高速深孔BTA钻削系统的高效排屑设计与研究.pdf

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1、工艺与检测Techn010gYand高速深孔BTA钻削系统的高效排屑设计与研究蒿风花沈兴全王慧荣朱红霞(中北大学机械与动力工程学院，山西省深孔加工工程技术研究中心，山西太原030051)摘要：针对高速深孔BTA钻削系统加工过程中的排屑难题，引入振动钻削。利用ANSYSFLUENT对普通BTA钻削排屑通道进行流体的压力仿真分析，优化DF系统，得出分别控制油压的方法。给刀具施加一个轴向周期振动，实现变切厚钻削；DF系统利用喷吸作用加大排屑动力。将刀具的振动钻削及优化后的DF系统相结合，不仅有效地控制了切屑的尺寸大小，提高了加工内孔表面的质量，还减小

2、了高压油在切削过程中的压力降，增加了钻削系统的稳定性，从而有效实现高效排屑。关键词：深孔；高效排屑；振动钻削；负压抽屑；BTA中图分类号：TH12文献标识码：ADesignandresearchofefficientchipremovalofdeep-holeBTAdrillingsystemHAOFenghua，SHENXingquan，WANGHuirong，ZHUHongxia(DeepHoleMachiningEngineeringTechnologyResearchCenterofShanxiProvince，Mechanicalan

3、dPowerEngineeringCollege，NoahUniversityofChina，Taiyuan030051，CHN)Abstract：Forchipremovalproblemsintheprocessofhigh-speedanddeep—holeBTAdrillingsystem，weintro-ducevibrationdrillinganddothefluidpressuresimulationanalysisforordinaryBTAdrillingchipchan—nelbytheANSYSFLUENTtooptim

4、izetheDFsystem，whichachievesthemethodofseparatelycon—trolledhydraulic．Thetoolisappliedtoanaxialcyclevibrationtoachievevariablethicknessofchip．TheDFsystemutilizessuctiontoincreasethepowerofchipremova1．ThecombinationofthevibrationdrillingofthetoolandtheoptimizedDFsystemnotonly

5、effectivelycontrolsthesizeofthechip，improvesthequalityofmachininginnersurfaceofthehole，butalsoreducesthepressuredropofthehydraulicpres-sureinthecuttingprocess，increasesthestabilityofthedrillingsystem，SOastoeffectivelyachieveeffi-cientchipremova1．Keywords：deep-hole；eficientch

6、ipremoval；vibrationdrilling；suctionchipremoval；BTA深孔是指长径比大于等于5(L／D≥5)的孔。深顺利实现高效排屑。孔加工过程存在排屑难的问题，因为其过程是在封闭1振动钻削机理或半封闭状态下完成的，刀具的切削条件恶劣，切屑不易排出。一旦切屑堵塞，油压会急剧升高，导致切削过振动钻削就是在钻削过程中给钻头(或工件)附程中断，需要重新对刀，影响切削效果，甚至深孔钻崩加一个有规律的振动，使钻头和工件之间发生间断性坏扭断。随着高速高效深孔加工技术的研究，单位时接触，切削参数按某种规律呈现周期性变化，使传统切

7、间内切屑量将会增加，排屑障碍成为制约深孑L加工发削模式发生根本性的变化，切削力及扭矩得以改善，以展的最大难题之一。尤其是BTA深孔钻，目前主要靠达到优化切削效能的目的。振动钻削按振动方向高压油强制排屑，但如果切屑太长，即使在高压油作用可分为轴向振动钻削、扭转振动钻削及混合式振动钻下仍无法解决排屑问题J。削，深孔振动钻削一般采用轴向振动钻削，使切屑的厚为了提高加工效率，解决高速深孔加工过程中的度呈现周期性变化，实现变切厚钻削，顺利控制切屑的排屑障碍，整体提高切削效率，引入振动钻削，对切屑尺寸形状，其次高压油将切屑在其最薄弱的地方折断，的尺寸形状进

8、行控制，再配合改进后的负压抽屑装置，使排屑效果更佳。其钻削机理如图1所示。国家国际科技合作专项项目：精密高效深孔加工关键技术合作研究(2013DFA7