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文档简介
毕业设计说明书深孔振动钻削装置的设计学生姓名学号学院机械工程与自动化学院专业机械设计制造及其自动化指导教师2011年6月深孔振动钻削装置的设计摘要由于深孔加工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,特别是08MM以下,长径比大于10,IT7以上的精密深孔的加工,是目前国内外的技术难题。本课题设计时,在对振动钻削和DF负压抽屑机理进行深入研究的基础上,设计深孔振动钻削装置,采用普通车床配用一种电磁式振动装置,电磁式振动装置克服了深孔加工断屑排屑困难的问题,并且提高深孔的加工质量G2462加工效G10587。关键词深孔加工,振动切削,DF系统DEEPHOLEVIBRATIONDRILLINGDEVICEDESIGNABSTRACTBECAUSEOFTHEDEEPHOLEPROCESSINGINCLOSEDORSEMICLOSEDISCONDUCTED,ANDTHEREFORECANNOTBEDIRECTLYOBSERVEDTHECUTTINGTOOL,CUTTING,ANDSCATTEREDHEATYISCRAPSDISCHARGEDIFFICULT,PROCESSSYSTEMRIGIDITYISPOOR,CUTTINGTHEEFFECTNOTIDEAL,ESPECIALLY08MMBELOW,LENGTHDIAMETERRATIOISMORETHAN10,IT7ABOVEPRECISIONDEEPHOLEPROCESSING,ISTHETECHNICALPROBLEMSATHOMEANDABROADTHISTOPICDESIGN,FORVIBRATIONDRILLINGANDTHEMECHANISMOFSMOKECRUMBSDFNEGATIVEPRESSURE,THOROUGHSTUDYONTHEBASISOFTHEDEEPHOLEDESIGNVIBRATIONDRILLINGDEVICE,USESORDINARYLATHEWITHAASSOLENOIDSTYLEVIBRATINGDEVICE,ASSOLENOIDSTYLEVIBRATINGDEVICEOVERCOMESTHEDEEPHOLEPROCESSINGBROKENBITSSCRAPSDISCHARGEDIFFICULTPROBLEMSANDIMPROVEDEEPHOLEPROCESSINGQUALITYANDMACHININGEFFICIENCYKEYWORDSDEEPHOLEPROCESSING,THEVIBRATIONCUTTING,DFSYSTEM目录1G5353G16340G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G10311G7141本课题研究的目的和G5859G1053G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G10311G21国内外深孔振动钻削G2469G4649G12628况G2462深孔振动钻削的进G4649G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G211G714G21G7141国内外深孔振动钻削G2469G4649G12628况G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G211G714G21G714G21深孔振动钻削的进G4649G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G241G714G22G1314G20069深孔振动钻削G4396在的G1039G16213问题G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G10371G714G23本课题的G7481G9316G2462G1039G16213研究内G4493G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G10371G714G24对深孔振动钻削技术的G4649G7407G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G10310G21振动钻削的断屑机理的研究G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G1031G21G21G7141振动钻削的G4448G1852G1972G1321断屑机理G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G1031G21G21G7141G7141振动切削G1038G1172G1052能断屑G2462断屑G1055G1817G2010G7477G1226G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G1031G21G21G7141G714G21切屑的G5430G6116G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G1031G22G21G714G21G2159G4410断屑机理G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G1031G23G21G714G22本G12468G4579G13479G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G1031G24G22振动装置G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G1031G24G22G7141振动装置的设计G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G1031G24G22G7141G7141振动钻削装置G13479G7512G3282G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G1031G24G22G7141G714G21振G5145,G20069G10587G17842G13505G2499G16855的理G16782G2010G7524G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G1031G25G22G714G21振动装置G11468G1863G6980G1552G8731G5647G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G10317G23排屑系统G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G1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103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G22G23G14280G16886G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G22G24G2454G13783G7003G10498G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G103G22G251引言机G7812G2058G17908G1006是国G8677G13475G8994的G6915G7621,在切削加工G1025,孔加工G13434G2356加工G5647量的G989G2010G1055一,而深孔加工G2460G2356孔加工的G11346G2010G1055四十。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,而且排屑困难,工艺系统刚性差,切削效果不理想。深孔加工特点有如下特点1刀杆受孔径的限G2058,直径G4579,长G5242大,G17908G6116刚性差,强G5242G1314,切削时易产生振动、波纹、锥G5242,而影响深孔的圆G7621G5242和G15932G19766G12907G12973G5242。2在钻孔和G6205孔时,冷却润滑液在没有采用特殊装置的情况下,难于输入到切削区,使刀具G13796用G5242降G1314,而且排屑也困难。3在深孔的加工过程G1025,不能直接观察刀具切削情况,只能凭工G1328G13475验听切削时的声音、看切屑、手摸振动G994工G1226G9213G5242、观仪G15932G8845压G15932和电G15932,G7481判断切削过程是否正常。4切屑排除困难,必须采用G2499靠的手段进行断屑G2462控G2058切屑的长短G994G5430状,以顺利排屑,防止切屑堵塞。5G1038了保证深孔在加工过程G1025顺利进行和达到应G16213求的加工质量,应增加刀具内或外排屑装置,刀具G5353导和G6915承装置和高压冷却润滑装置。11本课题研究的目的和意义机加工工艺G1025的深孔,通常是指长G5242大于直径G24倍以上的孔,深孔加工技术产生于对G7550炮G12661的G2058G17908过程。G1866加工G4396在G989大问题1深孔加工时,孔的轴线易歪斜,这是因G1038深孔刀具细长,刚性差,强G5242G1314,在加工时钻G3848G4493易G5353G1571和振动。G21刀具的散热G7477G1226差,切削G9213G5242升高会使刀具的G13796用G5242降G1314。G22切屑排除困难,不仅会划伤已加工G15932G19766,严重时还会G5353起刀具的崩刃至折断。而且深孔加工的效G10587和质量一直G1314于G1866G4439方G19766的金属切削加工。G13475过近一个世纪的努G2159,深孔加工已达到了G17751高的水平,特别是深孔加工G994新的加工技术G13479合,预示着很好的G2469G4649前景。振动切削的实质就是在传统的切削过程G1025给刀具或工G1226附加某种有规律的振动,使切削速G5242、进给量、切削深G5242按一定规律变化。振动切削改变了工G1226G994刀具G1055间的时间G994空间的G2010配,从而改变了切削加工机理,达到了减G4579切削G2159和切削热并且提高加工质量和效G10587的目的。由于切削速G5242的变化和加速G5242的G1998现,使G5483振动切削具有G16780G3822G1260点,特别是在难加工G7460G7021和普通G7460G7021的难加工工G5219的加工G1025,G18129G6922到了G7509G1866G1998G14406的效果。振动切削G11468比于传统切削的特点1G709切削G2159大大减G4579。G21G709切削G9213G5242G7138G7186降G1314。G22G709切削液的G1328用G5483到了G1817G2010G2469G6393。G23G709G2499提高刀具使用G4563G2641。G24G709G2499控G2058切屑的G5430状和大G4579,改G2904排屑状况。G25G709提高加工精G5242和G15932G19766质量。7G709G2499提高已加工G15932G19766的G13796G11964性和G13796G15444性。12国内外深孔振动钻削发展简况及深孔振动钻削的进展121国内外深孔振动钻削发展简况1G2870G5192G1207G1025G7411,在G1166G1216G2469现了振动钻削具有的一G1135G1260G14403工艺效果G1055G2530,G1038了G4559求G12197G4410的G6915G6357,国内外一G1135G4410G13785G5332G3999从理G16782上对振动钻削的机理G994特性进行G6518G13046,至G1182G230G5192G7481,G1039G16213对振动钻削的G256钻G3848刚性化效果G257理G16782,动G5589G16294G5242理G16782,振动断屑理G16782,G14045G1926能量和应G2159G19610G1025理G16782G12573进行了G2010G7524研究。振动切削按振动G20069G10587FXG2010G1038高G20069振动切削和G1314G20069振动切削G1016种。振动G20069G10587在G2100G43G93以下的振动切削G12228G1038G1314G20069振动切削,G1314G20069振动切削的振动G1039G16213靠机G7812装置G7481实现。高G20069振动切削是指振动G20069G10587在1G25G78G43G93以上,利用G17241声波G2469生G3132、G6454能G3132、变G5145杆G7481实现的。由于FXG30010G78G43G93的振动会产生G2499听G16277的G3134声,一G14336不G1116采用。通常高G20069振动切削也G15999G12228G1038G17241声波振动切削。振动切削按振动的能G9316G2010G1038强G17855振动装置和G14270G9620振动装置。G14270G9620振动切削是利用切削过程G1025产生的振动进行切削的。强G17855振动切削是利用G999G19388设置的振动装置,使刀具或工G1226产生某种有规律的G2499控振动进行切削的方G8873。1G28G248G5192,G13666国G4410G13785研G2058了G4445装在G14270动车床上用G1996G17730控G2058的机G7812式轴G2533振动装置,G2530G7481G7097本G4410G13785研G2058了一种特殊G987G2533G14422式的轴G2533振动钻削装置,如G32821G717G6164示。G1855十G5192G1207G2033,G15215G987G3839G6957G6492研G2058了利用直G8981G16855速电机G20549动G1571G5527G1996G17730G7071G17728,并G6524动G9390G4388使刀具产生轴G2533振动的装置。G5647的G7481G16840,目前机G7812振动装置G3822G6980采用G1571G5527机G7512实现钻G3848或工G1328G2500的振动。这种装置输G1998G2163G10587大,G13479G7512G12628G2345,G1427于G16855G6984振动G2454G6980,振动机G7512刚G5242大,负G17745能G2159强,G1306由于机G7512G4396在G1571G5527质量,振动G20069G10587受到限G2058,通常不大于G2100G43G93。G328211特殊G987G2533G14422式的轴G2533振动钻削装置1G287G28G5192,G7097本G4410G13785G4748本G12573G1166研G2058G1998了G4445装在G12447G19127上的电液G1294服G19412控G2058G8845G13580的振动钻削装置。G2530G7481,G17287G2159G14000重和前G14499G13864的G12197G4410G4490也G11468G13499G5332G2469了G994此G12879G1296的液压振动钻削装置。液压振动钻削装置的输G1998G2163G10587G17751大,负G17745能G2159G17751强,G17878用于钻削大直径深孔,G1306由于增加了液压系统,G6116本G17751高,液压G8845的G1319G12227G5389性G8181量G17751G4579,G6164以G2465应G17843G19057,因此G20069G10587不大于G2100G43G93。液压振动钻削装置G2460G2499G2010G1038机G7812G713液压式和电G8680G713液压式。机G7812G713液压式振动装置的振动G20069G10587G17751G1314,一G14336不G17241过G250G43G93。在电G8680G713液压式装置G1025,控G2058滑G19412的G17828动是由电G8680G713机G7812装置G5114动的,在保G6357G17287G3827大振G5145情况下,G2499以G5483到G7368高的振动G20069G10587。1G2888G5192,G2716G4584G9404工G1006大G4410刘华G7138G6957G6492用电磁铁改G17908研G2058了电磁振动钻削工G1328G2500,用G21G210伏交G8981电G13475G16855压变压G3132G1038电磁铁提供G9620振能量。这种装置G13479G7512G12628G2345,振动G20069G10587G17751高,G20069G10587G994振G5145负G17745特性G17751好,常用于对G4579孔的加工。电磁振动装置的核G5527是电磁G9620振G3132,振动能量G7481G9316于铁G5527对衔铁的在不闭合状G5589下的磁场G2572G2159,G2499以通过改变励磁电压的方式G7481控G2058振G5145输G1998,G1306由于磁隙的刚G5242G11468对G17751G4579,衔铁上负G17745的变化对衔铁振G5145的影响G17751大,钻G3848G994工G1226接触G2530,振G5145G7138G7186减G4579,G6164以电磁振动装置的负G17745能G2159G17751差,效G10587G17751G1314。1G28G287G5192由原吉林工G1006大G4410高印寒G6957G6492研G2058G5332G2469G1998永磁振动钻削装置能G3827产生复合振动。由于振G9316能量G7481G14270于永磁G1319的磁能,使G6984个振动装置具有操G1328方G1427,无G2469热的特点。G21007G5192,G1025北大G4410研究生韩旭在毕G1006G16782G7003G1025详细G1183绍了深孔加工G1314G20069振动钻削,并用G14270行设计G2058G17908的钻削系统和钻G3848进行了深孔钻削实验,效果G14403好,G2499以G6524广到G1866G4439G4579深孔钻削。该钻削系统使用内排屑深孔钻钻削G4579直径深孔时,只G16213切削用量,振动G2454G6980匹配G17751好G18129G2499以很好的控G2058切削G5430G5589,取G5483满G5859的钻削效果。试验G1025使用的振动装置如G32821G21G6164示。通过皮G5114G17730直G8981电动机G5114动G1025G5527轴,而G1025G5527轴G994G1571G5527套1G1038紧配合,G1571G5527套G21和G1571G5527套1G1038松配合,G2499以方G1427G16855G6984G1016个G1571G5527套的G11468对位置,然G2530通过G1016端螺母压紧G11未画G1998G12,随着G1025G5527轴一起G1328G7071G17728G17828动。保G6357架G2499以把由G9390动轴承传G7481的G1571G5527套G21的G7071G17728G17828动G17728G6454G6116往复直线G17828动,实现轴G2533振动。钻杆通过夹紧螺母固定在保G6357架上,钻杆G5114动钻G3848,随着保G6357架做轴G2533振动。振动箱G4445装在车床大托板上,随大托板做轴G2533进给G17828动。工G1226G17728动,钻G3848轴G2533进给并振动,这样就实现了振动钻削。G32821G21G2464G1571G5527套振动装置由于振动钻削具有特殊的工艺效果,从1G2880G5192G1207末至G1182国内有G7368G3822的G4410G13785G5332G3999对振动钻削进行研究,并逐渐G5332G3999G2533应用方G2533G2469G4649。同时,各国G4410G13785对振动钻削理G16782的研究G6524动了振动钻削的历史进程,G1038振动钻削的G1260G14403工艺效果提供了理G16782依据。G1306理G16782研究工G1328还远远不G3827G1852G19766,深入和系统,对某G1135工艺效果还不能做G1998有G16840服G2159的G16311释,有的理G16782还具有G4628限性,G4590缺少严密的G12197G4410G16782证,G6164以振动钻削理G16782的研究工G1328仍是振动钻削新工艺的薄弱环G14422,有G5465于进一G8505G2469G4649和G4448G2904。122深孔振动钻削的进展1970G5192G1207G1025G7411,在G1166G1216G2469现了振动钻削具有的一G1135G1260G14403工艺效果G1055G2530,G1038了G4559求G12197G4410的G6915G6357,国内外一G1135G4410G13785G5332G3999从理G16782上对振动钻削的机理G994特性进行G6518G13046,至G118240G5192G7481,G1039G16213对振动钻削的G256钻G3848刚性化效果G257理G16782,动G5589G16294G5242理G16782,振动断屑理G16782,G14045G1926能量和应G2159G19610G1025理G16782G12573进行了G2010G7524研究。隈G18108淳一郎G6957G6492在他的著G1328精密加工振动切削基础的应用8G1025,G10587先提G1998振动钻削的G256钻G3848刚性化效果G257理G16782。在他G7512G17908的钻G3848动G2159G4410G8181型G1025,把钻G3848抽象G1038G14270由端具有G19610G1025G12573效质量M,G11468互垂直的G1016个方G2533(XG2533和YG2533G709上的G12573效刚G5242G1038YK和XKG12573效阻尼系G6980G1038YCC和X的悬臂梁,并受到G14045G1926宽G5242G1038CT,周G7411G1038T,G1016个垂直方G2533的振G5145G2010别G1038YHH和X的G14045G1926G2159G1328用使钻G3848产生横G2533位移X和Y,从而G7512G17908G1998钻G3848在G1016个方G2533上的G17828动微G2010方程,并进行了求G16311和G2010G7524。1984G5192G5332G3999,王G12447江G6957G6492和他的课题组对高G20069和G1314G20069振动钻削G18129进行了系统的研究,他在研究G1025还提G1998了G1314G20069振动提高钻入定位精G5242的新观点,指G1998振动钻入时虽然由于某种原因产生的横G2533G2159G1328用使钻G3848产生横G2533G1571移,G1306由于振动的G4396在,使钻G3848迅速退回脱离工G1226,并在再次钻入前的一段时间内受阻尼G2159的G1328用横G2533G1571移迅速衰减,G5465衰减近平衡位置时再次钻入,故G7138G7186地提高了钻入定位精G5242,即具有G256钻入G713G1571移G713退回G713恢复G713重新钻入G257的动G2159G4410特性9。这一特性的G2469现无疑丰富了刚性化理G16782,G6524动了振动钻削理G16782研究的进程。1986G5192刘华G7138G6957G6492在G14270G2058的G17241声波振动钻床上进行了实验研究,G13479果G2469现振动钻削使切削G2159下降,G15932G19766质量和孔径精G5242提高。并进一G8505G6518讨了钻G3848G13796用G5242G994进给量G1055间的G1863系,给G1998了G1016G13785G1055间的G1863系曲线10。1988G5
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