内排屑深孔振动钻削系统的设计

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1、前言机械制造业是国民经济的支柱，在切削加工中，孔加工约占加工总量的三分之一，而深孔加工又占孔加工的百分之四十。由于深孔是在封闭或半封闭的状况下进行，因此不能直接观察刀具的切削情况、切削热不易传散，而且捧屑困难、工艺系统刚性差，切削效果不理想。本课题对深孔振动钻削的断屑机理进行了分析，并分析了实现可靠几何断屑的条件和影响力学断屑的因素；对振动参数的选取进行了分析，在理论分析的基础上，结合实际，提出振动钻削参数选取原则；以现有理论为基础，利用了现有的频率、振幅可调的机械式双偏心轮振动发生器和DF负压抽屑系统进行了组合；并对DF内排屑负压抽屑装置的油路系统进行了改进；利用现有的深孔振动钻削系

2、统的新型小直径内排屑深孔钻头，组合设计出了具有振动断屑负压内排屑功能的新型深孔加工系统。由于这里不能上传完整的毕业设计（完整的应包括毕业设计说明书、相关图纸CAD/PROE、中英文文献及翻译等），此文档也稍微删除了一部分内容（目录及某些关键内容）如需要其他资料的朋友，请加叩扣:二二壹五八玖一壹五一本课题利用设计制造好的小直径DF深孔振动钻削系统，对往年深孔振动钻削的试验研究进行了分析，分析结果证明本课题所设计的内排屑深孔振动钻削系统的钻削效果良好、工艺可靠，并且还对产生良好工艺效果的原因进行了分析。目录1.绪论11.1课题研究背景及意义11.2国内外研究状况11.3低频深孔振动钻削存在

3、的问题21.4本课题主要研究的内容22.深孔振动钻削的断屑机理32.1振动切削断屑的必要条件32.2双偏心凸轮式振动发生器振动方程32.3深孔钻头的瞬间进给运动方程42.4切屑的形成机理42.5断屑的数学分析53.内排屑深孔振动钻削装置的分析63.1双偏心轮式振动钻削装置63.1.1振动钻削装置结构图63.1.2振幅可调振动钻削装置的理论分析73.1.3振动装置的特点73.2内排屑深孔钻头的设计83.3DF系统关键部件的设计83.4油路的改进设计原理93.5总体布局94.深孔振动钻削过程分析94.1深孔振动钻削时刀具角度变化和i的取值范围94.1.1深孔振动钻削刀具角度变化94.1.2

4、完全几何断屑条件下的i的取值范围104.2深孔振动钻削系统的稳定性114.2.1深孔振动钻削切削力分析114.2.2影响深孔振动钻削稳定性的轴向振动和扭转振动114.2.3影响深孔振动钻削稳定性的横向振动和弯曲振动124.2.4振幅损失134.3深孔振动钻削的工艺参数选取原则135.总结14致谢15参考文献161.绪论1.1课题研究背景及意义深孔加工在切削领域占有很重要的地位。由于深孔钻削是在封闭或半封闭的状况下进行，因此不能直接观察刀具的切削情况，切削热不易传散，而且排屑困难、工艺系统刚性差，切削效果不理想。深孔加工过程切屑顺利排出十分重要，由于深孔加工捧屑空问有限，因此对切屑形状、

5、大小都有严格的要求。小口径深孔钻削加工时所形成的切屑，在切削液的带动和冲击下必须能够顺利地通过排屑通道排出。切屑能否断成一定的形状并能顺利摊出关系到能否加工的问题；而切屑的排出量和切屑切除率是否适应，决定了刀具能否连续、高效地加工。通过分析以往实验得知，只要有一片切屑不能进入排屑入口，就会造成切屑在入口处的聚集和堵塞，从而引起打刀，此时若不立即停车，退出钻头，就会造成钻杆扭曲、变形、甚至折断或钻头扭断、冷却液喷出而中断加工。因此，断屑和排屑问题在钻削加工中，尤其是小口径的深孔钻削中十分重要，它是关系到钻头及加工系统存在和发展的一个关键。内排屑深孔钻削与外排屑深孔钻削的工作原理不同的是：

6、高压油经输油装置由钻杆与孔壁间隙处输入到切削区，再从钻杆的内孔中同切削液一起排出。内排屑深孔钻切削时不会划伤已加工孔表面，已加工表面质量较好，排屑顺畅；其钻杆为圆形截面，扭转刚度和弯曲强度比枪钻高，因而可以采用较大的进给量钻削；排屑空间大，冷却润滑液压力比较低一般为0.5-3MPa。振动钻削是振动切削的一个分支，它与普通钻削的区别在于钻孔过程中通过振动装置使钻头与工件之间产生可控的相对运动。振动方式主要有三种，即轴向振动(振动方向与钻头轴线方向相同)、扭转振动(振动方向与钻头旋转方向相同)和复合振动(轴向振动与扭转振动加)。其中，轴向振动易于实现，工艺效果良好，在振动钻削中占主导地位。

7、振动的激励方式选择双偏心凸轮式振动装置，此振动装置的振动频率为一百多赫兹，故称为低频振动钻削。振动钻削改变了传统钻削的切削机理。在振动钻削过程中，当主切削刃与工件不分离(不分离型振动钻削)时，切削速度、切削方向等参数产生周期性变化：当主切削刃与工件时切时离(分离型振动钻削)时，切削过程变成脉冲式的断续切削。当振动参数(振动频率和振幅)、进给量、主轴转速等选择合理时，可明显提高钻入定位精度及孔的尺寸精度、圆度和表面质量，减小出口毛刺，降低切削力和