基于BTA刀具系统的深孔加工直线度误差分析研究

发布时间：2017-09-04 11:28

  本文关键词：基于BTA刀具系统的深孔加工直线度误差分析研究

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【摘要】：深孔加工技术是现代制造业中的重要组成部分,现今主要应用于高新技术产业,例如能源采掘、汽车发动机制造、航空航天、石油化工装备、船舶制造发电设备、仪器仪表等各种领域。现实中的深孔加工是在封闭或者半封闭的状态下进行的,使得工作环境相对复杂且钻削较不稳定,操作者不能直观看到实际切削情况,所以只能通过实际经验,观察加工过程中的一些基本工况信息进行判断。实际生产加工时,刀具系统容易在各种客观因素的影响下,出现偏离中心轴线的现象,使加工孔的直线度误差增高,甚至有时会使工件报废,无法继续加工。所以在实际加工过程中,研究加工孔直线度误差的影响因素及降低措施具有很重要的意义。本文将BTA深孔加工系统中的刀具系统作为研究对象,分析BTA深孔刀具的受力状态及构造特点,并推导出BTA深孔刀具钻削力数学模型,依据模型分析研究刀具导向块的合理位置及各刀齿余偏角和中间齿位置角对刀具受力的影响;创建钻杆刚度力学模型,运用UG NX软件的高级仿真模块,从钻杆的长度、壁厚对钻杆刚度进行仿真,分析钻杆参数对刚度的影响;设计两种支撑块的结构,对称布置在钻杆上,利用动压支撑改善钻杆刚度,经过FLUENT仿真分析证明方案的可行性,得出支撑块的合理结构;从刀具磨损和钻削加工参数两个方面进行分析刀具切削力、轴向力及扭矩的变化情况,为减小深孔加工直线度误差提供参考。
【关键词】：深孔加工 直线度 BTA 钻杆 支撑块
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG523;TG83
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1.绪论10-18
• 1.1 课题研究背景与意义10-11
• 1.2 深孔加工的特点和主要问题11-13
• 1.2.1 深孔加工的特点及分类11-12
• 1.2.2 深孔加工中的主要问题12-13
• 1.3 深孔直线度研究现状13-16
• 1.3.1 国内研究现状14-15
• 1.3.2 国外研究现状15-16
• 1.4 本文的主要研究内容16-17
• 1.5 本章小结17-18
• 2.深孔加工直线度误差分析18-30
• 2.1 直线度误差的定义18
• 2.2 影响深孔直线度误差的因素18-23
• 2.2.1 加工方式对直线度的影响18-19
• 2.2.2 导向套对直线度的影响19-21
• 2.2.3 刀具对直线度的影响21
• 2.2.4 钻杆对直线度的影响21-23
• 2.2.5 其它影响因素23
• 2.3 钻前预防措施23-24
• 2.4 深孔直线度的测量方法24-27
• 2.5 深孔直线度的纠偏方法27-29
• 2.5.1 工件附加外力纠偏27-28
• 2.5.2 刀具附加外力纠偏28
• 2.5.3 动静压支撑纠偏28-29
• 2.6 本章小结29-30
• 3.BTA刀具几何参数对直线度误差的影响30-47
• 3.1 BTA深孔刀具结构及工作原理30-31
• 3.1.1 BTA深孔刀具结构30-31
• 3.1.2 BTA深孔工作原理31
• 3.2 BTA深孔刀具总体受力分析31-35
• 3.3 导向块的合理设计35-39
• 3.3.1 导向块的受力分析35-37
• 3.3.2 导向块位置角37-38
• 3.3.3 导向块的结构38-39
• 3.3.4 导向块的材料39
• 3.4 几何参数对刀具受力的影响39-46
• 3.4.1 刀齿余偏角39-43
• 3.4.2 中间齿位置角43
• 3.4.3 其余几何参数43-45
• 3.4.4 刀具的材料45-46
• 3.5 本章小结46-47
• 4.BTA钻杆刚度对直线度误差的影响47-65
• 4.1 钻杆刚度力学模型47-48
• 4.2 有限元分析方法48-49
• 4.3 BTA深孔钻杆刚度仿真分析49-55
• 4.3.1 钻杆的屈曲仿真49-51
• 4.3.2 钻杆的长度对刚度的影响51-53
• 4.3.3 钻杆的壁厚对刚度的影响53-55
• 4.4 深孔钻杆优化设计及仿真分析55-63
• 4.4.1 钻杆支撑位置55-57
• 4.4.2 钻杆支撑块设计57-59
• 4.4.3 支撑块流场仿真59-62
• 4.4.4 不同供压时的流场仿真62-63
• 4.5 本章小结63-65
• 5.刀具磨损及切削用量对直线度误差的影响65-74
• 5.1 刀具的磨损对直线度的影响65-72
• 5.1.1 刀具磨损原因65-66
• 5.1.2 BTA深孔钻磨损实验66-70
• 5.1.3 磨损量对切削力的影响70-72
• 5.2 切削用量对直线度的影响72-73
• 5.3 本章小结73-74
• 6.结论与展望74-76
• 6.1 结论74-75
• 6.2 展望75-76
• 参考文献76-80
• 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果80-81
• 致谢81-82

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