內(nèi)排屑深孔振動鉆削系統(tǒng)的設(shè)計

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1、前言機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱，在切削加工中，孔加工約占加工總量的三分之一，而深孔加工又占孔加工的百分之四十。由于深孔是在封閉或半封閉的狀況下進(jìn)行，因此不能直接觀察刀具的切削情況、切削熱不易傳散，而且捧屑困難、工藝系統(tǒng)剛性差，切削效果不理想。本課題對深孔振動鉆削的斷屑機(jī)理進(jìn)行了分析，并分析了實(shí)現(xiàn)可靠幾何斷屑的條件和影響力學(xué)斷屑的因素；對振動參數(shù)的選取進(jìn)行了分析，在理論分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際，提出振動鉆削參數(shù)選取原則；以現(xiàn)有理論為基礎(chǔ)，利用了現(xiàn)有的頻率、振幅可調(diào)的機(jī)械式雙偏心輪振動發(fā)生器和DF負(fù)壓抽屑系統(tǒng)進(jìn)行了組合；并對DF內(nèi)排屑負(fù)壓抽屑裝置的油路系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)；利用現(xiàn)有的深孔振動鉆

2、削系統(tǒng)的新型小直徑內(nèi)排屑深孔鉆頭，組合設(shè)計出了具有振動斷屑負(fù)壓內(nèi)排屑功能的新型深孔加工系統(tǒng)。由于這里不能上傳完整的畢業(yè)設(shè)計（完整的應(yīng)包括畢業(yè)設(shè)計說明書、相關(guān)圖紙CAD/PROE、中英文文獻(xiàn)及翻譯等），此文檔也稍微刪除了一部分內(nèi)容（目錄及某些關(guān)鍵內(nèi)容）如需要其他資料的朋友，請加叩扣:二二壹五八玖一壹五一本課題利用設(shè)計制造好的小直徑DF深孔振動鉆削系統(tǒng)，對往年深孔振動鉆削的試驗(yàn)研究進(jìn)行了分析，分析結(jié)果證明本課題所設(shè)計的內(nèi)排屑深孔振動鉆削系統(tǒng)的鉆削效果良好、工藝可靠，并且還對產(chǎn)生良好工藝效果的原因進(jìn)行了分析。目錄1.緒論11.1課題研究背景及意義11.2國內(nèi)外研究狀況11.3低頻深孔振動

3、鉆削存在的問題21.4本課題主要研究的內(nèi)容22.深孔振動鉆削的斷屑機(jī)理32.1振動切削斷屑的必要條件32.2雙偏心凸輪式振動發(fā)生器振動方程32.3深孔鉆頭的瞬間進(jìn)給運(yùn)動方程42.4切屑的形成機(jī)理42.5斷屑的數(shù)學(xué)分析53.內(nèi)排屑深孔振動鉆削裝置的分析63.1雙偏心輪式振動鉆削裝置63.1.1振動鉆削裝置結(jié)構(gòu)圖63.1.2振幅可調(diào)振動鉆削裝置的理論分析73.1.3振動裝置的特點(diǎn)73.2內(nèi)排屑深孔鉆頭的設(shè)計83.3DF系統(tǒng)關(guān)鍵部件的設(shè)計83.4油路的改進(jìn)設(shè)計原理93.5總體布局94.深孔振動鉆削過程分析94.1深孔振動鉆削時刀具角度變化和i的取值范圍94.1.1深孔振動鉆削刀具角度變化

4、94.1.2完全幾何斷屑條件下的i的取值范圍104.2深孔振動鉆削系統(tǒng)的穩(wěn)定性114.2.1深孔振動鉆削切削力分析114.2.2影響深孔振動鉆削穩(wěn)定性的軸向振動和扭轉(zhuǎn)振動114.2.3影響深孔振動鉆削穩(wěn)定性的橫向振動和彎曲振動124.2.4振幅損失134.3深孔振動鉆削的工藝參數(shù)選取原則135.總結(jié)14致謝15參考文獻(xiàn)161.緒論1.1課題研究背景及意義深孔加工在切削領(lǐng)域占有很重要的地位。由于深孔鉆削是在封閉或半封閉的狀況下進(jìn)行，因此不能直接觀察刀具的切削情況，切削熱不易傳散，而且排屑困難、工藝系統(tǒng)剛性差，切削效果不理想。深孔加工過程切屑順利排出十分重要，由于深孔加工捧屑空問有限，

5、因此對切屑形狀、大小都有嚴(yán)格的要求。小口徑深孔鉆削加工時所形成的切屑，在切削液的帶動和沖擊下必須能夠順利地通過排屑通道排出。切屑能否斷成一定的形狀并能順利攤出關(guān)系到能否加工的問題；而切屑的排出量和切屑切除率是否適應(yīng)，決定了刀具能否連續(xù)、高效地加工。通過分析以往實(shí)驗(yàn)得知，只要有一片切屑不能進(jìn)入排屑入口，就會造成切屑在入口處的聚集和堵塞，從而引起打刀，此時若不立即停車，退出鉆頭，就會造成鉆桿扭曲、變形、甚至折斷或鉆頭扭斷、冷卻液噴出而中斷加工。因此，斷屑和排屑問題在鉆削加工中，尤其是小口徑的深孔鉆削中十分重要，它是關(guān)系到鉆頭及加工系統(tǒng)存在和發(fā)展的一個關(guān)鍵。內(nèi)排屑深孔鉆削與外排屑深孔鉆削

6、的工作原理不同的是：高壓油經(jīng)輸油裝置由鉆桿與孔壁間隙處輸入到切削區(qū)，再從鉆桿的內(nèi)孔中同切削液一起排出。內(nèi)排屑深孔鉆切削時不會劃傷已加工孔表面，已加工表面質(zhì)量較好，排屑順暢；其鉆桿為圓形截面，扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲強(qiáng)度比槍鉆高，因而可以采用較大的進(jìn)給量鉆削；排屑空間大，冷卻潤滑液壓力比較低一般為0.5-3MPa。振動鉆削是振動切削的一個分支，它與普通鉆削的區(qū)別在于鉆孔過程中通過振動裝置使鉆頭與工件之間產(chǎn)生可控的相對運(yùn)動。振動方式主要有三種，即軸向振動(振動方向與鉆頭軸線方向相同)、扭轉(zhuǎn)振動(振動方向與鉆頭旋轉(zhuǎn)方向相同)和復(fù)合振動(軸向振動與扭轉(zhuǎn)振動加)。其中，軸向振動易于實(shí)現(xiàn)，工藝效果良好，

7、在振動鉆削中占主導(dǎo)地位。振動的激勵方式選擇雙偏心凸輪式振動裝置，此振動裝置的振動頻率為一百多赫茲，故稱為低頻振動鉆削。振動鉆削改變了傳統(tǒng)鉆削的切削機(jī)理。在振動鉆削過程中，當(dāng)主切削刃與工件不分離(不分離型振動鉆削)時，切削速度、切削方向等參數(shù)產(chǎn)生周期性變化：當(dāng)主切削刃與工件時切時離(分離型振動鉆削)時，切削過程變成脈沖式的斷續(xù)切削。當(dāng)振動參數(shù)(振動頻率和振幅)、進(jìn)給量、主軸轉(zhuǎn)速等選擇合理時，可明顯提高鉆入定位精度及孔的尺寸精度、圓度和表面質(zhì)量，減小出口毛刺，降低切削力和