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超声深孔枪钻机床的设计【以CA6140普通车床为基础】【优秀机床全套课程毕业设计含8张CAD图纸+带开题报告+实习报告+外文翻译+46页@正文20500字】

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Surface integrity in electro-discharge machining, ultrasonic.pdf---(点击预览)

中心架A1图纸.dwg

变幅杆A4.dwg

扶正器A2.dwg

换能器A3.dwg

机床装配A0.dwg

枪钻A3.dwg

枪钻中心架.dwg

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关键词：: 超声深孔枪钻机机械设计 ca6140 普通车床机床课程毕业设计超声深孔枪钻机床的设计 CA6140普通车床

资源描述：

超声深孔枪钻机床的设计【以CA6140普通车床为基础】【优秀机床全套课程毕业设计含8张CAD图纸+带开题报告+实习报告+外文翻译+46页@正文20500字】

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中心架A1图纸.dwg

中期报告.doc

变幅杆A4.dwg

外文文献翻译

实习报告.doc

开题报告.doc

扶正器A2.dwg

换能器A3.dwg

机床装配A0.dwg

枪钻A3.dwg

枪钻中心架.dwg

联结器A1.dwg

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摘要

本次毕业设计我们小组的题目是超声深孔枪钻机床，我们以CA6140普通车床为基础，对其传动系统、进给系统、床身等进行全面系统地分析，采取合理的技术措施，对车床进行改造，同时，又加上超声装置，改变其钻削条件，从而获得较高的加工精度和表面质量。本设计立足于“改”，使机床改装后既满足加工要求，又结构简单、方案合理。

此次设计该机床是为了钻削细长孔，工件材料为45钢，孔的直径＝10mm，长度＝500mm，钻孔精度为IT8，改造对象为CA6140普通车床。此次设计，我的具体任务是设计枪钻系统，超声系统和机床导轨。设计总共分为四章。

第一章首先进行工艺分析，制定总体设计方案，结合CA6140普通车床自身特点和深孔枪钻机床的设计要求和工作情况，并巧妙地加工超声装置。

第二章根据加工要求设计深孔枪钻系统，包括枪钻、中心架、扶正器、联结器等。

第三章为超声系统设计，包括超声波发生器、换能器、变幅杆，以及各部件之间地连接，其中，变幅杆的设计是一个重点。

第四章根据机床的总体要求和特点设计导轨。

关键词：车床，枪钻，超声，表面质量

Abstrct

The gun drilling lathe is introduced in this Graduate design .The design is regarding the ordinary CA6140 lathe as fundation . Towards the machine, after we have analaysised its vedrivetrain system ,the body of the machine tools and so on , comprehensively.we transform it by plenty of technology measures rationaly. Morever,

some Ultrasonic devices are used in order to improve the conditions of drilling.In this way , better surface quality and processing precision would be obtainded. Reforming is the basis of this design ,The reformed machine tools not only meet the requirements of process , but also has a simply structure and a reasonable process plan .

To drilling the long and small holes,we design the machine tools.The material of the workpiece is 45,the diameter of the hole is 10mm and the longth is 500mm,the processing precision is IT8. In this design,my task is designing the system of gun drilling ultrasonic and Caterpillar Track ，The design consists of four chapters in a total.

Chapter 1 has two parts . The first , processing the craft analysis to refit CA6140 lathe as the double boring machine , principal axis of lathe is used as the indirect power ,and arousing two boring principal aixs are used as the boring active-line, and the struction of the feed completes the mation of boring . Second , CA6140 lathe is proceeded analysis and refitted the total layout .

Chapter 2 . According to the requirement of the process , design the gung drilling system.

Chapter 3 . the design for Ultrasonic devices are the primary importance of the design . Because they relate to the quality of workpiece .Morever,how to get the right linking among the developments must be thunk over. This part includes the generator,transducer and straight conical hone.

Chapter 4 In this part, Caterpillar Track is designed according to the overall requirements of the gun drilling lathe.

Key Words: CA6140 lathe , gun drilling , ultrasonic , surface quality

前言………………………………………………………………………………..6

1、制定设计机床方案…………………………………………………………………8

1.1任务…………………………………………………………………………...8

1.2车床的分析和改装总体布局………………………………………….……..8

1.2.1分析机床的技术状态…………………………………………………..8

1.2.2改装的总体布局……………………………………………………….10

2、枪钻的设计…………………………………………………………………….......11

2.1深孔加工的特点和发展状况………………………………………………...11

2.2枪钻结构及其尺寸的设计…………………………………………………...12

2.2.1枪钻头部的设计………………………………………………………..13

2.2.2枪钻钻杆的设计………………………………………………………..15

2.2.3枪钻柄部的设计………………………………………………………..16

2.2.4枪钻几何参数的设计…………………………………………………..16

2.3工件中心架的设计…………………………………………………………...18

2.4扶正器的设计…………………………………………………………………19

2. 5联结器的设计………………………………………………………………..20

2.6枪钻中心架的设计……………………………………………………………21

2.7枪钻辅助部分设计……………………………………………………………21

2.8枪钻使用的具体要求…………………………………………………………22

3、超声系统的设计…………………………………………………………………….25

3.1超声振动的装置和原理………………………………………………………..25

3.2超声深孔钻削的优点…………………………………………………………..26

3.3超声波发生器和换能器的设计…………………………………………….. .28

3.4超声变幅杆的设计……………………………………………………………30

3.4.1变幅杆的设计原理……………………………………………………...30

3.4.2变幅杆的设计…………………………………………………………….32

3.5变幅杆与其它零件的连接………………………………………………….39

4、导轨的设计……………………………………………………………………...40

4.1导轨的作用及要求………………………………………………………..…..40

4.2滑动导轨的磨损形式…………………………………………………………41

4.3导轨材料的设计………………………………………………………………41

4.4导轨截面形状的设计…………………………………………………………42

4.5导轨的结构尺寸设计…………………………………………………………43

4.6导轨的润滑和防护……………………………………………………………44

致谢……………………………………………………………………................45

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扶正器A2.gif

换能器A3.gif

机床装配A0.gif

联结器A1.gif

枪钻A3.gif

枪钻中心架.gif

中心架A1图纸.gif

内容简介：: in of , 50061, 4 999; in 999; 000is of a is by In of of to on of an on of of a as on in of # 2000 td .A. B. of in is to a to be as to of a 1,2. of to is of of an of a of on to as to of in on 35. It is to of is to a to 8 of be to As of of a A a a a 0/$ 2000 td .0)000246 (2000) 825830* +86+D. of of of is of o/Ni of to of of to of on in by .5 mm)as iC .8 to by a 6 in to a in 6001800C. o i to to of is a is a of a of of of is of 00 in a 0G a a . a , 10, 4 A,is an by be or no In in a of an 5 is by of on In a 50 W 625 0 N 0, 120,404C a .5 mm/of m/s.A 0 3 4 16 of to a 10 at a .5 mm/by on a 0of by 3. of o/Ni 1(a) EM of of o/Ni a of of be of on be o/Ni by or of is of is at o/Ni )0% 6 (2000) 825830o i, of 1(b) of It be DM to o iC of by to 2 is a of It is a a is mm in of of an of as be of 3 of o/It by is by In 1, a is no on EM of o/Ni is 4. It be 1. of o/Ni 2. EM of o/Ni 3. of o/6 (2000) 825830 827by On of of of on of o/Ni of . It be of to of as be 1. of as 2.A of DM be of a of no of o/Ni of of is 5. of A in , it is of 0%of a on of a A an 16 a 0 A, 65 5 A in in 19 As to a to of of in is of on of o/a (=55 V, 14 (A) 4C 0=6 m/s 4. of o/Ni 5. of of o/Ni of )4 1910 655 16828 6 (2000) 825830is to of of is to of of on as on in of of is 6. It is of in SM of 7. m/s an 46 a be of o/Ni . o/Ni a as in of of of An in in 6. of of o/Ni of 0 81120 08240 28of 467. of of o/Ni 6 (2000) 825830 829 S. M. P. , 1998.2 1997.3 E. in of 7 (2) (1998) 669693.4 L T. of 7 (1996) 207220.5 H. of of 8 (2) (1989) 699708.6 E. of (1) (1993)7781.7 of by 2 (6) (1998) 585592.8 of by 45149 (1998) 17736 (2000) 825830河南理大学本科毕业设计（论文）注： 1 电火花、超声、钻石切削陶瓷中的加工表面完整性 a,*, b 山东科技大学机械工程学院济南 250061 山东省香港理工大学九龙红磡制造工程处香港中国摘要：陶瓷部件往往需要良好的完整的加工表面 ,因为多数情况下 , 陶瓷部件的寿命由它的表面质量所决定。在这项研究中 ,对电火花加工、超声加工、金刚石切削陶瓷材料部件表面的完整性 ,专家已进行比较和调查 .。他们测量了部件的表面粗糙度、硬度、机械表面成型过程。人们经常用弯曲应力及其分布来评价切削加工过程对标本表面完整性的影响。结果表明 ,切削加工过程对陶瓷材料的表面质量有很大的影响。电火花加工陶瓷材料时产生的热量常造成表面裂纹、瑕庇。而加工表面的破坏是由韦伯模数太低造成的。在大多数加工条件下，超声加工、金刚石切削比较平稳，并且其弯曲应力和韦伯模数要比电火花加工时高。关键词：陶瓷复合材料仍无法满足具有复杂几何外形部件在加热条件下的精加工的需要 ,这显然表示还要对部件进一步处理。机械加工如磨削加工，电火花加工，超声加工，金刚石加工和激光加工经常应用，并且在陶瓷加工中费用很高。机械加工过程中 , 低的表面粗糙度使陶瓷表面很容易破坏。这种表面破坏包括表面裂纹、微裂纹和有害的抗应力。表面裂纹和抗应力相结合，将影响陶瓷材料的性能和加工后的承载能力。陶瓷材料的应力取决于它对破坏的抗力和能够引起应力变化的毛细孔、应力破坏和微裂纹。断裂分析表明：内部断裂是造成陶瓷表面失效的主要原因，这种情况河南理大学本科毕业设计（论文）注： 2 经常在精加工中出现。这些表面上的破坏形式限制了应力，并决定应力分布，从而影响应力作用下裂纹的生长。我们经常观察到在同一材料的不同样品中，破坏应力变化很显著。之所以这样，部分原因是表面缺陷的任意分布。由于这个原因，我们需要一种计算应力变化的方法。几项研究表明复合应力可以用来表示陶瓷加工的表面完整性。因为很大程度上，韦伯模数描述了复合应力分布值。韦伯模数值较大，则表明应力分布范围狭窄以及材料性能很好。然而小的韦伯模数表明应力集中分布裂纹、广泛，可以归因于精加工过程中表面的破坏。在这项研究中，专家研究了电火花加工超、声加工金、刚石切削含氧化铝，炭化钛，钼，镍等陶瓷材料，检测了表面粗糙度、硬度、光洁度。复合应力及其分布用来估量机械加工过程中表面的完整性，目的是比较机械加工过程中的表面质量，获得切削加工对应力及其分布的影响。料比较目前研究所用的材料是作者发明的含铝的复合陶瓷。材料中含有大量的氧化铝，同时，炭化钛按表 1 中的比例加入其中。最后在气压下进行 8 分钟的热压缩，从而形成陶瓷磁盘，所需的温度范围是 1600 1800 度。少量的钼和镍元素加入其中是为了较少电子斥力，增加内部弯曲应力。表 1 列出了陶瓷中所含的成分的机械特性。表 1. 陶瓷中所含的成分的机械特性成分 () 复合应力 (断裂应力 (m/s) 硬度 ( 0% i 900 南理大学本科毕业设计（论文）注： 3 工方法和试验步骤：电火花加工是一个热加工过程，在刀具电极和工件之间产生大量的热。电火花为加工陶瓷材料提供了一种方法，无论它的的强度和应力如何，只要导电器足够。本次试验中所用的线电火花切割机是三菱电器系统模型列，电路脉冲最大电流为 30A。该线切割机有线网使用的铜管直径米直径，平均电压 55V,瞬时电流可以设定为 5A、 10A、 14A。超声加工用于硬性材料和脆性材料，不管它们是否导电和是否经历了热烧伤。在超声机械加工中，超声使磨料微粒与冷却液在振幅范围内（通常小于 75工具一起振动 , 并且陶瓷材料先在磨料微粒作用下脱落。在这项研究中 ,超声波是在床 (中国制造 )上工作的 , 它的功率 250 瓦 ,频率 16 25 千赫兹，静态负荷是 10N,分别使用了 80， 120 和 240料微粒。金刚石切削是用金刚石刀具在床上工作，削速度为 6m/s。为每一种切削准备好小样本（ 3 4 16来测量复合应力。他们用 3点弯曲模式测量跨度在 10度为 0.5 mm/力可以通过两个限定的韦伯参数分析。对部件表面粗糙度的测量则通。硬度则通过他们还通过电子显微镜观察加工表面的显微结构。化钛，钼，镍等陶瓷材料的表面光洁度河南理大学本科毕业设计（论文）注： 4 图削含氧化铝，炭化钛，钼，镍等陶瓷材料的显微结构图 1（ a）显示了电火花加工含氧化铝，炭化钛，钼，镍等陶瓷材料的表面的显微结构。可以发现上面有大量的微观裂纹。其表面上出现直径变化的凸凹不平的小坑，同时微裂纹和瑕斑造成的显著的表面破坏也能看到。在电火花加工表面上找到这些特征的可能性很大。用电火花加工含氧化铝，炭化钛，钼，镍等陶瓷材料，不管是金属变形的融化阶段还是热剥落的耐火阶段，微观裂纹对材料的切除和表面的形成作用很大。电火花加工表面形成机制可能是：火花在金属如钼，镍可能会融化的导热阶段形成。这些阶段高导热性加大了表面粗糙度。图 1（ b）显示了表面上有更大的坑和二次硬化层。可以看出，由电火花造成的表面破坏导致钼，镍的侵蚀和氧化铝，炭化钛颗粒的暴露。其表面破坏的可能性和程度是通过比较与部件表面向垂直的横截面得到的。图 2是电子显微结构图 ,它取自表面上小坑的中心，展示了表面破坏，它揭示了表面明显得到硬化。表面层的颜色比中心颜色深，厚度大概是8些表面上的小坑和裂纹深深地影响陶瓷地性能和应力，以后我们就可以看到。河南理大学本科毕业设计（论文）注： 5 图 2. 电火花切削含氧化铝，炭化钛，钼，图化钛，镍等陶瓷材料的横截面的显微结构钼等陶瓷材料的显微结构超声加工表面与电火花加工有很大的不同。图 3表明了典型的超声加工含氧化铝，炭化钛，钼，镍等陶瓷材料的表面的显微结构。它显示材料的剥落主要是依靠细微的折断，显然，这些断裂是晶体和非晶体混合作用的结果。加工表面的特征受那些大量的小的碎片影响。和图 1相比较，超声加工后的表面相对比较光滑，而且没有显著的裂纹。典型的金刚石切削含氧化铝，炭化钛，钼，镍等陶瓷材料的显微结构在图 4中显示。可以看到其加工表面含有因细微切割造成的剥落碎片和因微裂纹产生的沟壑。沟槽的侧面，我们看到有碎片，这些剥落碎片能够表明切削过程中细微断裂的存在。金刚石切削过程中，表面上很少有独立颗粒剥落的证据。含氧化铝，炭化钛，钼，镍等陶瓷材料的粗糙度和硬度：电火花加工 ,超声加工，金刚石切削材料的粗糙度和硬度在表 2中列出。可以看到：电火花加工后的表面粗糙度最大，硬度最小。其高粗糙度归因于能够从图 1中看到的裂纹小坑以及沟槽的存在，而表面硬度很低可能是因为热硬层的存在（在图2中表示）。若是电火花加工时采用较小的电流，那么得到的表面粗糙度较小，因为电火花的能量密度有所减少。但是在这两种磨削加工过程，表面硬度却没有显著的不同。河南理大学本科毕业设计（论文）注： 6 表 2. 含氧化铝，炭化钛，钼，镍等陶瓷材料的粗糙度和硬度试样切削参数粗糙度 (硬度 (电火花加工 U=55v 5 声加工磨粒颗粒5 刚石切削切削速度 V=6m/s 氧化铝，炭化钛，钼，镍等陶瓷材料的复合应力及其分布：图削含氧化铝，炭化钛，钼，镍等陶瓷材料的显微结构河南理大学本科毕业设计（论文）注： 7 图化钛，钼，镍等陶瓷材料的韦伯模数电火花加工的试样的应力分布在的韦伯模数在图 5中显示出来，图中斜率表示每一种分布的韦伯模数。斜率越大，应力数值变化量就越小。表 3记录了在每一中切削状态下的韦伯模数和平均应力。至于表 1和表 3，可以证明电火花加工后的应力很低，仅仅是原材料应力的 68 80，韦伯模数范围是表明电火花加工对加工试样的复合应力有坏的影响。电流越大则裂纹越多。当电火花加工电流为 5以得到平均应力 716伯模数为电流达到 10均应力下降到 655韦伯模数为当电流达到 15均应力就会下降到619韦伯模数为流越高，其能量密度越大，增加了材料脱落的比率和表面粗糙度。表面缺陷可以导致部件严重失效。表 3. 电火花加工陶瓷材料应力分布的韦伯模数试样电流（ A）韦伯模数平均应力（电火花加工表面 14， 10， 5 19， 655， 716 陶瓷加工中一个严重的问题是工件表面裂纹的激发。这主要是因为裂纹与表面上突出的缺陷的大小和分布有关。控制微小材料应力这一基本因素将决定加工中缺陷形成的大小。电火花引起的裂纹和小坑可以说是断裂的根源，并且能够引起应力河南理大学本科毕业设计（论文）注： 8 递减，电火花加工表面的破坏主要归因于韦伯模数太低。表 4. 超声波加工陶瓷材料应力分布的韦伯模数试样颗粒大小韦伯模数平均应力（超声波加工表面 80， 120， 240 81， 808， 828 表试样韦伯模数平均应力（金刚石加工表面 64 图化钛，钼，镍等陶瓷材料的韦伯模数超声波加工的试样的应力分布的韦伯模数在图 6中显示出来。表 4记录了在每一中切削状态下的韦伯模数和平均应力。可以证明：超声波加工的试样的平均应力值要比电火花加工的试样大，韦伯模数也相应增加，范围是表明了与电火花加工相比，超声波加工过程中有种力抵挡、限制含氧化铝，炭化钛，钼，镍等陶瓷材料表面的破坏。磨削颗粒越小，应力和韦伯模数越大。金刚石加工的试样的应力分布的韦伯模数在图 7中显示出来，表 5记录的是其韦伯模数和平均应力。金刚石切削在 6m/力为 846 韦伯模数为过比较可以看出：超声波加工和金刚石切削过程比较平稳，复合应力和韦伯模数比电火花加河南理大学本科毕业设计（论文）注： 9 工的试样高。图 7. 金刚石切削含氧化铝，炭化钛，钼，镍等陶瓷材料的韦伯模数对电火花加工 ,超声加工，金刚石切削含氧化铝、炭化钛、钼、镍等陶瓷材料部件的表面的完整性进行比较，可以得到一下结论：化钛，钼，镍等陶瓷材料部件表面由于热量原因产生缺陷和裂纹，其表面质量和残余应力随电流的增加而降低，而表面质量差是因为韦伯模数太低。应力和韦伯模数比电火花加工试样高。超声加工中，复合应力和韦伯模数随磨料颗粒的减小从而得到改善。河南理大学本科毕业设计（论文）注： 10 河南理大学本科毕业设计（论文）注： 11 河南理工大学本科毕业设计（论文）中期检查表指导教师：焦锋职称：副教授所在系部（单位）：机械动力与工程学院教研室（研究室）：机制教研室题目超声波枪钻机床设计学生姓名赵勇专业班级机制 02 学号 02080103 一、选题质量（主要从以下四个方面填写： 1、选题是否符合专业培养目标，能否体现综合训练要求； 2、题目难易程度； 3、题目工作量； 4、题目与生产、科研、经济、社会、文化及实验室建设等实际的结合程度） 1，本次毕业设计题目为超声波枪钻机床设计，是对我们大学四年所学知识进行一次全面的练习和检测。 2，本次毕业设计将对我们以后的学习和工作产生很大的促进作用，也能达到一个综合训练的效果，同时又加强了动手能力和查阅资料的能力。 3，题目的难易程度很适中，对我们既是一个挑战也是一个很好的锻炼提高过程。 4，题目的工作量：要求完成以上的纸， 3 万的说明书一份。 5，选题不但能紧密的结合生产和实践，也是在我们所学习过的范围之类，对我们以后不管是科研还是从事实际的工作对有很大的帮助。二、开题报告完成情况在焦锋老师的指导和帮助下，在小组成员的配合下，我顺利地开展本次毕业设计。由于我们这次是第一次独立的超声波枪钻机床进给装置，在以前接触这方面的知识较少，所以在刚开始就不是很顺利，甚至感到有些无从下手，但是经过和指导老师的提示和与本组同学的商量之后，我逐渐找到是设计的切入点，顺利的完成了开题报告。并有了一定的成果和进行了一些前期的工作，并使本次设计有了一个良好的开始。最后我在查阅了一些资料以后，现在已经进入了计算设计过程，我将在以后工作中继续努力，认真完成这次毕业设计。三、阶段性成果 1 通过对机床系统的学习，在加上老师的仔细讲解，我收集了大量的资料和文献，为设计的顺利完成打下了坚实的基础。 2. 在老师的指导和同学的帮助下找到了设计的基本方法，开始了一些基本的原理设计，并取得了一定成果。 3. 完成了开题报告。 4进行了前期的一些工作和设计，对整个设计有了一个大体的方案。四、存在主要问题由于我们这次是第一次独立的机床装置，所以在刚开始就不是很顺利，对做一个毕业设计的基本知识都没有认识，后来找了指导老师，老师给我在他去年指导毕业设计的基础上，针对我们本科生以前存在的问题，进行了仔细的讲解，然后我再与本组其他同学的商量之后，我慢慢的自己逐渐找到是设计的切入点，我觉得这对我以后有很大的作用。但是随着设计的逐渐进行我有遇到了许多的新的和更加复杂的问题，这些问题使我充分认识到了自己在以前学习中的不足和自己与一些同学的差距，所以我要以本次设计问契机加强自己在学习上薄弱环节，争取使我的毕业设计能够取得好的成绩，也能够使我所学的知识能够在以后的工作中发挥更大的作用。五、指导教师对学生在毕业实习中，劳动、学习纪律及毕业设计（论文）进展等方面的评语指导教师：（签名）年月日实习报告学院：机械与动力工程学院专业：机械制造与设计及自动化班级：机制 02 4 班学号： 02080103 姓名：赵勇日期： 2006 年 5 月 10 日前言毕业实习是毕业设计的基础和前提，是在理论与实践相结合过程中不可缺少的一个重要环节。实习时的所见所闻以及感受，对毕业设计的顺利进行很有帮助；同时对开阔我们的思维，提高我们对机械相关知识的了解和认识，也是至关重要的。毕业设计前夕，我们在焦锋老师的带领下，分别到焦作市博瑞克液压机械有限公司、焦作制动器股份有限公司、重型机械有限公司等企业和单位实习和调研。在那里我们受到了相关领导和工人师傅的热烈欢迎，同时，老师和工人师傅的耐心讲解和淳淳教会使我们受益匪浅，为我们毕业设计的开展打下了很好的基础。在此，特向他们说声：谢谢！由于我们小组毕业设计的题目是超声深孔枪钻机床的设计，因此在实习期间，我对此方面关注较多，下面简单地介绍一下我实习的情况。第一章在老师的带领下，我们去焦作市博瑞克液压机械有限公司参观实习，该公司创建于 1958 年，是国家机械工业部确定的冶金设备用液压缸唯一定点生产厂家；国家液压缸行业标准起草，修定单位之一，宝钢设备配件研制中心成员单位之一；焦作市高新技术企业之一。 2001 年 7 月经国家经贸委批准“双高一优”项目，投资 3000 万元的冶金设备用液压缸易地经改项目已完成。并能够独立生产多种高难度非标油缸替代进口油缸，且盖率达 100。公司主要加工设备 260 台，其中投资额 1200 万元从美国西来公司引进目前世界上最先进的内孔加工设备刮削滚刀机，采用镗，滚压方法，一次装卡完成，使缸体内孔精度达，并具有压力自动补偿刀具，保证表面粗糙度始终如一。同时公司还用有先进的数控机床，卧镗铣床，多台深孔强力珩磨机床，深孔钻镗床， 8 米外园磨床， 14 米车床以及车削中心，数控加工中心和先进的综合性能实验台等完善的检测设备。主要产品： 1. 重型冶金设备用液压缸（ 1） 91 冶金设备用液压缸（ 2） 96 重型冶金设备用液压缸（ 3）型冶金设备用力士乐液压缸（ 4） Y 金设备标准液压缸（ 5）伺服压下缸（ 6）齿条压下油缸（ 7）带位移显示传感器液压缸 2. 程用液压缸 3. 标准系列气缸（ 1）冶金设备用气缸 1448 74 （ 2）际标准中型汽缸 4. 设计制造各种非标准液压缸，气缸以及液压泵站等产品接下来我主要围绕毕业设计相关内容及在工厂里的所见所闻，再加上从相关书籍中了解的知识，阐述一下对深孔加工认识和感受。一现代深孔加工技术的发展，面临着多品种、小批量、新型工程材料及愈来愈高的精度要求的挑战。由于机械工业产品多品种、小批量的比重日益增加，提高劳动生产率、降低生产成本成为深孔加工技术的中心课题。发展成组技术和发展计算机辅助设计及计算机辅助制造，实现自动化生产是提高深孔加工劳动生产率和经济效益的根本途径。新型工程材料对深孔加工技术的挑战，在于要求提高传统深孔加工方法的水平开发新的制造技术与加工方法。愈来愈高的精度要求，需要发展深孔精密加工技术，并相应地发展精密测量及精密机械设计。在实现深孔加工自动化生产中，需要解决加工中异常情况的监控及自动检测。目前深孔加工中的这些问题、虽然落后于车削、铣削，但已有一些国家在开发研制，进行解决。随着深孔工技术的发展深孔加工技术的基础理论研究也在不断加强并取得了有价值的成果。深孔加工难度高、加工工作量大，已成为机械加上中的关键性工序。随着科学技术的进步，产品的更新换代十分频繁新型高强度、高硬度的难加工零件不断出现，无论是对深孔加工的质量、加工效率，还是刀具的耐用度都提出了更高的要求。因此研究深孔加工的新工艺、探索深孔加工刀具的新结构、深孔加工的检测方法和监测系统等已成为人们十分关注的问题。孔加工分为浅孔加工和深孔加工两类也包括介于两者之间的中深孔加工。一般规定深孔 L 与孔径比大于 5，即 L 5 的孔称为深孔 ; L 5的孔称为浅孔。孔的深度与直径之比，决定了孔加工工艺系统的刚度及刀具结构的特点。 L 大，工艺系统刚度降低切屑排出及冷却润滑的难度加大。二深孔加工可分为一般深孔加工 (钻、镗、铰等 )、精密深孔加工 (珩磨、滚压等 )和电深孔加工 (电火花、电解等 )。按加工方式可分为 :实心钻孔，镗孔法，套料钻孔法；按运动形式可以分为 :工件旋转、刀具作进给运动，工件不动、刀具旋转又作进给运动 ,工件旋转、刀具也作相反方向旋转又作进给运动 ,工件作旋转运动与进缩运动、刀具不动 ; L 按排质方法分为 :外排屑 , 内徘屑 ; 按加工系统 (冷却、排屑系统 )分为 :枪钻系统 ,统 , 喷吸钻和统。深孔加工是处于封闭或半封闭状态下进行的，故具有以下特点： (1)前只能凭经验，通过听声音、看切屑、观察机床负荷及压力表、触摸振动等外观现象来判断切削过程是否正常。 (2)般切削过程种 80%的切削热被切屑带走，而深孔钻削只有 40 。刀具占切削热的比例较大扩散迟、易过热，刃口的切削温度可达 600，必须采用强制有效的冷却方式。 (3)于孔深、切屑经过的路线长，易发生阻塞，造成钻头崩刃。因此，切屑的长短和形状要加以控制，并要进行强制性排屑。 (4)受孔径尺寸限制，孔的长径比较大，钻杆细而长、刚性差易产生振动，钻孔易走偏，因而支承导向极为重要。目前，国内、外常用的深孔加工系统有枪钻系统、统、喷吸钻系统和统。这些系统除用于与之对应的钻头进行钻削外，亦可以用于其它深孔刀具切削加工，如深孔镗削、铰削和珩磨等。枪钻系统属于外排屑方式，主要部件由中心架、扶正器、钻杆联结器和冷却润滑油路系统组成。其中中心架辅助机床卡盘用于装夹工件；扶正器主要用于钻头人钻时导向并提供向外排屑的通道；尾架用于夹持钻头柄部，支承钻削扭矩和轴向力。枪钻系统的工作原理是：切削液通过尾架上输油人口进入钻杆内部，到达钻头头部进行冷却润滑，并将切除的切屑从钻头外部的 V 型槽中排出。由于切屑由钻头和钻杆外部排出，容易接伤已加工孔表面，其加工质量要低于内排屑方式的系统。该系统主要用于小直径 (一般 20 孔加工。统属于内排屑方式。主要由中心架、授油器、钻杆联结器和冷却润滑油路系统组成。统中的授油器与枪钻系统中的扶正器功能不同，授油器除了具备导向扶正功用外，还提供了向切削区输油的通道。统的工作原理是：切削液通过授油器从钻杆外壁与已加工表面之间的环形空间进入，到达刀具头部进行冷却润滑，并将切屑经钻杆内部推出。该系统使用范围广泛，适用于深孔钻削、镗削、铰削和套料，但受到钻杆内孔排屑空间的限制主要用于直径 12工。喷吸钻系统主要用于内排屑深孔钻削加工：顷吸钻系统利用流体力学的喷射效应的原理，当高压流体经过一个狭小的通道喷嘴高速喷射时，在这般喷射流的周围形成低压区，可将喷嘴附近的流体吸走。其工作原理是：切削液在一定压力作用下，由联结器上输油口进入其中 2 3 的切削液向前进入内、外钻杆之间的环形空间，通过钻头柄部上的小孔流向切削区，对切削部分、导向部分进行冷却与润滑并将切屑推人内钻杆内腔向后排出；另外 1 3 的切削液，由内钻杆上月牙状喷嘴高速喷入内钻杆后部，在内钻杆内腔形成一个低压区，对切削区排出的切削液和切屑产生向后的抽吸，在推、吸双重作用下促使切屑迅速向外排出。因此，在喷吸钻钻孔时，切削液压力低而稳定不易外泄，徘屑顺畅，降低了钻削系统的密封要求，保证了钻削加工可以在较大的切削用量下进行。喷吸钻系统由中心架、扶正器、内钻杆、外钻杆及冷却润滑系统等组成。由于有内管，喷吸钻加工最小直径范围受到限制，般不能小于 I 8 英文缩写，原意为双进油装置，是 20 世纪 70 年代中期研制出来的。它并非独创，而是将法推出切屑与喷吸钻吸出切屑的方法相结合，仅用一个钻杆完成推、吸双重作用。它同时具备了统和喷吸钻系统的优点并克服不足，使钻削直径范围增大 (最小直径可达 46密封压力减小，加工精度和效率提高。统需要把切削液分成两条路线分别供给授油器和联结器，其工作原理是：约 2/3 的切削液同统一样由授油器进入，并从钻杆外壁与已加工孔表面之间的环形空间到达钻头头部，并将切屑从钻杆内部推出；另外 1/3 的切削液直接从钻杆联结器的负压装置进入钻杆内腔，产生一定的负压。将切削区的切削液和切屑向后抽吸，促使切屑顺利排出。二枪钻是一种比较古老的深孔加工刀具，最初用于加工枪管，故名为枪钻。枪钻是外排屑深孔钻的代表。也是小直径 10下 )深孔加工的常用力法。目前硬质合金枪钻的最小直径为 1孔深度与直径之比超过 100,最大可至250；钻孔精度为孔表面粗糙度 R 为枪钻具有一次钻削就获得良好精度和表面粗糙度低的特点，近几年来，已用于精密浅孔和特殊孔加工。而且枪钻的使用范围也在不断扩大，不仅用于加工通孔 ,还可以加工盲孔、阶梯孔、斜孔、半圆孔、断续孔和叠层板孔等。枪钻由头部 1、钻杆 2 和传动部 3(柄部 )三部分组成，如图 1 所示。头部材料有高速钢和硬质合金两种并与钻杆焊接为一体、目前常用硬质合金枪钻。图钻头头部有出油孔，出油孔的形状和大小主要根据切削液流动特性和流量的要求来确定。常用的形状有单圆孔形、半月形、八字形及双圆孔形 4 种，如图2 所示。其中双圆孔形及八字形的出油孔截面积为最大 ,常用于大直径枪钻或双刃枪钻。小直径枪钻或单刃枪钻 ,常用单圆儿及半月形截面形状。图枪钻钻杆一般用高强度合金管压制而成 ,有 D 形 ,V 形 ,U 形 ,中心槽形 ,圆型 ,麻花形几种。其中， D 形钻杆适用于钻；中心槽形钻杆适用于销式枪钻； v 形钻杆和圆形钻杆适用于普通 (标准 )枪钻； v 形钻杆用于钻深一些的孔；圆形钻杆用于钻浅孔；麻花形钻杆用于立式钻削。设计时，钻杆直径必须略小于钻头直径，但不宜过小否则切屑容易泄漏到v 形槽外，划伤已加工面。通常，钻杆直径1d( ： 10 0 . 2 0 . 6 ) 式中 0d 钻头直径，钻杆壁厚 t 取 t =(0( 1 2 3 4 5 6L l l l l l l 式中 1l 2l 3l 4l 5l 6l (见图 3) 图柄部是将钻头和机床连接起来的部分钻柄与机床的连接孔要求有一定的同轴度，并且连接必须牢靠以便有效地传递力和力矩。三 . 深孔加工工艺深孔零件加工过程可划分为以下 5 个阶段：要包括工件的热处理，探伤检查毛坯外观检查尺寸的检测，毛坯校正，工件两端车削 (平端面 )等项准备工作。阶段的主要任务是用较高的生产率来切除大量的加工余量，如深孔钻削及粗镗等方法。阶段的主要任务是进一步提高加工精度，并减少表面层残余缺陷，为精加工作好准备 (保证一定的加工精度和加工余量 )。精镗、浮动铰，它是部分深孔加工零件的最终加工阶段，对于要求加工质量更高的零件，还需给光整加工阶段留加工余量。提高尺寸精度和降低表面粗糙度为主的阶段，如滚压、沂磨等。深孔零件的加工工艺路线的安排视零件结构持征、加工方法、加工要求、刀具结构、设备状况等因素而不向，工艺路线常有下列几种安排顺序：处理实心料钻探孔 (或管坯粗铿深孔半精镗铰 (粗铰、精铰 )滚压 (或珩磨辅助表面加工检验。处理钻 (镗 )热处理车削工序镗浮动堂滚复合检验。处理钻 (镗 )镗铰滚复合珩磨检验。处理钻铰检验。处理镗铰滚复合 (珩磨 )检验。目前由于深孔刀具的发展，深孔工已能实现高效精密加工，所以深孔表面的加工工序已大为简化和趋于工序集中。五枪钻钻削需要使用专用机床。一般使用专门设计的专用枪钻钻床，这种钻床是根据枪钻钻削的特点而设计的用它可以获得最佳的钻削效果。另外，也可以将普通机床改装为枪钻钻床，通常用普通车床改装，但钻削效果比专用机床要差一些。一台好的枪钻机床应满足下述要求： (1)刚性好，振动小。用普通车床改装时，应特别注意进给机构的刚性。 (2)具有足够大的功率。 (3)具有足够高的主轴转速。普通车床最高转速一般远远不能满足小直径 ( 0d 10 深孔加工转速的要求，所以 ,改装机床时需要提高原机床的转速。 (4)进结机构稳定 (最好有无级进给 )，进给量范围合适。改装时，一般需重新配挂轮，减小进给量档次。 (5)具有满足要求的切削液装置和排屑装置 (最好使用外排肩置。 (6)还需装备下列部件： 1)可调式进给过载保护器； 2)保证切削液系统与机床同步起动的电机联锁装置； 3)油压表； 4)切削液过滤器； 5)储油箱的油量表。使用枪钻时，我们还应注意以下几个问题： (1)工件的夹紧必须安全可靠，并与机床中心同轴，可将工件外圆和端面加工，至少要车出定位面。 (2)在加工长工件时，工件和枪钻应使用固定中心架。此外，钻杆还需 1 3个移动支承架。 (3)工件上的中心孔，一定要小于枪钻的直径，如果中心孔的尺小无法减少。可使用特殊的导向钻套，最好使用硬质合金。 (4)开始切削时，必须使用导向钻套，钻套的内径与钻头直径相配，钻套的内径要磨至工件较短或孔直线度要求不高时，亦可采用在工件上预钻导向孔来导向。 (5)钻套是易损件，当钻套内径磨损量大于该钻套就应该调换。第二章一超声加工技术是超声学的一个重要分支。超声加工技术是伴随着超声学的发展而逐渐发展的。 20 世纪 70 年代中期，美同在超声钻中心孔、光整加工、磨削、拉管和焊接等方面已处于生产应用阶段，超声车削、钻孔、镗孔巳处于试验性生产设备原型阶段。 1979 年通用超声振动切削系统已供应工业界府用。德国和英国也对超声加工的机理和工业应用进行了大量的研究，并发表了许多有价值的论文，在生产中也得到了积极的应用。我国超声加工技术的研究始于 20 世纪 50 年代末， 60 年代末开始广超声振动车削的研究， 1973 年上海超声波电子仪器厂研制成功 2 型超声研磨机。1982 年，上海钢管厂、中国科学院声学研究所及上海超声波仪器厂研制成功超声拉管设备，为我国超声加工在金属塑性加工中的应用填补丁空白。 1983 年 10月，机械电子工业部科技司委托机械工艺师杂志编辑部在西安召开了我国第一次“振动切削专题讨论会”，会议充分肯定了振动切削在金属切削中的重要作用，交流了研究和应用成果，促进了这项新技术在我国的深入研究和推广应用。 1987 年，北京市电加工研究所在国际上首次提出了超声频调制电火花与超声波复合的研磨、抛光加上技术，并成功应用于聚晶金刚石拉丝模的研磨和抛光。 1989年，我国研制成功超声珩磨装置。 1991 年研制成功变截面细长杆超声车削装置。 20 世纪末到本世纪初的十几年间，我国的超声加工技术发展迅速，在超声振动系统、深孔加工、拉丝模及型腔模具研磨抛光、超声复合加工领域均有较广泛的研究，尤其是在金刚石、陶瓷、玛淄、玉石、淬火钢、模具钢、花岗岩、大理石、石英、玻璃和烧结永磁体等难加工材料领域解决了许多关键性问题，取得了良好的效果。超声加工技术的发展及其取得的应用成果是可喜的。一方向，材料加工的客观需要推动和促进了超声加工技术的发展；另一方面，超声加工技术的发展又为材料的加工提供了一种强有力的加工手段，而促进了材料加工的发展。虽然超声加工技术已经涉及到许多领域，在各行各业发挥了突出的作用，但有关工艺与设备的相关技术有待于进一步研究开发。二超声加工是利用超声振动的工具在有磨料的液体介质中或于磨料中产生磨料的冲击、抛磨、液压冲击及由此产生的气蚀作用来去除材料，或给工具或工件沿一定方向施加超声频振动进行振动加工，或利用超声振动使工件相互结合的加工方法。超声加工系统由超声波发生器、换能器、变幅杆、振动传递系统、工具、工艺装置等构成。超声波发生器的作用是将 22080v 的交流电转换成超声频电振荡信号；换能器的作用是将超声频电振荡信号转换为超声频机械振动；变幅杆的作用是将换能器的振动振幅放大，超声波的机械振动经变幅杆放大后传给工具，使工具以一定的能量与工件作用，进行加工。一般的超声加工（称利用作超声频振动的工具端面，促使悬浮在工作液中的磨粒冲击工件表面，去除工件表面的一种特种加工方法。而超声钻削则属于超声加工方法与普通钻削的结合，同时也属于振动切削的一个分支，其加工原理示意图见图 2 1。超声波发生器也称为超声频发生器、超声电源，其作用是将工频交流电转变为有一定功率输出的超声频电振荡，以提供工具端面往复振动和去除被加工材料的能量。目前使用的超声波发生器频率为 16 25率在 20 4000W 范围内。功率在 1000W 以上的超声波发生器多用电子管式，而小功率者多用晶体管实现。不管是电子管或是晶体管式的，超声波发生器的组成方框图都类似图 22 所示，分为振荡级、电压放大级、功率放大级和电源四部分。其中振荡级由三极管连接成电感反馈振荡回路，调节电路中的电容可以改变振荡频率，振荡级的输出经耦合至电压放大级放大后，利用变压器倒相输送至末级功率放大器。功率放大管常用多管并联推挽输出，经输出变压器输出至换能器。换能器变幅杆麻花钻超声波发生器工件图 2 1 超声钻削原理示意图振荡级放大级功率级电源超声加工换能器图 2 2 超声波发生器方框图为使发生器和换能器相匹配，以便发生器效率最高，变幅杆振幅最大，则超声波发生器必须满足下列要求：输出功率和频率在一定范围内连续可调且稳定，最好有频率自动跟踪系统和自动微调的功能，发生器的输出阻抗应与换能器阻抗相匹配。此外还要求超声波发生器结构简单、工作可靠、经久耐用、价格便宜、体积小等。换能器作用是将高频电振荡转换成机械振动，它是将电功率转化成机械功率的关键部件。目前实现这一目的可利用压电效应和磁致伸缩效应两种方法，对应的换能器有压电换能器和磁致伸缩换能器两种 12。压电换能器是利用某些压电晶体材料的压电效应的逆效应制成的。压电效应是指压电晶体在一定方向，一定的晶面上受压或受拉时，就在相应的面上出现电荷。这种效应具有可逆性，既在压电晶体上加一个电场，当电场方向和压电轴方向相一致时，压电晶体就相应地沿一定的方

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