摘要: 目前在航空航天、武器装备、汽车和能源化工等国家重点发展行业中，小直径长深孔加工占有越来越重要的比重，特别是针对一些难加工材料的孔加工，需求越来越高。如C919大飞机中的各类舱门轴导轨孔、油田钻井设备中传感器安装孔、汽车制造中大型模具水... 展开 目前在航空航天、武器装备、汽车和能源化工等国家重点发展行业中，小直径长深孔加工占有越来越重要的比重，特别是针对一些难加工材料的孔加工，需求越来越高。如C919大飞机中的各类舱门轴导轨孔、油田钻井设备中传感器安装孔、汽车制造中大型模具水路孔、发动机中各类长油道孔等。枪钻加工是实现小直径长深孔加工的一项重要技术手段。然而，由于被加工孔的孔径小、孔深长，使得枪钻加工中一直存在加工质量差和排屑困难等问题，而切削液又是影响枪钻加工质量的重要因素之一。因此本文以难加工材料15-5PH固溶不锈钢的枪钻加工为研究对象，通过试验和仿真分析切削液对切屑成形和温度场冷却等方面的作用机理。主要工作如下： （1）通过枪钻加工中切屑成形过程的分析，结合CFD流固场耦合仿真和钻削试验，研究了切削液进口压力对切屑成形的作用。研究表明：切削液会对切屑产生侧向卷曲作用，影响其卷曲半径大小，继而影响其初次断裂时的长度。侧向卷曲程度会随着切削液进口压力的增大呈现先减小后增大的趋势，3MPa时卷曲程度最小；切削液压力的增大会增加流体对切屑的冲击力和剪切力，更有利于切屑的“二次断裂”和排屑。 （2）基于“微元”法结合AdvantEdge切削仿真，研究了工艺参数变化对枪钻刃口温度分布和受力的影响。研究表明：枪钻加工中切削温度随切削用量增大而增大，φ8mm枪钻加工时温度的最大值位于前刀面上距离切削刃0.02mm处；枪钻所受径向力随着切削速度增大不断减小，随着进给量增大而增大；基于前刀面温升模型展开切削力试验，验证仿真结果的有效性。 （3）基于流固场耦合的方法，开展针对切削刃降温的CFD数值模拟。通过研究枪钻刃口温度与对流换热系数的分布，解析了枪钻加工切削热的流动路径；通过流场仿真试验，探讨了切削液进口压力和枪钻导流面角度变化对冷却性能的影响。进口压力越大、导流面角度越小降温效果越好。 收起