抽油泵长缸套内孔加工工装设计开题报告.doc

本科毕业设计开题报告题目抽油泵长缸套内孔加工工装设计院（系）机械工程学院班级机制083姓名张肖扬学号080514020408指导教师赵砚虹教师职称高级教师黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告题目抽油泵长缸套内孔加工工装设计来源工程实际1、研究目的和意义（1）、目的由于深孔钻床的特殊性，其价格比较昂贵，对于非专业化深孔加工的厂家，成本过高。而采用普通车床改装为深孔加工机床，由于其成本低、制造周期短以及一床多用（车削、深孔钻削、深孔镗削和深孔珩磨）等优点（2）、意义随着科技的发展，深孔在制造业广泛的使用起来。深孔加工精度的提高可使制造业的诸多方面得以改善。当所加工的孔的长度L与直径之比L/D5称为深孔。若深孔内壁要求较高精度、较低表面粗糙度和较高的疲劳强度，工艺上需采取镗削与滚压结合加工。传统方法是镗削与滚压分步加工，效率较低；若在一次进给中完成镗削与滚压，不需中间松开工件、更换刀具，不仅显著提高效率，而且容易保证镗杆与工件的同轴度。用普通车床进行深孔加工，具有成本低、一机多用等优点。将普通车床CA6140改装成深孔加工车床，其成本低，制作周期短等优点，为许多生产家接受2、国内外发展情况文献综述最早用于加工金属的深孔钻头是扁钻，它发明于18世纪初。1860年，美国人对扁钻做了改进，发明了麻花钻，在钻孔领域迈出了重要的一步。但麻花钻钻孔时，不便于冷却与排屑，生产效率很低。随着枪炮生产的迅速发展，在20世纪初期，德、英、美等国家的军事工业部门先后发明了单刃钻孔工具，因用于加工枪孔而得名枪钻。枪钻也称为月牙钻、单刃钻及外排屑深孔钻。枪钻钻杆为非对称形，故扭转强度差，只能传递有限扭矩，适用于小孔零件加工生产，效率较低。在第二次世界大战前和战争期间，由于战争的需要，枪钻已不能满足高生产效率的要求，在1943年，德国海勒公司研制出毕斯涅耳加工系统（即我国常称的内排屑深孔钻削系统）。战后，英国的维克曼公司、瑞典的卡尔斯得特公司、德国的海勒公司、美国的孔加工协会、法国的现代设备商会等联合组成了深孔加工国际孔加工协会（BORINGANDTREPANNINGASSOCIATION），简称BTA协会。经过他们的努力，这种特殊的加工方法又有了新的发展，并被定名为BTA法，在世界各国普遍应用。后来瑞典的山特维克公司首席设计出可转位深孔钻及分屑多刃错齿深孔钻，使BTA法有了新的飞跃。BTA法存在着切削液压力高，密封困难等缺点，为克服这些不足，1963年少年特维克公司发明了喷吸钻法。这是一种巧妙应用喷吸效应的方法，可以采用较低的切削液压力，使切屑在推、吸效应下容易排出，有利于系统的密封。但是喷吸法本身椰油缺点，它使用两根钻管，另排屑空间受到限制，加工孔径一般不能小于18MM。由于特殊的切削液供给方式，缺乏了BTA法中切削液对钻杆振动的抑制作用，刀具擦伤，其系统刚性和加工精度要略低于BTA法。20世纪70年代中期，由日本冶金股份有限公司研制出的DF（DOUBLEFEEDER）法为单管双进油装置，它是把BTA法与喷吸钻法两者的油递结合起来的一种方法，用于生产后得到了满意的结果，目前广泛应用于中、小直径内排屑深孔钻削。由于我国的机械制造业的迅速发展，深空加工技术在我国也得到了广泛的应用。20世纪50年代群钻的研制成功，使钻孔效率大为提高。1985年BTA钻头在我国开始使用，在此之后，70年代，我国开始研制和推广喷吸钻，到1978年DF法已在我国设计完成并于1979年正式用于生产，现广泛应用于中、小直径内排屑深孔钻削。国内几家重型机器制造厂相继研制和采用了深孔套料钻，已成功地加工出12M长的发电机转子内孔。西安石油大学于1989年成功地将喷吸效应原理应用到外排屑枪钻系统，使深孔加工性能大大提高；1994年又研制成功多尖齿内排屑深孔钻，使深孔钻削的稳定性和耐用度大大提高。3、研究/设计的目标将普通车床CA6140改装成深孔加工车床4、设计方案（研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）车床改造分析与计算车床型号的选择1镗削力、镗削功率的计算2滚压加工工艺参数选择及计算3总功率计算4车床型号选择5主要设计参数和技术要求机床改造结构设计镗滚压切削设计1滚削设计2滚压加工设计3镗滚压工具设计定位、夹紧装置的设计1总体方案2液压装置的设计设计方案图2车床改装深孔加工机床示意图1、堵塞2、夹盘3、排屑斗4、复合镗滚压工具5、授油器6、止推压板7、镗杆8、固定架5、方案的可行性分析对该设计深孔镗滚复合加工机床进行模拟试验分析，试验分析表明，该设计是在原有设备上进行改造，虽然在整个改造过程中用时较多，但由于是针对一个特定加工零件的工装设计而非大批量生产、镗削加工与滚压加工一次性完成，提高了零件的加工精度，且在不进行深孔的加工时，原有车床仍可使用，故有相对的经济效益6、该设计的创新之处改造对车床的要求不高，可以用旧机床进行。改装时，不改原车床的性能，只需将车床上刀架拆除，换上联结器，授油器和中心架分别装在车床内导轨上。原机床主运动和进给运动机构不变，不用原车床油路系统，另行配置油箱和排屑箱，并在授油器上接冷却润滑油路。改装后的机床拆除深孔加工装置后，仍可作为车床使用。7、设计产品的主要用途和应用领域深孔零件的材质，过去多采用碳素结构钢、低合金钢和高强度合金钢。新型工程材料，如钛合金、不锈钢、耐热钢、陶瓷、碳素纤维塑料、复合材料等，开始在深孔零件上采用。新材料的逐步采用对深孔加工提出了新的技术难度。除了深孔零件的材质外，零件的毛坯质量也有了很大的改观。现在深孔零件的毛坯除了采用一般的铸、锻、轧制毛坯外，对于机械性能要求高的深孔零件，采用真空冶炼、电渣重溶等方法获得高质量的铸锭后，进行压力加工。在管坯生产中，除了一般的热轧、冷轧无缝管材外，现已才采用精轧无缝管材。冶金技术的进步，提高了材料材料的机械性能，使材料的加工性能发生了显著的变化；锻造及压力加工技术的进步，使得毛坯材料的去除率大为降低。另外，由于热处理技术的发展，深孔工件经过热处理后，在机械性能、洁净与显微组织上都有了较大的改善，这直接影响着材料的再加工。随着新材料发展及材料机械性能的提高，促进了新刀具材料的不断发展。深孔加工刀具所使用的刀具材料多为高速钢、YG及YT类的硬质合金。目前，已开始试验和采用新型高速钢材料、超细晶粒硬质合金、涂层刀片、陶瓷（金属陶瓷、SIN4等）、立方氮化硼（CBN）、金刚石等新型刀具材料。