《非回轉(zhuǎn)體零件深孔加工機(jī)床專(zhuān)用輔具的設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《非回轉(zhuǎn)體零件深孔加工機(jī)床專(zhuān)用輔具的設(shè)計(jì)（24頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、目 錄 1 引言……………………………………………………………………………1 1.1 課題的研究目的和意義………………………………………………………2 1.2 課題研究的理論基礎(chǔ)…………………………………………………………3 1.3 20世紀(jì)現(xiàn)代深孔加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 …………………………………… 4 1.4 設(shè)計(jì)概述………………………………………………………………………5 2 深孔加工系統(tǒng)的對(duì)比分析……………………………………………………7 2.1 槍鉆……………………………………………………………………………7 2.2 BTA系統(tǒng)

2、 …………………………………………………………………… 9 2.3 雙管?chē)娢@系統(tǒng) ……………………………………………………………13 2.3.1 噴吸鉆的特點(diǎn) ………………………………………………………………13 2.3.2 噴吸鉆的工作原理 …………………………………………………………14 2.3.3 噴吸鉆鉆頭 …………………………………………………………………15 3 DF系統(tǒng)設(shè)計(jì)礎(chǔ) …… ………………………………………………………17 3.1 DF系統(tǒng)的分類(lèi) …………………………………………………………… 18 3.1.1內(nèi)排屑DF系統(tǒng) …………

3、………………………………………………… 18 3.1.2外排屑DF系統(tǒng) …………………………………………………………… 18 3.2 DF系統(tǒng)的負(fù)壓抽屑機(jī)理…………………………………………………… 19 3.3 影響負(fù)壓效應(yīng)的因素 ……………………………………………………… 20 3.3.1 間隙δ對(duì)負(fù)壓效應(yīng)的影響………………………………………………… 22 3.3.2 噴射角θ對(duì)負(fù)壓效應(yīng)的影響……………………………………………… 23 3.3.3 射流流量Qn對(duì)負(fù)壓效應(yīng)的影響……………………………………………24 3.4 DF系統(tǒng)排屑特性分析……………………………

4、………………………… 24 3.4.1切屑形態(tài)及容屑系數(shù)R對(duì)排屑的影響 …………………………………… 24 3.4.2排屑通道壓力Pc和流量Qc對(duì)排屑的作用 ………………………………25 3.4. 負(fù)壓效應(yīng)對(duì)排屑的作用…………………………………………………… 26 4 DF系統(tǒng)抽屑裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………… 27 4.1 輸油器的設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 28 4.1.1 輸油器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………… 28 4.1.2 輸油器標(biāo)準(zhǔn)件的選取………………………………………………………

5、30 4.2 抽屑器的設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 32 4.2.1 抽屑器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………… 32 4.2.2 抽屑器標(biāo)準(zhǔn)件的選取……………………………………………………… 35 5 結(jié)論………………………………………………………………………… 39 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………… 40 致謝 …………………………………………………………………………… 42 1 引言 制造業(yè)中，通常將長(zhǎng)徑比超過(guò)5的圓柱孔稱(chēng)為“深孔”，結(jié)構(gòu)中帶有深孔的零件稱(chēng)為“深孔零件”，對(duì)加工

6、深孔零件為主件的機(jī)械裝備稱(chēng)為“深孔類(lèi)裝備”，對(duì)專(zhuān)門(mén)用于加工深孔的裝備（如深孔刀具、深孔加工機(jī)床、用于深孔加工機(jī)床的專(zhuān)用輔具等）則稱(chēng)之為“深孔加工裝備”。深孔在功能上與淺孔有本質(zhì)區(qū)別。相對(duì)于深孔而言，長(zhǎng)徑比小于5的普通圓柱孔（又稱(chēng)“淺孔”），是構(gòu)成各種機(jī)械零件的最常見(jiàn)的要素之一。淺孔的主要功能是連接、定位、支承、導(dǎo)向和在近距離內(nèi)傳輸流體，也可用以實(shí)現(xiàn)特定的工藝功能（如工藝孔、工藝槽等）或設(shè)計(jì)目的（如密閉容器、平衡、改善裝備的力學(xué)功能等）。從早期管式火器的發(fā)明到近代槍炮的產(chǎn)生，雖已證明人類(lèi)認(rèn)識(shí)到深孔零件的特殊功能（密閉容器、能量轉(zhuǎn)化、精確地向遠(yuǎn)距離傳輸介質(zhì)、能量和信息），但是從實(shí)體金屬材料上鉆出深

7、孔并進(jìn)一步加工成精密深孔，其難度則遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于淺孔加工[1]。20世紀(jì)20年代以前，扁鉆、半圓形單刃鉆、麻花鉆等淺孔刀具曾經(jīng)長(zhǎng)期用于加工深孔。由于淺孔加工刀具無(wú)法解決連續(xù)自動(dòng)排屑、刀具自導(dǎo)向和自動(dòng)冷卻潤(rùn)滑三大難題，故工效很低、加工質(zhì)量差、廢品率也高，加工成本十分昂貴。直到20世紀(jì)30～40年代，槍鉆和內(nèi)排屑深孔鉆問(wèn)世之后，深孔加工技術(shù)才步入現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程。 深孔加工技術(shù)中所遇到的技術(shù)問(wèn)題是多種多樣的，而且是層出不窮的，但無(wú)論在生產(chǎn)實(shí)踐中或新技術(shù)的研究工作中，排屑問(wèn)題始終是首當(dāng)其沖的大課題。從非連續(xù)自動(dòng)排屑鉆頭到槍鉆的出現(xiàn)，是解決深孔刀具連續(xù)自動(dòng)排屑問(wèn)題的首次突破。可以認(rèn)為內(nèi)排屑深孔鉆是通過(guò)排

8、屑方式的改變才得以實(shí)現(xiàn)的。雙管?chē)娢@及DF系統(tǒng)的問(wèn)世，從根本上說(shuō)是對(duì)BTA實(shí)體鉆所存在的排屑功能缺陷進(jìn)行改進(jìn)而做出的不斷探索的結(jié)果。毫無(wú)疑問(wèn)，排屑問(wèn)題必然成為深孔加工過(guò)程中必須首先加以突破的第一課題，加之目前深孔加工領(lǐng)域內(nèi)所應(yīng)用的深孔加工設(shè)備絕大多數(shù)是基于回轉(zhuǎn)體深孔件的加工，而相對(duì)龐大的市場(chǎng)需求來(lái)說(shuō)，用于非回轉(zhuǎn)體深孔件加工的深孔設(shè)備卻寥寥無(wú)幾。這勢(shì)必會(huì)促進(jìn)對(duì)深孔加工輔具——高效的排屑裝置的研究和開(kāi)發(fā)。而本課題的任務(wù)就在于設(shè)計(jì)出基于DF系統(tǒng)和BTA深孔鉆頭的非回轉(zhuǎn)體工件的深孔加工專(zhuān)用輔具。 1．1 課題的研究目的和意義 深孔工件一般分為回轉(zhuǎn)體工件和非回轉(zhuǎn)體工件，深孔工件的加工方法一般分以下

9、三種：工件旋轉(zhuǎn)刀具進(jìn)給式；鉆頭旋轉(zhuǎn)進(jìn)給工件固定式；工件與刀具相對(duì)旋轉(zhuǎn)式。對(duì)于各種非軸類(lèi)、非管類(lèi)等非回轉(zhuǎn)體工件的深孔加工，以及在各類(lèi)非回轉(zhuǎn)體工件表面上加工坐標(biāo)孔等，多采用第二種加工方法。 非回轉(zhuǎn)體工件的深孔加工就是在DF深孔加工系統(tǒng)上采用鉆頭旋轉(zhuǎn)進(jìn)給、工件固定式加工方法，在非回轉(zhuǎn)體工件上加工出工件設(shè)計(jì)所要求的深孔。 DF系統(tǒng)是基于BTA深孔鉆（屬內(nèi)排屑深孔鉆類(lèi)）的深孔加工系統(tǒng)，除了抽屑裝置以外，其余的要素（工件、輸油器、鉆頭和鉆桿）與BTA鉆完全相同。它具有一系列勝于外排屑深孔系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，如鉆桿剛度大，鉆頭與鉆桿可快速拆卸，進(jìn)給量大，適于鉆大直徑深孔；在所用的機(jī)床設(shè)備方面，DF系統(tǒng)比BTA鉆

10、適應(yīng)性更大等等。但其致命的缺陷是排屑通道不足，且孔徑越小，孔的長(zhǎng)徑比越大，越容易產(chǎn)生堵屑故障。 結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求可以明確，這里需要設(shè)計(jì)出基于BTA深孔鉆的用于加工非回轉(zhuǎn)體深孔的DF系統(tǒng)專(zhuān)用輔具。從加工過(guò)程中所采用的深孔鉆系統(tǒng)以及采用的加工方式兩個(gè)角度來(lái)考慮，可以確定以下設(shè)計(jì)目的：（一）設(shè)計(jì)出在非回轉(zhuǎn)體工件的深孔加工過(guò)程中能夠較好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)排屑、冷卻和潤(rùn)滑的供油系統(tǒng)和抽屑系統(tǒng)（主要由前裝置輸油器和后裝置抽屑器組成）；（二）由于采用鉆頭旋轉(zhuǎn)進(jìn)給、工件固定式的深孔加工方法，這就要求設(shè)計(jì)出能夠驅(qū)動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)進(jìn)給的動(dòng)力頭和控制系統(tǒng)。從本質(zhì)上講，用于加工非回轉(zhuǎn)體深孔的DF系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的DF系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

11、基礎(chǔ)上的改進(jìn)，但同樣是以輸油器和排屑器所組成的抽屑裝置作為其主要組成部分。它采用一臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的抽屑裝置取代了雙管?chē)娢@的一根內(nèi)管和一套連接器，使雙管?chē)娢@的結(jié)構(gòu)得以簡(jiǎn)化，同時(shí)，它還在原來(lái)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增設(shè)一臺(tái)電機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)鉆桿旋轉(zhuǎn)進(jìn)給，這是非回轉(zhuǎn)體深孔加工DF系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的意義所在。另外，這種裝置還繼承了DF系統(tǒng)在負(fù)壓效應(yīng)方面的設(shè)計(jì)思路：第一是噴吸間隙Δ的取值范圍為0.2～0.5mm；其次，前油路流量取為總流量的2/3，而后油路流量取為總流量的1/3，這些基本參數(shù)是不變的。 綜觀目前國(guó)內(nèi)的深孔加工市場(chǎng)，絕大多數(shù)深孔裝備和深孔輔具均是面向回轉(zhuǎn)體深孔件加工的，關(guān)于回轉(zhuǎn)體深孔加工的技術(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)也是

12、比較成熟的。與之形成鮮明對(duì)比的是非回轉(zhuǎn)體深孔加工設(shè)備的極度匱乏，和非回轉(zhuǎn)體深孔加工技術(shù)的巨大空白。隨著我國(guó)現(xiàn)代化制造業(yè)的飛速發(fā)展，非回轉(zhuǎn)體深孔件的加工需求亦日趨增長(zhǎng)，為了補(bǔ)充非回轉(zhuǎn)體深孔加工技術(shù)的空缺，彌補(bǔ)市場(chǎng)的需求，必須投入一定的人力和財(cái)力對(duì)這個(gè)特定的領(lǐng)域進(jìn)行研究。 1．2 課題研究的理論基礎(chǔ) 非回轉(zhuǎn)體零件深孔加工專(zhuān)用輔具設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是要設(shè)計(jì)出一套能夠?qū)崿F(xiàn)鉆頭旋轉(zhuǎn)進(jìn)給，自動(dòng)連續(xù)排屑的抽屑裝置，在DF系統(tǒng)上采用鉆頭旋轉(zhuǎn)進(jìn)給、工件固定式加工方法加工出工件設(shè)計(jì)所要求的深孔。這就要求必須首先理解深孔鉆削的基本原理。 圖1.1 DF系統(tǒng)示意圖 DF是英文Double Feeder的縮寫(xiě)

13、。DF的實(shí)質(zhì)是噴射鉆與BTA內(nèi)排屑鉆相結(jié)合的一種深孔鉆削加工系統(tǒng)，既在被加工零件鉆孔端面配置一個(gè)以推壓方式提供冷卻液的油密封裝置。也就是傳統(tǒng)的BTA深孔鉆削加工系統(tǒng)，在其后部放置一個(gè)能夠產(chǎn)生噴吸效應(yīng)的裝置。這樣，前部的BTA系統(tǒng)產(chǎn)生推力，后部的噴射系統(tǒng)產(chǎn)生吸力。由于推拉的雙重排屑作用，使冷卻液的流速加快，單位時(shí)間內(nèi)的流量增加，排出切屑的能力就越大。特別適用于小直徑深孔鉆削加工。尤其在可加工性差的材料，不易斷屑的材料加工中應(yīng)用此系統(tǒng)更能體現(xiàn)出其優(yōu)越性。 DF系統(tǒng)負(fù)壓效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理是：切削液經(jīng)負(fù)壓裝置高速射入排屑通道，與向外流動(dòng)的切削液混合進(jìn)行能量交換。排屑通道內(nèi)向外流動(dòng)的切削液在射流噴嘴口處的

14、能量轉(zhuǎn)換區(qū)獲得能量，切削液流速得到提高。這樣，排屑通道內(nèi)向后流動(dòng)的切削液在能量轉(zhuǎn)換前后的流速產(chǎn)生梯度，具有不同的能量，形成壓力差。在能量轉(zhuǎn)換區(qū)前的切削液壓力低，在能量轉(zhuǎn)換區(qū)后邊的壓力高，因而產(chǎn)生真空區(qū)，即負(fù)壓區(qū)。在負(fù)壓區(qū)切削液的流動(dòng)速度加快，提高了排屑效果。 1．3 20世紀(jì)現(xiàn)代深孔加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 20世紀(jì)現(xiàn)代深孔加工技術(shù)的發(fā)展與貢獻(xiàn)，可歸納為：（1）槍鉆、內(nèi)排屑深孔鉆的發(fā)明，使精密槍炮管的大批量流水生產(chǎn)成為可能，同時(shí)也為槍炮功能的不斷完善提供了重要物質(zhì)基礎(chǔ)；（2）深孔鉆削技術(shù)的現(xiàn)代化，為深孔零件用于各種機(jī)械裝備的開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。至20世紀(jì)末，已經(jīng)形成跨越各個(gè)經(jīng)濟(jì)部門(mén)的“深孔類(lèi)裝備”

15、的特殊裝備門(mén)類(lèi)，例如：石油和煤炭采掘裝備中的抽油泵和液壓支架，大型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸，工程機(jī)械、塑料機(jī)械和液壓機(jī)械中的液壓缸，傳感器及儀表關(guān)鍵件，紡織機(jī)械、飼養(yǎng)機(jī)械關(guān)鍵件，冶金、重化工、核電站、材料加工機(jī)械等行業(yè)中的加熱器、冷卻器、裂解管道等等。由于深孔所具備的特殊功能的不可替代性，可以預(yù)料深孔類(lèi)裝備將會(huì)得到更廣泛地應(yīng)用[9]；（3）二戰(zhàn)以前，槍鉆、內(nèi)排屑深孔鉆主要用于相對(duì)封閉的軍工行業(yè)，深孔加工機(jī)床高度專(zhuān)用化，深孔刀具由兵工廠自行制造。為適應(yīng)二戰(zhàn)后“軍轉(zhuǎn)民”的客觀形勢(shì)，瑞士、瑞典、西德、日本等工業(yè)國(guó)開(kāi)始建立面對(duì)廣大市場(chǎng)需要的專(zhuān)業(yè)化、現(xiàn)代化深孔加工裝備制造行業(yè)。在20世紀(jì)60～80年代期間，實(shí)現(xiàn)了深孔

16、機(jī)床的一系列技術(shù)更新（如數(shù)控深孔鉆床、深孔加工中心等）和深孔鉆具的硬質(zhì)合金化、內(nèi)排屑深孔鉆的錯(cuò)齒結(jié)構(gòu)、機(jī)夾可轉(zhuǎn)位涂層刀片用于BTA刀具等。為使不具備深孔鉆床的許多中小企業(yè)能夠廣泛采用BTA又稱(chēng)內(nèi)排屑深孔加工刀具，瑞典SANDVIK/coromant公司于60年代推出了一種在改裝設(shè)備上采用的雙管?chē)娢@(Ejector Drilling)裝備。在此基礎(chǔ)上，日本一家冶金公司于70年代后期進(jìn)一步推出了一種基于BTA刀具的、只需要單層鉆桿的噴吸鉆系統(tǒng) (DF系統(tǒng)) 。但是由于這兩種噴吸鉆的功能有限(前者只能用于孔深1000mm以內(nèi)工件的大批量生產(chǎn)，后者也不適用于孔徑Φ15以下和多品種生產(chǎn))，所以未能從根

17、本上改變BTA刀具與槍鉆以孔徑大小為界的格局，故在深孔鉆削領(lǐng)域中形成“平分秋色”的總格局；（4）基于20世紀(jì)航空航天工業(yè)的發(fā)展，難加工材料、復(fù)雜形體、微型元器件的加工制造，促成了特種加工技術(shù)的發(fā)展。自20世紀(jì)50年代以來(lái)，已有多種特殊加工技術(shù)在深孔加工中得到較廣泛的應(yīng)用，例如電解加工、電解珩磨、成形管電板電解加工、電火化加工、電子束加工、電液流加工等。特種加工在深孔加工中的應(yīng)用，在難加工材料、特殊復(fù)雜型面、特?。é?mm以下）、特深小孔、異形截面深孔、超精、超光、超薄、超小零件的深孔加工方面具有機(jī)械加工方法所難于取代的作用，同時(shí)也為深孔加工技術(shù)開(kāi)辟了一個(gè)全新的發(fā)展領(lǐng)域。 20世紀(jì)微電子技術(shù)、

18、數(shù)字化技術(shù)、材料技術(shù)、信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，為制造技術(shù)（特別是裝備制造技術(shù)）、生產(chǎn)模式、管理模式的不斷進(jìn)步注入了新的活力。市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，要求生產(chǎn)裝備通用化、多功能、自動(dòng)化、柔性化，以適應(yīng)產(chǎn)品多品種、批量小、更新快、技術(shù)含量高、生產(chǎn)成本不斷降低的新形勢(shì)。與傳統(tǒng)制造技術(shù)發(fā)展規(guī)律不同的是，深孔加工技術(shù)的現(xiàn)代化，必須以其核心技術(shù)（排屑、冷卻潤(rùn)滑和工具自導(dǎo)向）的突破為前提，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)設(shè)備的通用化、多功能、自動(dòng)化、柔性化[17]。 20世紀(jì)80年代以來(lái)，深孔加工技術(shù)發(fā)展中出現(xiàn)的危機(jī)，根源在于裝備的核心技術(shù)落后和其價(jià)格居高不下，其突出表現(xiàn)是：（1）內(nèi)、外排屑機(jī)床、刀具互不兼容。為了加工不同直徑的

19、深孔，企業(yè)必須同時(shí)擁有內(nèi)、外排屑兩類(lèi)設(shè)備工具和相應(yīng)操作人員，同時(shí)導(dǎo)致深孔加工裝備利用率低下，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益不佳。（2）深孔加工機(jī)床主要用于鉆孔。深孔加工技術(shù)中缺少各種與鉆孔相配套的后續(xù)深孔加工手段。（3）回轉(zhuǎn)體深孔零件與非回轉(zhuǎn)零件，在同一深孔加工機(jī)床上不可兼容。（4）深孔鉆削對(duì)操作技術(shù)、加工條件有苛刻的要求。堵屑、刀具損傷、加工致廢等事故易于發(fā)生。僅靠設(shè)備的自動(dòng)化、數(shù)控化、柔性化改造，無(wú)法從根本上解決問(wèn)題。 深孔加工裝備價(jià)格之所以居高不下，主要原因在于其市場(chǎng)銷(xiāo)量的萎縮、西方工業(yè)國(guó)生產(chǎn)成本過(guò)高以及深孔加工裝備自身存在的結(jié)構(gòu)和工藝性缺陷；20世紀(jì)80年代后，國(guó)際經(jīng)濟(jì)格局的變化，特別是我國(guó)和亞洲新興

20、工業(yè)國(guó)的經(jīng)濟(jì)振興，導(dǎo)致發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)制造業(yè)的重心轉(zhuǎn)移；由于少數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已對(duì)深孔加工裝備市場(chǎng)形成壟斷，而發(fā)展中國(guó)家一時(shí)又無(wú)力開(kāi)發(fā)出更先進(jìn)的實(shí)用技術(shù)，導(dǎo)致深孔加工技術(shù)及裝備的市場(chǎng)新需求與供給之間出現(xiàn)長(zhǎng)期嚴(yán)重失衡[1]。 1．4 設(shè)計(jì)概述 本文從深孔加工技術(shù)的發(fā)展歷程著手，導(dǎo)出DF系統(tǒng)較其之前出現(xiàn)的種種深孔加工系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，以及其在現(xiàn)代深孔加工中的重要地位；繼而簡(jiǎn)要介紹了DF系統(tǒng)的工作機(jī)理和設(shè)計(jì)過(guò)程中所需要注意的幾個(gè)要點(diǎn)，并指出了非回轉(zhuǎn)體深孔件的DF系統(tǒng)與回轉(zhuǎn)體深孔件的DF系統(tǒng)在功能上和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的不同點(diǎn)；最后在設(shè)計(jì)理論明確和設(shè)計(jì)手段充分的基礎(chǔ)之上，結(jié)合設(shè)計(jì)課題的要求完成對(duì)非回轉(zhuǎn)體深孔件DF系統(tǒng)

21、專(zhuān)用輔具（輸油器和抽屑器）的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 2 深孔加工系統(tǒng)的對(duì)比分析 根據(jù)所采用的冷卻、排屑系統(tǒng)的不同，可將深孔加工系統(tǒng)分為以下幾類(lèi)：槍鉆系統(tǒng)、BTA系統(tǒng)、雙管?chē)娢@系統(tǒng)、DF系統(tǒng)，以及新近問(wèn)世的SIED系統(tǒng)。這些系統(tǒng)除用于與之對(duì)應(yīng)的鉆頭進(jìn)行鉆削外，亦可以用于其它深孔刀具的切削加工，如深孔鏜削、鉸削和珩磨等。 在上述各類(lèi)深孔加工系統(tǒng)中,槍鉆屬于外排屑深孔鉆,其余幾種均屬于內(nèi)排屑深孔加工系統(tǒng)。槍鉆適用于加工小孔徑的深孔，并且具有良好的自導(dǎo)向功能。與槍鉆相比,內(nèi)排屑深孔加工系統(tǒng)則有以下優(yōu)點(diǎn): (1)由于切屑是由鉆桿內(nèi)部排出，切屑不會(huì)劃傷

22、已加工孔表面，已加工表面質(zhì)量較好，排屑流暢；(2)鉆桿為圓形截面，其扭轉(zhuǎn)剛度及彎曲強(qiáng)度比槍鉆高，因而進(jìn)給量大，生產(chǎn)效率高；(3)排屑空間大，冷卻潤(rùn)滑液的壓力比槍鉆低，一般為0.5～3MPa。因此對(duì)密封及供油系統(tǒng)的要求比槍鉆低；(4)加工范圍廣。內(nèi)排屑深孔鉆既可用于較大孔徑的深孔加工，也可用于較小直徑如Φ6mm)的深孔加工；(5)內(nèi)排屑深孔鉆既可用于鉆孔，也可在一定的余量范圍內(nèi)用于擴(kuò)孔。 2．1 槍鉆 槍鉆（gun drill）產(chǎn)生于1930年，是最早用于實(shí)際生產(chǎn)的一種單邊刃切削外排屑深孔鉆頭。因其產(chǎn)生于槍管和小口徑炮管制造，故名槍鉆。最早的槍鉆有鉆頭（切削部分）、鉆桿和鉆柄（driver

23、）三段焊為一體，鉆頭切削刃偏離軸線一側(cè)的鉆尖區(qū)分出內(nèi)、外兩個(gè)切削刃。沿鉆頭和鉆桿的全長(zhǎng)上有一個(gè)前后貫通的V形排屑槽。鉆桿由薄壁無(wú)封鋼管軋出V形槽而成。鉆頭上與V形排屑槽的對(duì)側(cè)有通孔，與鉆桿的空腔相連，構(gòu)成切削液供入通道。槍鉆曾演變出不同的一些異形結(jié)構(gòu)和雙邊刃外排屑鉆頭。但各種雙邊刃外排屑鉆頭并不具有槍鉆的自導(dǎo)向功能，從嚴(yán)格意義上講不應(yīng)該稱(chēng)為槍鉆，但可列入外排屑深孔鉆門(mén)類(lèi)。 槍鉆系統(tǒng)屬于外排屑方式，其結(jié)構(gòu)如圖2.1所示，主要由中心架、扶正器、鉆桿聯(lián)結(jié)器和冷卻潤(rùn)滑油路系統(tǒng)組成。其中中心架輔助機(jī)床卡盤(pán)用于裝夾工件；扶正器主要用于鉆頭人鉆時(shí)導(dǎo)向，并提供向外排屑的通道；尾架用于夾持鉆頭柄部，支

24、圖2.1 槍鉆系統(tǒng) 承鉆削扭矩和軸向力。槍鉆系統(tǒng)的工作原理是：切削液通過(guò)尾架上輸油入口進(jìn)入鉆桿內(nèi)部，到達(dá)鉆頭頭部進(jìn)行冷卻潤(rùn)滑，并將切除的切屑從鉆頭外部的V型槽中排出。由于切屑由鉆頭和鉆桿外部排出，容易擦傷已加工孔表面，其加工質(zhì)量要低于內(nèi)排屑方式的系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要用于小直徑(一般Φ＜20 mm)深孔加工。 圖2.2 槍鉆的結(jié)構(gòu) 槍鉆由頭部1、鉆桿2和傳動(dòng)部3(柄部)三部分組成，如圖2.2所示。鉆頭材料有高速鋼和硬質(zhì)合金兩種，并與鉆桿焊接為一體。目前常用硬質(zhì)合金槍鉆。為了保證焊接牢固，定位準(zhǔn)確，常采用如圖2.3所示的焊口形式。在焊接后，進(jìn)行校直、精磨工序，以保證頭部與柄部的同軸度

25、。槍鉆的這種不可拆卸結(jié)構(gòu)帶來(lái)了一些本質(zhì)性的缺陷，如重磨時(shí)拆卸、安裝不便，鉆頭報(bào)廢時(shí)鉆桿不能重復(fù)使用，因而也增大了刀具成本等。鉆頭直徑越大，鉆桿越長(zhǎng)，上述弊端就越顯著。這是槍鉆不適用于加工Φ35mm以上深孔的一個(gè)重要原因。 圖2.3 槍鉆鉆頭焊口形式 2．2 BTA系統(tǒng) 由歐洲跨國(guó)研究機(jī)構(gòu)“鉆鏜孔與套料加工協(xié)會(huì)”（Boring and Tempanning Association，縮寫(xiě)為BTA）對(duì)德國(guó)人Beisner發(fā)明的一種單邊內(nèi)排屑自導(dǎo)向深孔鉆進(jìn)行改進(jìn)后推出的三種規(guī)范化深孔鉆頭的總稱(chēng)（BTA 實(shí)體鉆、BTA擴(kuò)鉆、BTA套料鉆）。 由于槍鉆不太適用于較大直徑深孔的加工，Beisn

26、er于20世紀(jì)40年代初參照槍鉆單邊刃切削及自導(dǎo)向的兩大基本特點(diǎn)，推出一種由鉆桿和鉆頭外部供入切削液，從鉆頭和鉆桿內(nèi)腔排出切屑的內(nèi)排屑深孔鉆頭。由于鉆頭體和鉆桿為空心圓住體，以方牙螺紋互相連接，易于拆裝更換，從而成為鉆大直徑深孔的理想鉆頭。Beisner鉆頭的切削刃與槍鉆十分相似，只有一個(gè)出屑口，專(zhuān)用于實(shí)體鉆孔。后經(jīng)BTA改進(jìn)，成為規(guī)范化的雙出屑口錯(cuò)齒BTA鉆，并同時(shí)推出了結(jié)構(gòu)功能類(lèi)似的一種BTA擴(kuò)鉆和一種BTA套料鉆，總稱(chēng)為BTA鉆。 BTA系統(tǒng)屬于內(nèi)排屑方式。其結(jié)構(gòu)如圖2．4所示。主要由中心架、輸油器、鉆桿聯(lián)結(jié)器和冷卻潤(rùn)滑油路系統(tǒng)組成。BTA系統(tǒng)中的輸油器與槍鉆系統(tǒng)中的扶正器功能不同，輸

27、油器除了具備導(dǎo)向扶正功用外，還提供了向切削區(qū)輸油的通道。BTA系統(tǒng)的工作原理是：切削液通過(guò)輸油器從鉆桿外壁與已加工表面之間的環(huán)形空間進(jìn) 圖2.4 BTA系統(tǒng) 入，到達(dá)刀具頭部進(jìn)行冷卻潤(rùn)滑，并將切屑經(jīng)鉆桿內(nèi)部推出。該系統(tǒng)使用范圍廣泛，適用于深孔鉆削、鏜削、鉸削和套料，但受到鉆桿內(nèi)孔排屑空間的限制，主要用于直徑Φ＞12mm的深孔加工[24]。 單刃內(nèi)排屑深孔鉆（BTA鉆）的結(jié)構(gòu)如圖2.5所示。鉆頭的切削部分主要由內(nèi)刃、外刃、鉆尖、導(dǎo)向塊以及排屑孔組成。刃形和切削過(guò)程與槍鉆相似，但切屑從深孔鉆內(nèi)部排屑孔中排出。鉆頭圓周上布置有兩個(gè)導(dǎo)向塊，切削刃一般磨有兩個(gè)或更多的分屑臺(tái)階。出于冷卻液和切屑

28、的排出都集中從一個(gè)排屑口進(jìn)入鉆桿，相對(duì)就保證了冷卻液的流量和壓力，有利于排屑。與多刃錯(cuò)齒內(nèi)排屑深孔鉆比，所受的徑問(wèn)力及扭矩較大，導(dǎo)向塊的磨損較嚴(yán)重；所需的功率較大，一般只適用于中小直徑的深孔加工。 單刃內(nèi)排屑深孔鉆結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易、刃磨及重磨方便，它所適用的孔徑范圍為6～65mm，最大可達(dá)100mm；孔的長(zhǎng)徑比可達(dá)100，最大達(dá)250；加工精度達(dá)IT28～I(xiàn)T10級(jí)，孔表面粗糙度為Ra3．2～0．8μm。對(duì)于直徑為6～12mm的小直徑內(nèi)排屑深孔鉆，為便于刀塊的制造與焊接，可以將硬質(zhì)合金刀塊做成“T”型整體，焊在空心鋼管上，“T”型刀塊的主刃與導(dǎo)向塊連成一體。也可采用兩塊硬質(zhì)合臺(tái)分別焊在鉆桿

29、上，形成切削刃和導(dǎo)向塊。直徑d0＜50mm的單刃內(nèi)排屑深孔鉆，常采用焊接式結(jié)構(gòu)，刀片和導(dǎo)向塊都直接焊在刀體上。直徑大于50mm的，則多采用機(jī)夾式結(jié)構(gòu)。 圖2.5 BTA鉆頭結(jié)構(gòu) 單刃內(nèi)排屑深孔鉆僅有一個(gè)排屑口，為便于分屑和排屑，必須將切削刃磨成分屑階梯刃。鉆頭直徑越大，分屑階梯刃的數(shù)量就愈多，刃磨工作量及難度也愈大；鉆頭焊接后的殘余應(yīng)力容易產(chǎn)生焊接缺陷。整體式刀片結(jié)構(gòu)不僅硬質(zhì)合金耗量大，而且不能針對(duì)刀刃各處的具體切削狀態(tài)合理選擇刀片材料。單刃鉆頭的徑向力較大，扭矩較大，容易產(chǎn)生打刀、扭鉆現(xiàn)象，同時(shí)導(dǎo)向塊受到的壓力大，容易磨損。 單刃內(nèi)排屑深孔鉆（BTA鉆）切削部分的切削力分布及

30、切削扭矩的變化與單刃外排屑深孔鉆(槍鉆)基本相似。當(dāng)鉆削開(kāi)始時(shí)，鉆頭通過(guò)導(dǎo)向套或工件的引導(dǎo)孔引導(dǎo)鉆削，見(jiàn)圖2.6。由于導(dǎo)向套(或引導(dǎo)孔)與鉆頭間有間隙，鉆刃在徑向力的作用下，將鉆頭壓向?qū)蛱椎囊贿?，使鉆頭與導(dǎo)向套之間一邊有間隙，另—邊無(wú)間隙。開(kāi)始時(shí)鉆出的孔小于鉆頭直徑，如I～Ⅱ段,當(dāng)導(dǎo)向塊一進(jìn)入已加工孔中，則導(dǎo)向塊一方面與孔壁摩擦擠光，同時(shí)又把切削刃擠向外側(cè)，使孔徑擴(kuò)大至最終尺寸。由于這一時(shí)刻(Ⅴ段)鉆頭的摩擦扭矩迅速增大到最大, 鉆頭常常會(huì)突然產(chǎn)生抖動(dòng)，切削刃和導(dǎo)向塊容易損壞。通常在工件的入口端會(huì)出現(xiàn)喇叭口，其大端尺才約等于導(dǎo)向套的孔徑。 圖2．6 BTA鉆切入工件過(guò)程中扭矩的變化

31、 相對(duì)于單刃內(nèi)排屑深孔鉆而言,還有一種BTA鉆叫多刃錯(cuò)齒內(nèi)排屑深孔鉆。多刃錯(cuò)齒內(nèi)排屑深孔鉆是將相錯(cuò)開(kāi)的刀齒分別置于鉆頭排屑槽的兩側(cè)，徑向錯(cuò)齒排列有3～7個(gè)刀齒(小直徑取小值)，各刀齒間相錯(cuò)開(kāi)且留有少量搭接量。圓周上還分布兩個(gè)導(dǎo)向塊，刀體與鉆桿用方牙螺紋聯(lián)接，見(jiàn)圖2．7 3 DF系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 20世紀(jì)70年代中期，日本冶金有限公司利用流體噴射所產(chǎn)生的負(fù)壓效應(yīng)，設(shè)計(jì)出一種深孔鉆抽屑裝置，裝設(shè)在BTA鉆進(jìn)刀座位置，從鉆桿末端產(chǎn)生負(fù)壓以促進(jìn)排屑。這種系統(tǒng)所用的深孔刀具BTA刀具完全相同，其輸油器BTA鉆也完全相同，只是將切削液分出另外一支用以產(chǎn)生噴流。因此，這種深孔抽屑裝置與BTA鉆的單一油路

32、相比成為一種與之相區(qū)別的雙向供油系統(tǒng)（Double Feeder System，簡(jiǎn)稱(chēng)DF系統(tǒng)），因而命名為DF系統(tǒng)。DF技術(shù)于1980年在日刊《機(jī)械技術(shù)》上相繼報(bào)道后，由于其抽屑裝置比較簡(jiǎn)單，刀具成本低于雙管?chē)娢@，將現(xiàn)有內(nèi)、外排屑深孔鉆床或車(chē)床進(jìn)行簡(jiǎn)易改進(jìn)后即可采用。DF系統(tǒng)特別適合于鉆Φ16～Φ30mm的深孔，具有比BTA鉆排屑狀況好，比槍鉆、雙管?chē)娢@投資少、成本低等優(yōu)勢(shì)，因而在我國(guó)的應(yīng)用比較廣泛。 到了80年代，DF原理披再次被推廣應(yīng)用到外排屑鉆削系統(tǒng)中。該系統(tǒng)不僅可以應(yīng)用到槍鉆床上，解決了小直徑深孔的排屑、密封等難題，而且還可以應(yīng)用到普通立式鉆床和普通車(chē)床上，為解決深孔麻花鉆鉆深孔

33、的冷卻、排屑問(wèn)題開(kāi)避了一個(gè)新途徑。 槍鉆為內(nèi)排屑深孔鉆，鉆桿的結(jié)構(gòu)決定了其剛性不足，只能適用于小孔徑的零件加工，加工效率低，加工質(zhì)量較差。但槍鉆的密封問(wèn)題容易解決。BTA系統(tǒng)的產(chǎn)生是深孔加工技術(shù)的一大突破。BTA系統(tǒng)的特點(diǎn)是冷卻潤(rùn)滑液由鉆桿和已加工孔壁之間的環(huán)形通道輸入切削區(qū)，而后帶著切屑一起由鉆桿排屑通道排出。鉆桿剛性好，可鉆直徑60mm以上的實(shí)心孔；由于切屑從鉆桿內(nèi)排出，避免了切屑劃傷孔壁，孔壁與鉆桿之間的切削液對(duì)鉆桿起不到減振作用，但BTA系統(tǒng)存在密封裝置制造復(fù)雜的問(wèn)題。噴吸鉆系統(tǒng)的發(fā)明克服了BTA系統(tǒng)的不足，比較巧妙地解決了BTA系統(tǒng)壓力頭的密封問(wèn)題。噴吸鉆的特點(diǎn)是采用內(nèi)外鉆桿，冷卻

34、液通過(guò)二管之間隙輸入，其中的一部分冷卻液經(jīng)二管之間的環(huán)形空間進(jìn)入切削區(qū)，起潤(rùn)滑、冷卻、排屑的作用；另一部分冷卻液通過(guò)內(nèi)管上的噴口進(jìn)入內(nèi)管排屑通道，在排屑通道內(nèi)形成一個(gè)局部真空區(qū)，對(duì)切削區(qū)冷卻和切屑產(chǎn)生抽吸作用。但噴吸鉆存在的缺點(diǎn)是：由于采用內(nèi)外鉆桿，排屑空間受到限制，所以鉆削直徑一般大于18mm,同時(shí)加工精度也略低于BTA系統(tǒng)。而DF系統(tǒng)綜合了BTA系統(tǒng)和噴吸鉆系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，將推吸排屑加以結(jié)合大大提高了系統(tǒng)的排屑能力，同時(shí)也降低了鉆桿的制造難度，使得鉆孔的最小直徑可達(dá)到6mm[20]。 作為本課題設(shè)計(jì)的主要理論基礎(chǔ)，本節(jié)將介紹DF系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理，并著重對(duì)DF系統(tǒng)的負(fù)壓抽屑機(jī)理和排屑特性進(jìn)

35、行分析。 3．1 DF系統(tǒng)的分類(lèi) DF系統(tǒng)按其排屑方式可以分為內(nèi)排屑DF系統(tǒng)和外排屑DF系統(tǒng)，分別用于DF深孔鉆和槍鉆鉆削加工[8]。 3．1．1 內(nèi)排屑DF系統(tǒng) 內(nèi)排屑DF系統(tǒng)由工件1、鉆頭2、輸油器3、鉆桿4和負(fù)壓抽屑裝置5構(gòu)成，如圖3.1所示。它的工作原理是：大部分(約2／3)切削液從輸油器進(jìn)入， 圖3.1 內(nèi)排屑DF系統(tǒng) 通過(guò)鉆桿外壁與已加工表面之間到達(dá)切削區(qū)，冷卻潤(rùn)滑鉆頭，并沖擊切屑，將之從鉆桿內(nèi)部推出；另一小部分(約1／3)切削液從負(fù)壓裝置進(jìn)入，通過(guò)噴嘴直接到達(dá)鉆桿內(nèi)腔，并向后高速噴射，在鉆桿內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，將切削區(qū)的切削液向后抽吸。切屑在兩路切削液的推、吸雙重作用下，

36、排屑十分流暢。內(nèi)排屑DF系統(tǒng)的噴嘴通常采用錐形和月牙槽形兩種形式。 3．1．2 外排屑DF系統(tǒng)。 外排屑DF系統(tǒng)由工件l、鉆頭2、負(fù)壓抽屑裝置[3],[4]3和輸油器4構(gòu)成，如圖3.2所示。其工作原理是：大部分切削液從鉆桿尾部進(jìn)入．通過(guò)鉆桿內(nèi)部到達(dá)切削區(qū)，冷卻潤(rùn)滑鉆頭，并將切屑從V型槽或螺旋槽中推出；另一小部分切削液從外排屑負(fù)壓裝置進(jìn)入，通過(guò)噴嘴到達(dá)鉆桿外壁，并向后噴射，在鉆桿v型槽或螺旋槽內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，將切削區(qū)的切削液和切屑向外抽吸，促使切屑排出。因?yàn)橥馀判钾?fù)壓區(qū)的截面積較小，為了噴射充分，噴嘴一般采用圓錐形噴嘴。 圖3.2 外排屑DF系統(tǒng) 3．2 DF系統(tǒng)的負(fù)壓抽屑機(jī)

37、理 DF系統(tǒng)負(fù)壓產(chǎn)生的機(jī)理是：切削液經(jīng)負(fù)壓裝置高速射入排屑通道，與向外流動(dòng)的切削液混合進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。排屑通道中向后流動(dòng)的切削液，在射流噴嘴口處的能量轉(zhuǎn)換區(qū)獲得能量，切削液流速得以提高。這樣，排屑通道內(nèi)向后流動(dòng)的切削液，在能量轉(zhuǎn)換前后的流速產(chǎn)生梯度，具有不同的能量，形成壓力差。在能量轉(zhuǎn)換區(qū)前 圖3.3 排屑通道 的切削液壓力低，在能量轉(zhuǎn)換區(qū)后邊的壓力高，因而產(chǎn)生真空區(qū)，即負(fù)壓區(qū)。在負(fù)壓區(qū)切削液的流動(dòng)速度加快，增強(qiáng)了排屑效果。 取切削區(qū)排屑通道入口至負(fù)壓噴口之間的單元流體為研究對(duì)象，如圖3.3所示。 （1）無(wú)負(fù)壓效應(yīng)情況下，能量方程為： 式中：ZⅠ，ZⅡ ——Ⅰ，Ⅱ截面處的比

38、位能； PⅠ，PⅡ ——Ⅰ，Ⅱ截面處的平均壓力； vⅠ, vⅡ ——Ⅰ，Ⅱ截面處的平均流速； αⅠ, αⅡ——Ⅰ，Ⅱ截面處的動(dòng)能修正系數(shù)； ρ ——冷卻液密度； hL ——沿程能量損失。 對(duì)于我們研究的對(duì)象，ZⅠ=ZⅡ, vⅠ=vⅡ=v，因?yàn)槭俏闪鳎立?αⅡ=1。于是有： PⅠ-PⅡ= ρghL (2) （2）在有負(fù)壓效應(yīng)的情況下，能量方程為： 同樣ZⅠ,= ZⅡ, , αⅠ,= αⅡ, 在有負(fù)壓的情況下，vⅠ,≠ vⅡ, , vⅠ,= vⅡ= v,若假設(shè)沿路能量損失受負(fù)壓效應(yīng)的影響不大，即hL

39、, = hL則根據(jù)(3)式得： 將式（2）與式（4）比較可知： （1）由于負(fù)壓區(qū)的負(fù)壓作用，使排屑通道壓差增大，其壓差產(chǎn)生的抽吸力直接作用在排屑通道中的切屑上，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)抽屑。 （2）負(fù)壓區(qū)壓力越低，則排屑通道壓差越大，負(fù)壓抽屑效果就越好，系統(tǒng)排屑能力也就越高。中:△ v = vⅡ, - vⅡ ,即有負(fù)壓效應(yīng)時(shí),負(fù)壓區(qū)流速增量。 4 DF系統(tǒng)抽屑裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于課題的設(shè)計(jì)是基于DF系統(tǒng)的深孔輔具設(shè)計(jì)，所以設(shè)計(jì)任務(wù)應(yīng)建立在基本的DF系統(tǒng)之上，又因?yàn)檎n題的設(shè)計(jì)任務(wù)是針對(duì)非回轉(zhuǎn)體深孔零件的加工，則設(shè)計(jì)結(jié)果必須要能夠滿足這一特定的要求，這就是課題的宗旨之所在。結(jié)合所學(xué)知識(shí)以及參閱的

40、相關(guān)資料，現(xiàn)制定出基本設(shè)計(jì)思路：在傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)體深孔DF系統(tǒng)基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，使之能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)非回轉(zhuǎn)體深孔件的加工。由于傳統(tǒng)的DF系統(tǒng)多采用工件旋轉(zhuǎn)、刀具進(jìn)給的加工方式，而對(duì)非回轉(zhuǎn)體深孔件的加工則要求采用工件固定、刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)給的加工方式，這就提出了一個(gè)便捷的設(shè)計(jì)思路，即對(duì)回轉(zhuǎn)體深孔加工DF系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，同時(shí)將加工進(jìn)給方式改為工件不動(dòng)，刀具邊進(jìn)給邊旋轉(zhuǎn)。主要結(jié)構(gòu)改變?cè)诘毒吆笱b置上，刀座卡盤(pán)和負(fù)壓抽屑器由固定不動(dòng)式改為旋轉(zhuǎn)式。同時(shí)對(duì)與之相關(guān)的配套的輔具也進(jìn)行改進(jìn)，使之能夠完成設(shè)計(jì)任務(wù)的要求?，F(xiàn)給出傳統(tǒng)的DF系統(tǒng)配置示意圖如下： 圖4.1 DF系統(tǒng)配置示意圖 在上文中已經(jīng)比較詳細(xì)地介

41、紹了DF系統(tǒng)的工作機(jī)理,這里不再闡述。從以上示意圖中可以看出，DF系統(tǒng)主要由兩個(gè)部分，即由5—輸油器、8—抽屑器組成，以下從功能實(shí)現(xiàn)的角度來(lái)分別對(duì)兩個(gè)組成部分進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 4．1 輸油器的設(shè)計(jì) DF系統(tǒng)的輸油器與槍鉆加工系統(tǒng)的輸油器在原理上是不同的，但與BTA鉆的輸油器在結(jié)構(gòu)上是類(lèi)似的。槍鉆的輸油器與刀具的進(jìn)給座作成一體，將高壓切削液通過(guò)槍鉆鉆柄導(dǎo)入槍鉆的進(jìn)油通道。在槍鉆不旋轉(zhuǎn)的情況下只要進(jìn)給座具備使鉆柄定位、夾緊和傳送扭矩、保證密封的功能即可，其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。DF系統(tǒng)與BTA鉆的輸油器都是布置在機(jī)床的前端，所以又被稱(chēng)為抽屑前裝置，二者均通過(guò)鉆套與鉆桿之間的環(huán)狀空隙和切削刃與導(dǎo)向條之

42、間的空隙將切削油導(dǎo)向切削刃部。 4．1．1 輸油器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖4.2 DF系統(tǒng)輸油器結(jié)構(gòu)圖 以上是加工回轉(zhuǎn)體深孔件時(shí)采用的DF系統(tǒng)輸油器結(jié)構(gòu)圖。下面結(jié)合設(shè)計(jì)要求在該結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行改進(jìn)。 （1）輸油器前部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：結(jié)構(gòu)圖在輸油器的前端出口處，圖中6—軸承的設(shè)置是為了使鉆套能夠緊貼工件并隨同工件一起旋轉(zhuǎn)。這樣設(shè)計(jì)是為了保證加工過(guò)程中工件與鉆桿的同軸度，盡可能地防止鉆頭在切削過(guò)程中發(fā)生走偏的現(xiàn)象；同時(shí)鉆套的錐面與工件上預(yù)鉆的錐孔面在軸向的擠壓力作用下緊密配合，防止切削液外漏，起到對(duì)油路的密封作用。但在加工非回轉(zhuǎn)體工件時(shí)，由于采用的是鉆桿邊旋轉(zhuǎn)邊進(jìn)給而工件固定的加工方式，則不再

43、需要鉆套與工件旋轉(zhuǎn)，取而代之的是鉆頭的旋轉(zhuǎn)進(jìn)給。故以上結(jié)構(gòu)中用以支撐鉆頭旋轉(zhuǎn)的軸承可以去掉。去掉軸承后的結(jié)構(gòu)仍然采用鉆套的錐面與工件錐孔緊密配合的方式來(lái)防止切削液的外漏。 這里鉆套的設(shè)計(jì)是個(gè)要點(diǎn)。鉆套內(nèi)徑與鉆頭之間的間隙，對(duì)深孔鉆切入階段的正常工作有著重大的影響。間隙過(guò)大會(huì)加大鉆頭走偏。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于Φ50mm以下的鉆頭，新鉆頭與新鉆套之間的直徑差應(yīng)不大于0.01mm；已磨損的鉆套，其直徑的最大磨損量應(yīng)控制在0.005mm范圍內(nèi)。Φ50mm以上的鉆頭與新鉆套之間的間隙應(yīng)不大于0.02mm，鉆套的直徑磨損量通常情況下應(yīng)不大于0.01mm。 （2）輸油器進(jìn)油口位置的改設(shè)：考慮到安裝

44、的方便，現(xiàn)將以上結(jié)構(gòu)中的進(jìn)油孔由輸油器頂端改設(shè)在側(cè)壁上。結(jié)合設(shè)計(jì)總體布局，加工系統(tǒng)的油缸設(shè)置在床身右面，故進(jìn)油孔適宜開(kāi)設(shè)在輸油器的右側(cè)壁上。 （3），輸油器后部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：由于圖4.2中9—密封套的選材是在鉆桿不旋轉(zhuǎn)的情況下進(jìn)行的，其密封要求相對(duì)來(lái)講屬于一般性的靜態(tài)密封。而根據(jù)設(shè)計(jì)要求，鉆桿在加工過(guò)程中是高速旋轉(zhuǎn)的，這就需要在上述結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上做適當(dāng)?shù)男薷摹Ｐ枰⒁獾木褪敲芊馓椎倪x材和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。加工過(guò)程中鉆桿高速旋轉(zhuǎn)，選用金屬材料的密封套容易對(duì)鉆桿造成磨損，橡膠密封套則對(duì)鉆桿有很大的摩擦轉(zhuǎn)矩，故一般選擇硬塑料，也可以使用軟木料代替。密封套除了保證切削液不泄露這一基本功能之外，實(shí)際上還起到了支撐鉆

45、桿的作用。密封套因磨損而必須及時(shí)調(diào)節(jié)更換，當(dāng)更換不同直徑的鉆桿時(shí)，需要相應(yīng)地更換不同直徑的密封件。 本團(tuán)隊(duì)全部是在讀機(jī)械類(lèi)研究生，熟練掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)，精通各類(lèi)機(jī)械設(shè)計(jì)，服務(wù)質(zhì)量?jī)?yōu)秀?？扇梯o導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)，知識(shí)可貴，帶給你的不只是一份設(shè)計(jì)，更是一種能力。聯(lián)系方式：QQ712070844，請(qǐng)看QQ資料。 5 結(jié)論 本課題是在傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)體深孔加工DF系統(tǒng)基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)設(shè)計(jì)出了一套非回轉(zhuǎn)體深孔加工DF系統(tǒng)。由于在設(shè)計(jì)中許多難題是暫時(shí)無(wú)法克服的，所以這套機(jī)構(gòu)無(wú)論在功能上還是結(jié)構(gòu)上，都存在設(shè)許多的不足，最終能否投入使用還有待于實(shí)踐的檢驗(yàn)。我將會(huì)繼續(xù)關(guān)注深孔加工技術(shù)的發(fā)展情況，以進(jìn)一步完

46、善對(duì)該課題的設(shè)計(jì)研究。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大四畢業(yè)生四年所學(xué)知識(shí)的總結(jié)匯報(bào)，是對(duì)大四學(xué)生踏上工作崗位，或者開(kāi)始更進(jìn)一步學(xué)習(xí)之前的最后一次實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)。我結(jié)合課堂所學(xué)知識(shí)，潛心鉆研設(shè)計(jì)題目，通過(guò)到圖書(shū)館借閱相關(guān)書(shū)籍，以及上網(wǎng)搜尋相關(guān)期刊和論文，我翻閱了大量設(shè)計(jì)參考資料，比較詳細(xì)地了解了深孔加工技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀，認(rèn)識(shí)并區(qū)分清楚了幾種典型的深孔加工系統(tǒng)，尤其對(duì)DF系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作機(jī)理有了更為深刻的了認(rèn)識(shí)；為了得到對(duì)深孔加工系統(tǒng)的直觀認(rèn)識(shí)，搜集第一手的設(shè)計(jì)資料，進(jìn)入設(shè)計(jì)后期階段，我經(jīng)常進(jìn)入我專(zhuān)業(yè)工藝研究所鉆研機(jī)床結(jié)構(gòu)，觀察工藝員的操作過(guò)程，并及時(shí)記錄下一些重要的加工工藝和結(jié)構(gòu)參數(shù)，還就一些加工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題請(qǐng)

47、教了現(xiàn)場(chǎng)的師傅；為了克服設(shè)計(jì)難關(guān)，及時(shí)解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題，我們定時(shí)與導(dǎo)師聯(lián)系和溝通。通過(guò)導(dǎo)師的解惑答疑我的畢業(yè)設(shè)計(jì)得以順利進(jìn)行；在設(shè)計(jì)過(guò)程中大家都有一些自己難以解決的實(shí)踐難題，比如對(duì)制圖軟件的某些操作不熟悉，對(duì)設(shè)計(jì)論文格式的編排有些不了解，但經(jīng)過(guò)大家的相互交流，這些問(wèn)題都相繼得到解決。最終，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)得以順利完成。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我鞏固了以往所學(xué)的各科知識(shí)，充實(shí)了自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)，掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)；同時(shí)，我更加明確了自己的學(xué)習(xí)方向，進(jìn)一步理解了什么才是科學(xué)的學(xué)習(xí)方法和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，為我將來(lái)走上各種崗位打下良好的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) [1] 王峻.現(xiàn)代深孔加工

48、技術(shù):哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2005 [2] 樂(lè)兌謙．金屬切削刀具．機(jī)械工業(yè)出版社，1985 [3] 王世清，朱林等.CN89214200．6 (1989) [4] 朱林等．新型外排屑負(fù)壓抽屑系統(tǒng)．機(jī)械制造．第9期，1992 [5] 于新風(fēng)，王峻．關(guān)于深孔鉆削切屑形態(tài)和容屑系數(shù)優(yōu)化的探討．太原機(jī)械學(xué)院學(xué)報(bào)．第1期，1986 [6] 樊鐵鑌．實(shí)心料的深孔加工.成都工具研究所出版，1988 [7] 王世清等.孔加工技術(shù).北京:石油工業(yè)出版社,1993 [8] 王世清.深孔加工技術(shù).西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社,2003 [9] 王峻.20世紀(jì)深孔加工技術(shù)的興衰及新突破.

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