钻削精密深孔扭振发生装置的设计【含CAD图纸+PDF图】
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摘 要孔加工是金属切削加工中最常用的加工工艺。据统计,孔加工的金属切除量约占切削加工总金属切除量的1/3,钻头的产量约占刀具总产量的60%。目前用于加工微小孔的工艺方法虽然较多,但应用最广泛、生产实用性最强的仍是采用麻花钻钻削加工。随着对孔加工质量和效率的要求不断提高,传统的钻削工艺已显示出极大的局限性,而近年来迅速发展的振动钻削工艺则日益显示出其独特的优势及广阔的应用前景。本文主要介绍了振动钻削，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、扭转振动和复合振动。本文讲述了如何匹配加工参数来实现精密深孔的加工，并设计了扭振发生装置，综合分析了振动钻削的工艺效果。低频振动切削技术目前已应用于孔加工(包括钻、扩、铰、锁、攻丝等)和外圆车削加工等领域，解决实际生产中诸如切屑处理、改善切削加工性、提高加工质量、延长刀具寿命等问题，理论上也获得了许多发展。关键词 ： 麻花钻 ；振动钻削 ；振动装置 ；低频振动 AbstractHole processing is the most commonly used metal cutting machining processing technology. According to statistics, hole machining of metal removal accounted for about one-third of the total machining metal removal of the, drill production accounted for about 60% of the total tool production. Process methods now used for machining small holes while more, but the strongest is still the most widely used, the production practicality is uses the twist drill drilling processing. As the hole of the requirement of increasing the quality and efficiency, the traditional drilling technology has shown great limitations, in recent years the rapid development of the vibration drilling technology is increasingly shows its unique advantages and broad application prospects.Vibration drilling is mainly introduced in this paper, the vibration drilling is a branch of vibration cutting, the difference between it and common drilling through vibration device in the process of drilling bit and generate controllable relative movement between parts. Vibration mode mainly has three kinds, namely axial vibration, torsional vibration, and vibration compound. This article tells the story of how the matching processing parameters to achieve precision deep hole machining, and torsional vibration generator is designed, the comprehensive analysis of the vibration drilling technology effect. Low frequency vibration cutting technology has been applied to the machining (including drilling, expanding, hinge, lock, tapping, etc.) and cylindrical turning processing, etc, to solve practical production in cutting machining, such as chip removal, improve processing quality, prolong tool life and other issues, theory also received many development. Keywords： Twist drill ；Vibration drilling；Vibration device；Low frequency vibration 目 录摘 要IVAbstractV目 录VI1 绪论11.1 振动钻削技术的发展历史11.2 振动钻削的工艺效果21.3 振动钻削的应用前景及前沿课题42 振动钻削的原理72.1 振动钻削的机理72.2 振动钻削系统的稳定性与振幅损失82.2.1 振动钻削时的切削力92.2.2 振动钻削系统的稳定性102.2.3 产生横向摆振与钻杆弯曲振动的原因122.2.4 振幅损失133 深孔加工的高效解决方案143.1 深孔加工144 装置设计164.1 装置总体方案164.2 电机的选择184.3 带传动设计204.3.1 确定计算功率Pca204.3.2 选择带型204.3.3 确定带轮的基准直径204.3.4 确定中心距a和带的基准长度Ld214.3.5 验算主动轮上的包角1214.3.6 确定带的根数Z214.3.7 确定带的预紧力F0224.3.8 计算带传动作用在轴上的力（简称压轴力）Fp224.3.9 V带轮设计224.3.10 V带传动的张紧装置234.4 偏心轴及其附件设计.244.4.1 轴承的选用264.4.2 轴承底座274.4.3 端盖和透盖284.4.4 偏心销钉294.5 主轴及其附件设计294.5.1 主轴294.5.2 弹性夹头304.5.3 轴承的选用314.5.4 轴承座324.5.5 夹紧螺母324.5.6 轴承盖334.5.7 摆杆334.6 底板设计335 致谢35参考文献3611 绪论 1.1 振动钻削技术的发展历史据统计，孔加工是金属切削加工中最重要的工序之一。约占所有金属切削加工工序的 33%。我国每年生产钻头用的高速钢消耗量约占刀具生产中高速钢消耗总量的70%。可见，在机械加工中孔加工占有很重要的地位，尤其是航空、航天、汽车、电子和计算机等行业，孔加工更显示出其得天独厚的地位。例如，一架波音747约有200万个连接孔，机械连接工作量（不包括总装）约占机械加工工作量的20%。随着现代化进程的不断推进，高科技产品层出不穷，孔加工的数量与日俱增!孔加工的地位也在不断地上升。同时对孔加工质量的要求也越来越高，这无疑给孔加工带来巨大挑战。目前用来加工微小孔的方法很多，但在国内外应用最广泛、生产实用性最强的要数麻花钻的钻削加工。然而!以往的大量实验结果证明，普通钻削很难承担起这一历史使命，非传统的振动钻削新工艺越来越显示出其独特的优势。目前用于加工微小孔的工艺方法虽然较多,但应用最广泛、生产实用性最强的仍是采用麻花钻钻削加工。随着对孔加工质量和效率的要求不断提高,传统的钻削工艺已显示出极大的局限性,而近年来迅速发展的振动钻削工艺则日益显示出其独特的优势及广阔的应用前景。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迭加)。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。振动的激励方式主要有超声波振动、机械振动、液压振动和电磁振动。其中,超声波振动的频率通常在以上,所以也称为高频振动钻削;其它三种振动方式的频率一般为几百赫兹,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,降低切削力和切削温度,延长钻头寿命。振动钻削良好的工艺效果已引起国内外研究者的普遍关注,自1954年日本宇都宫大学的隈部淳一郎教授提出振动钻削理论以来,各国学者对振动钻削进行了大量理论研究及实验分析,取得了许多有价值的研究成果,其中一些成果已逐步应用于加工领域。低频振动切削技术目前已应用于孔加工(包括钻、扩、铰、锁、攻丝等)和外圆车削加工等领域，解决实际生产中诸如切屑处理、改善切削加工性、提高加工质量、延长刀具寿命等问题，理论上也获得了许多发展。1.2 振动钻削的国内外研究状况1970年代中期，在人们发现了振动钻削具有的一些优良工艺效果之后，为寻求科学的支持，国内外一些学者开始从理论上对振动钻削的机理与特性进行探索，至今30多年来，主要对振动钻削的“钻头刚
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