鋁合金微小孔鉆削試驗在一臺自行研制的高速數(shù)控鉆床上進(jìn)行，該鉆床的主要技術(shù)參數(shù)為：加工孔徑0.2~1m m，加工深度0~8mm，最高主軸轉(zhuǎn)速27000r/m i n，進(jìn)給速度0~1mm/s。試驗系統(tǒng)示意圖如圖1 所示，工件安裝于工作臺上，用四爪卡盤固定。工件上安裝有應(yīng)變片式軸向力- 扭矩二分量測力儀，其量程分別為20kg及500N·mm，精度3‰。傳感器的2 路輸出信號經(jīng)測力儀內(nèi)置放大器放大后，連接研華公司16 位高速數(shù)據(jù)采集卡的A/D 采樣端，采樣后的離散化數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)保存以便后續(xù)分析處理。測量時的采樣頻率為2000Hz。

高速切削加工鋁合金時，可供選擇的刀具材料有硬質(zhì)合金、陶瓷、金屬陶瓷、聚晶金剛石等。試驗采用直徑1mm 的硬質(zhì)合金標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆在鋁合金工件上鉆孔，不使用切削液。刀具材料YG6A，工件為LY12 硬鋁合金。試驗的主軸轉(zhuǎn)速為8000~22000r/min，進(jìn)給速度為12~60mm/min。改變主軸轉(zhuǎn)速或進(jìn)給速度加工各孔時，采集各鉆孔過程中的軸向力和扭矩數(shù)據(jù)，研究鋁合金微小孔鉆削的信號特征，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，進(jìn)一步研究主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度對鉆削力的影響規(guī)律。

這樣特點(diǎn)的軸向力和扭矩時域信號在試驗中非常普遍。一旦出現(xiàn)切屑堵塞，軸向力和扭矩超過極限，直徑微小的鉆頭即折斷。研究鋁合金微小孔鉆削的試驗也表明，切屑堵塞造成的鉆頭折斷是鉆頭損壞的主要原因。