钻削加工过程中,机床振动会导致钻尖在接触工件瞬间偏离主轴中心,从而引发钻刃刀尖在轴向发生偏摆现象。该现象会加剧钻头磨损,影响孔加工质量,严重时甚至会出现喇叭孔。针对该现象,本文基于MATLAB建立钻刃刀尖轴向偏摆力学模型,通过DEFORM有限元软件对钻刃刀尖轴向偏摆运动过程进行仿真,同时结合钻刃刀尖轴向偏摆力学实验,开展不同偏摆角度对钻削加工影响的研究。本文主要研究内容如下:(1)钻刃刀尖轴向偏摆力学模型的建立。基于切削加工中切屑形成过程及切削温度变化情况,建立直角及斜角切削力学模型;基于麻花钻钻削原理分析钻刃刀尖轴向偏摆发生时的受力情况,从斜角切削推导出钻削力学模型,结合MATLAB分析不同加工参数对钻削力影响规律。(2)钻刃刀尖轴向偏摆的有限元仿真分析。建立钻削加工过程有限元模型,利用DEFORM有限元仿真分析软件对钻刃刀尖不同角度的轴向偏摆进行模拟,对比分析钻刃刀尖不同角度时的钻头温度场、钻头应力应变场、切屑温度场、切屑形态等仿真结果,为后续进行钻刃刀尖轴向偏摆实验提供指导。(3)钻刃刀尖轴向偏摆实验验证。针对不同的轴向偏摆角度建立钻刃刀尖轴向偏摆实验平台,通过实验测量钻头温度、钻削力及扭矩并与仿真数据进行对比分析验证;同时测量切屑长短、孔的钻入钻出端直径差以及孔表面粗糙度,分析钻刃刀尖在轴向的偏摆对切屑以及孔的影响。理论分析与实验结果表明,采用上述研究方法,本文建立了钻刃刀尖轴向偏摆力学模型,仿真与实验结果真实预测了钻刃刀尖轴向偏摆时钻头及切屑的物理状态,得到了钻刃刀尖轴向偏摆不同角度对钻削加工的影响规律,为深入研究钻刃刀尖轴向偏摆现象提供新的方法。在揭示钻削过程的本质,制定合理的切削加工工艺,提高孔加工表面质量,降低钻头磨损提高钻头寿命等方面具有重要意义。