发展中经历了钻机性能不断提高、钻机自动化程度不断提高、大直径液压钻机的实现、功能多样化等发展历程，而这一系列发展历程也使得金刚石薄壁钻机能够更好服务于我国工程建设的多个领域。随着资源节约型、环境友好型社会的不断创建，无噪声、无振动、无粉尘污染的环保理念开始逐渐融入金刚石薄壁钻机的发展中，而这也将使得金刚石薄壁钻机获得更为广阔的发展空间。

2 试验条件

为了能夠较好完成本文就金刚石薄壁钻机钻削机理展开的研究，我们首先需要确定金刚石薄壁钻机的钻削试验条件，而这里笔者选择了TK7640数控立式铣镗床、SDC-C4M通用测力仪、Dewetron-2010动态信号分析仪作为试验所用设备，试验所用材料则选择了90%的Al2O3工程陶瓷。而在金刚石薄壁钻机的工具尺寸试验条件的确定中，笔者选择了外径？准9.6mm，内径？准7.8mm的钻头，金刚石粒度则为80/100。

3 薄壁钻钻削机理

3.1 轴向力的变化规律

在确定金刚石薄壁钻机钻削机理试验的条件后，我们就可以对金刚石薄壁钻机的轴向力变化规律进行分析，而在具体的试验中笔者发现，金刚石薄壁钻机轴向力随着进给率的增加而增大，0.15mm/s的进给率会造成最为激励稳定金刚石薄壁钻机轴向力变化，但这种变化会随着进给率的提高而不断趋于平稳，而之所以会出现这一金刚石薄壁钻机的轴向力变化规律，笔者认为这与本文所选择的金刚石薄壁钻机摩粒露出度较高有着较为紧密的联系。

而在笔者进行的反复试验中发现，本文所选择的金刚石薄壁钻机在低速打给进下很容易出现磨粒脱落甚至折断问题，但随着高速钻动与给进量降低，这一问题就将实现自动解决，由此可见高速转动下尽可能调节给进量是这一金刚石薄壁钻机加工效率提高的关键。

3.2 扭矩的变化规律

而在对这一金刚石薄壁钻机扭矩的变化规律进行的试验中，结合上文中确定的试验条件，我们能够得出进给率增大直接导致金刚石薄壁钻机扭矩增大的结论，而这种扭矩的增大并不会受到金刚石薄壁钻机转速的影响。而在具体的试验中，笔者发现0.15mm/s的进给率会造成最明显的扭矩增大，结合刚刚进行的轴向力变化规律分析，我们就能够明确的出低转速、大进给条件不适合金刚石薄壁钻的加工展开，这点必须引起我们重视。

4 对比试验

在上文中笔者展开了具体的金刚石薄壁钻钻削机理分析，并对金刚石薄壁钻的轴向力、扭矩变化规律展开了深入论述，而为了保证这一论述内容的真实性，我们还需要应用电镀钻头与金刚石薄壁钻展开对比钻削试验。

4.1 轴向力和扭矩的对比

在应用电镀钻头与金刚石薄壁钻展开对比钻削试验中，我们首先需要进行两种钻头的轴向力和扭矩对比，而在转速2500r/min的条件下，我们就能够发现金刚石薄壁钻的轴向力和扭矩远远小于电镀钻头，而随着二者进给率的增大这一差距还将进一步提高，而之所以金刚石薄壁钻与电镀钻头在轴向力与扭矩上会出现如此大的差异，主要是由于电镀钻头的磨粒出露高度和容屑空间较小所致，这就使得电镀钻头与工件之间的接触范围较大。

4.2 加工质量比较

在应用电镀钻头与金刚石薄壁钻展开对比钻削试验中，我们还需要对两种钻头的加工质量进行比较，在确定2500r/min转速与0.09mm/s进给率的前提下，笔者对电镀钻头与金刚石薄壁钻的工件加工出口处照片展开了对比，而结合这一对比我们不难发现，电镀钻头的工件加工出口处存在着较为严重的崩口现象，而金刚石薄壁钻的工件加工出口处则不存在这一问题，这就能够较好证明金刚石薄壁钻具体的较高质量钻削性能，而这种性能的出现本身与金刚石薄壁钻加工过程中的轴向力、扭矩教学有着较为密切的联系。

5 结论

在本文就金刚石薄壁钻钻削机理展开的研究中，笔者详细论述了金刚石薄壁钻的相关概念、试验条件、金刚石薄壁钻钻削机理、对比试验等内容，而结合这一系列内容我们不仅能够较为全面的了解金刚石薄壁钻，也能够清楚的认识到相较于传统钻削设备，金刚石薄壁钻具备的较高优势，希望这一系列内容能够为我国金刚石薄壁钻的相关发展带来一定支持。

参考文献：

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作者简介：

曹新峰（1991-），男，汉族，河南洛阳人，河北工业大学研究生，研究方向：机械设计及理论。