高速深孔加工高效排屑系统的设计与研究

发布时间：2017-09-16 16:12

  本文关键词：高速深孔加工高效排屑系统的设计与研究

  更多相关文章： 深孔加工 振动钻削 负压抽屑 变流量 变负压

【摘要】：随着现代制造业的快速发展，深孔加工技术在机械加工中的应用越来越广泛。在深孔加工过程中，由于其特殊性，切屑排出所经过的途径较长，且排出空间有限，所以容易发生堵塞现象，直接导致加工过程的突然中断，影响已加工孔直线度，更甚者造成刀具崩刃，因此排屑障碍始终是影响深孔加工技术发展的难题之一。 本文采用工件旋转、刀具进给与旋转的加工方式实现高速钻削，并分别从断屑和抽屑两方面对排屑问题进行研究与设计，充分利用振动钻削对断屑的优势及负压抽屑对排屑的效果。 在断屑方面，本文引用比较成熟的振动钻削技术，实现变切厚切削，设计出将振动施加在联结器而非直接作用于钻杆上的振动装置。其振动驱动器是由两个偏心轮组合而成，可以调节振动钻削的振幅。振动驱动器直接安装在拖板上，联结器与拖板之间通过小导轨连接，小导轨能够抵消振动驱动器作用于联结器上的非轴向力，不会影响深孔加工直线度。 在抽屑方面，通过研究负压抽屑的原理、影响因素等，提出了变负压概念，即使得负压通道中的流量周期性变化，从而改变负压区的负压值，使得直接作用于切屑的抽吸力为变量，不仅对断屑有利，还能促使切屑的顺利排出。为了实现流量的变化，本文设计了变流器，将其接入负压通道中，通过改变其在通道中的截流面积来实现变流量的目的。针对钻杆的转动对负压抽屑装置进行了改进设计。 最后，将振动钻削装置与变负压抽屑装置结合在一起，形成高速高效排屑系统，实现变切厚与变负压的结合，通过调整两装置的初始参数，使得切屑最薄弱处与负压最大值相对应，实现断屑与抽屑，，提高排屑效果。
【关键词】：深孔加工 振动钻削 负压抽屑 变流量 变负压
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG52
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1.绪论10-19
• 1.1 深孔加工技术10-13
• 1.2 深孔加工中高效排屑的研究目的及意义13-14
• 1.3 高效排屑的国内外研究现状14-16
• 1.3.1 振动钻削的研究现状14-16
• 1.3.2 负压抽屑的研究现状16
• 1.4 本课题的来源及主要研究内容16-17
• 1.4.1 课题来源16-17
• 1.4.2 课题的主要研究内容17
• 1.5 本课题的创新点17-19
• 2. 高速高效排屑的理论研究19-32
• 2.1 高速切削19-20
• 2.1.1 高速切削的优势19-20
• 2.1.2 高速深孔加工方式20
• 2.2 切屑的处理20-26
• 2.2.1 分屑20-23
• 2.2.2 卷屑23-24
• 2.2.3 断屑24-25
• 2.2.4 深孔加工对切屑的要求25-26
• 2.3 DF 系统负压抽屑机理26-31
• 2.3.1 虹吸原理26-27
• 2.3.2 DF 系统工作原理27-30
• 2.3.3 负压效应对排屑和断屑的双重作用30-31
• 2.4 本章小结31-32
• 3. 振动钻削的研究及装置设计32-48
• 3.1 振动钻削的分类、机理及断屑方式32-35
• 3.1.1 振动钻削的分类32-33
• 3.1.2 振动钻削的机理33-34
• 3.1.3 断屑方式34-35
• 3.2 数学建模及分析35-41
• 3.2.1 模型建立35-39
• 3.2.2 振动钻削工艺参数的选择39-40
• 3.2.3 振动钻削的有益效果40-41
• 3.3 振动钻削装置的设计41-45
• 3.3.1 振动驱动器的设计41-43
• 3.3.2 振动钻削装置的整体设计43-45
• 3.4 振动钻削装置的创新点及不足45-47
• 3.4.1 振动钻削装置的创新点45-46
• 3.4.2 振动钻削装置的不足46-47
• 3.5 本章小结47-48
• 4. 负压抽屑装置的改进设计48-67
• 4.1 负压抽屑系统的改进原理48-52
• 4.1.1 变负压对断屑及排屑的影响48
• 4.1.2 负压装置的影响因素及参数选择48-51
• 4.1.3 普通负压抽屑系统的不足51-52
• 4.2 负压抽屑装置的改进设计52-57
• 4.2.1 变流器的结构设计52-53
• 4.2.2 变流器的工作原理及参数设计53-55
• 4.2.3 可转动负压抽屑装置的设计55-57
• 4.3 油路的改进设计57-58
• 4.4 负压系统的仿真分析58-66
• 4.4.1 仿真软件 FLUENT 简介58-59
• 4.4.2 模型的建立59-61
• 4.4.3 求解器的设置61-62
• 4.4.4 仿真结果62-65
• 4.4.5 结果分析65-66
• 4.5 本章小结66-67
• 5. 高速高效排屑系统的整体结构67-70
• 5.1 将振动钻削与变负压抽屑结合67-68
• 5.2 高效排屑系统与普通排屑系统的比较68-69
• 5.3 本章小结69-70
• 6. 结论与展望70-72
• 6.1 结论70-71
• 6.2 展望71-72
• 参考文献72-76
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果76-77
• 致谢77-78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李英;曹选平;;BTA深孔振动钻削断屑分析[J];成都纺织高等专科学校学报;2008年01期

2 王立平,杨叔子,杨兆军,王立江;低频振动钻削提高微小钻头寿命机理的研究[J];工具技术;1998年05期

3 樊铁镔;深孔加工的切屑处理[J];工具技术;1998年09期

4 王立平,杨叔子,王立江;振动钻削工艺的发展概况及应用前景[J];工具技术;1999年06期

5 刘俊;刘波;李家鲁;;浅析深孔加工技术[J];锅炉制造;2008年06期

6 赵丽琴;王彪;杨琼瑶;;深孔加工负压抽屑装置的优化设计与仿真[J];中北大学学报(自然科学版);2012年03期

7 焦定江;刘华明;;超声振动钻削的试验研究[J];哈尔滨工业大学学报;1986年04期

8 陈光明;高速切削技术的优势及经济性[J];机床与液压;2001年02期

9 杨兆军，王立江，王立平;变振幅振动钻削提高微小孔入钻定位精度的研究[J];吉林工业大学学报;1995年01期

10 马利杰;刘贯军;王贵成;;轴向振动钻削的断屑机理研究[J];机械设计与制造;2009年02期

本文编号：864072