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《深孔振動鉆削裝置的設(shè)計-開題報告》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、中北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計開題報告學(xué)生姓名：學(xué)號：學(xué)院、系：機械工程與自動化學(xué)院機械工程系專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化設(shè)計題目：深孔振動鉆削裝置的設(shè)計指導(dǎo)教師:講師2011年3月25日畢業(yè)設(shè)計開題報告1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文獻(xiàn)綜述一、本課題研究的目的和意義機加工工藝中的深孔，通常是指長度大于直徑5倍以上的孔，深孔加工技術(shù)產(chǎn)生于對槍炮管的制造過程。其加工存在三大問題：1.深孔加工時，孔的軸線易歪斜，這是因為深孔刀具細(xì)長，剛性差，強度低，在加工時容易引偏和振動。2.刀具的散熱條件差，切削溫度升高會使刀具的耐用度降
2、低。3.切屑排除困難，不僅會劃傷已加工表面，嚴(yán)重時還會引起刀具的崩刃至折斷。而且深孔加工的效率和質(zhì)量一直低于其它方面的金屬切削加工。經(jīng)過近一個世紀(jì)的努力，深孔加工已達(dá)到了較高的水平，特別是深孔加工與新的加工技術(shù)結(jié)合，預(yù)示著很好的發(fā)展前景。振動切削的實質(zhì)就是在傳統(tǒng)的切削過程中給刀具或工件附加某種有規(guī)律的振動，使切削速度、進給量、切削深度按一定規(guī)律變化。振動切削改變了工件與刀具之間的時間與空間的分配，從而改變了切削加工機理，達(dá)到了減小切削力和切削熱并且提高加工質(zhì)量和效率的目的。由于切削速度的變化和加速度的出現(xiàn)，使得振動切削具有許多優(yōu)點，特別是在難加工材料
3、和普通材料的難加工工序加工中，都收到了極其出色的效果。振動切削相比于傳統(tǒng)切削的特點：1）切削力大大減小。2）切削溫度明顯降低。3）切削液的作用得到了充分發(fā)揮。4）可提高刀具使用壽命。5）可控制切屑的形狀和大小，改善排屑狀況。6）提高加工精度和表面質(zhì)量。7）可提高已加工表面的耐磨性和耐蝕性。二、國內(nèi)外深孔振動切削發(fā)展情況1970年代中期，在人們發(fā)現(xiàn)了振動鉆削具有的一些優(yōu)良工藝效果之后，為了尋求科學(xué)的支持，國內(nèi)外一些學(xué)者開始從理論上對振動鉆削的機理與特性進行探索，至今40年來，主要對振動鉆削的“鉆頭剛性化效果”理論，動態(tài)角度理論，振動斷屑理論，脈沖能量和
4、應(yīng)力集中理論等進行了分析研究。振動切削按振動頻率fx分為高頻振動切削和低頻振動切削兩種。振動頻率在200Hz以下的振動切削稱為低頻振動切削，低頻振動切削的振動主要靠機械裝置來實現(xiàn)。高頻振動切削是指振動頻率在16kHz以上，利用超聲波發(fā)生器、換能器、變幅桿來實現(xiàn)的。由于fx≈10kHz的振動會產(chǎn)生可聽見的噪聲，一般不予采用。通常高頻振動切削也被稱為超聲波振動切削。振動切削按振動的能源分為強迫振動裝置和自激振動裝置。自激振動切削是利用切削過程中產(chǎn)生的振動進行切削的。強迫振動切削是利用專門設(shè)置的振動裝置，使刀具或工件產(chǎn)生某種有規(guī)律的可控振動進行切削的方法。
5、1958年，美國學(xué)者研制了安裝在自動車床上用凸輪控制的機械式軸向振動裝置，后來日本學(xué)者研制了一種特殊萬向節(jié)式的軸向振動鉆削裝置。八十年代初，薛萬夫教授研制了利用直流調(diào)速電機驅(qū)動偏心凸輪旋轉(zhuǎn)，并推動滾子使刀具產(chǎn)生軸向振動的裝置?？偟膩碚f，目前機械振動裝置多數(shù)采用偏心機構(gòu)實現(xiàn)鉆頭或工作臺的振動。這種裝置輸出功率大，結(jié)構(gòu)簡單，便于調(diào)整振動參數(shù)，振動機構(gòu)剛度大，負(fù)載能力強，但由于機構(gòu)存在偏心質(zhì)量，振動頻率受到限制，通常不大于200Hz。1979年，日本學(xué)者岸本等人研制出了安裝在立銑上的電液伺服閥控制油缸的振動鉆削裝置。后來，足力勝重和前蘇聯(lián)的科學(xué)家也相繼開發(fā)
6、了與此類似的液壓振動鉆削裝置。液壓振動鉆削裝置的輸出功率較大，負(fù)載能力較強，適用于鉆削大直徑孔和深孔，但由于增加了液壓系統(tǒng)，成本較高，液壓油的體積彈性模量較小，所以反應(yīng)遲鈍，因此頻率不大于200Hz。液壓振動鉆削裝置又可分為機械一液壓式和電氣一液壓式。機械一液壓式振動裝置的振動頻率較低，一般不超過60Hz。在電氣一液壓式裝置中，控制滑閥的運動是由電氣一機械裝置帶動的，在保持足夠大振幅情況下，可以得到更高的振動頻率。1988年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)劉華明教授用電磁鐵改造研制了電磁振動鉆削工作臺，用220伏交流電經(jīng)調(diào)壓變壓器為電磁鐵提供激振能量。這種裝置結(jié)構(gòu)簡
7、單，振動頻率較高，頻率與振幅負(fù)載特性較好，常用于對小孔的加工。電磁振動裝置的核心是電磁激振器，振動能量來源于鐵心對銜鐵的在不閉合狀態(tài)下的磁場吸力，可以通過改變勵磁電壓的方式來控制振幅輸出，但由于磁隙的剛度相對較小，銜鐵上負(fù)載的變化對銜鐵振幅的影響較大，鉆頭與工件接觸后，振幅明顯減小，所以電磁振動裝置的負(fù)載能力較差，效率較低。1997年由原吉林工業(yè)大學(xué)高印寒教授研制開發(fā)出永磁振動鉆削裝置能夠產(chǎn)生復(fù)合振動。由于振源能量來自于永磁體的磁能，使整個振動裝置具有操作方便，無發(fā)熱的特點。2007年，中北大學(xué)研究生韓旭在畢業(yè)論文中詳細(xì)介紹了深孔加工低頻振動鉆削，并
8、用自行設(shè)計制造的鉆削系統(tǒng)和鉆頭進行了深孔鉆削實驗，效果良好，可以推廣到其他小深孔鉆削。該鉆削系統(tǒng)使用內(nèi)排屑深
