【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圖 改裝結(jié)構(gòu)總圖目前國(guó)內(nèi) CA6140 車床最大轉(zhuǎn)速一般 1400r/min，最小進(jìn)給量大于 ，根據(jù)深孔鉆削推薦值，該用量適合加工 216。25～216。70mm 的普通合金鋼深孔，若能將最小走刀量細(xì)化到 ，則加工孔徑范圍可以擴(kuò)大到 216。10～216。70mm，并能加工如不銹鋼和鈦合金等難加工材料。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9 運(yùn)動(dòng)方式的確定在深孔加工時(shí)主要的運(yùn)動(dòng)形式有以下幾種：（1）工件旋轉(zhuǎn)，并且工件進(jìn)給，刀具固定不動(dòng)；（2）工件旋轉(zhuǎn)，刀具進(jìn)給；（3）工件進(jìn)給，刀具旋轉(zhuǎn)；（4）工件固定不動(dòng)，刀具旋轉(zhuǎn)并進(jìn)給；由于此次改造的機(jī)床是普通車床，由于車床的本身主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的確定，以及盡量減少改裝的復(fù)雜性，因此，在改造時(shí)車床的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)不變，因此改造的運(yùn)動(dòng)方式確定為工件旋轉(zhuǎn)，刀具進(jìn)給，這樣在沒(méi)有改變?cè)瓩C(jī)床的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，改裝后的鉆床拆除鉆削裝置后，仍可作為車床使用。4 DF 系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論104 DF 系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論DF 系統(tǒng)是目前應(yīng)用最為廣泛的一種深孔加工系統(tǒng)。到了 20 世紀(jì) 90 年代，又將DF 原理推廣應(yīng)用到外排屑鉆削系統(tǒng)中，緩解了小直徑深孔加工的排屑、密封等難題，并且還可以應(yīng)用到普通立式鉆床和普通車窗上，為解決深孔麻花鉆深空的冷卻、排屑問(wèn)題開(kāi)辟了一個(gè)新途徑。 DF 系統(tǒng)的分類 內(nèi)排屑 DF 系統(tǒng)圖 內(nèi)排屑 DF 系統(tǒng) 內(nèi)排屑 DF 系統(tǒng)由工件、鉆頭、授油器、鉆桿和負(fù)壓抽屑裝置構(gòu)成，結(jié)構(gòu)如圖所示。 外排屑 DF 系統(tǒng)外排屑 DF 系統(tǒng)由工件、鉆頭、負(fù)壓抽屑裝置和聯(lián)接器構(gòu)成，其工作原理是：大部分切削液從尾座輸油口進(jìn)入，通過(guò)鉆桿內(nèi)部到達(dá)切削區(qū)，并冷卻潤(rùn)滑鉆頭，并將切屑從鉆頭外部 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，將切削去的切屑向外抽吸，促使切屑排除。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)4 DF 系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論11壓區(qū)切削本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12液的流動(dòng)速度加快，提高了排屑效果 [2] 。 DF 深孔鉆DF 深孔鉆，亦稱單管噴吸鉆或雙進(jìn)油深孔鉆，它結(jié)合了 BTA 系統(tǒng)與噴吸鉆系統(tǒng)的推、吸排屑方式的優(yōu)點(diǎn)，是一種被廣泛應(yīng)用的深孔鉆。 DF 深孔鉆的特點(diǎn)（1）排屑效果良好。尤其對(duì)于直徑為 6～20mm 的小直徑深孔加工，其優(yōu)點(diǎn)就更為突出，可取代部分槍鉆來(lái)加工小直徑的深孔。（2）只要一根鉆桿，省掉了噴吸鉆的內(nèi)管。鉆桿內(nèi)有冷卻液的支托，切削振動(dòng)較小，排屑空間較噴吸鉆大，排屑順暢。因此，加工精度略高于噴吸鉆。（3）冷卻壓力較 BTA 方式深孔鉆低，一般冷卻壓力為 1～2MPa,流量 小于Q135L/min。（4）生產(chǎn)率高。加工效率一般比 BTA 深孔鉆高 1～2 倍。（5）DF 系統(tǒng)深孔鉆加工的孔徑范圍為 6～180mm，長(zhǎng)徑比為 30～50，最大可達(dá)100。但對(duì)于直徑大于 65mm 的深孔，抽屑效果下降，因此，DF 系統(tǒng)比較適合于中、小直徑的深孔加工 [1] 。 DF 深孔鉆的使用 對(duì)加工系統(tǒng)的要求在內(nèi)排屑深孔加工中，加工系統(tǒng)各部分對(duì)孔的加工質(zhì)量有很大的影響，各部分自身精度及安裝精度的高低直接反映到孔加工質(zhì)量的好壞，因此面對(duì)加工系統(tǒng)的各部分應(yīng)有一定的要求，以保證得到較高的加工精度和生產(chǎn)率。深孔加工時(shí)的注意事項(xiàng):（1）鉆孔前先預(yù)鉆一個(gè)與鉆頭直徑相同的淺孔,以便對(duì)位和鉆孔時(shí)起到導(dǎo)向定心作用；（2）應(yīng)保證工件孔中心軸線、給液器導(dǎo)向套軸線與鉆桿中心軸線重合；（3）根據(jù)工件材質(zhì)合理選用切削用量,加工高強(qiáng)度材質(zhì)工件時(shí),應(yīng)適當(dāng)降低切削速度 V ；（4）為保證排屑、冷卻效果,切削液應(yīng)保持適當(dāng)?shù)膲毫土髁俊＜庸ば≈睆缴羁讜r(shí)可采用高壓力、小流量；加工大直徑深孔時(shí)可采用低壓力、大流量；（5）開(kāi)始鉆削時(shí),應(yīng)首先打開(kāi)切削液泵,然后起動(dòng)鉆頭再走刀切削；鉆孔結(jié)束或發(fā)生故障時(shí),應(yīng)首先停止走刀,然后停住鉆頭,最后關(guān)閉切削液泵 [10] 。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13[1] 對(duì)機(jī)床的要求（1）應(yīng)有足夠的剛度：內(nèi)排屑深孔鉆采用高轉(zhuǎn)速、大進(jìn)給量進(jìn)行加工，扭矩及軸向力都很大，機(jī)床的剛性對(duì)加工孔的精度和鉆頭的耐用度都有很大的影響。（2）應(yīng)具有足夠的功率，在計(jì)算電動(dòng)機(jī)額定功率時(shí)，應(yīng)考慮到機(jī)床的效率。（3）進(jìn)給機(jī)構(gòu)必須穩(wěn)定可靠：進(jìn)給平穩(wěn)，不能有爬行現(xiàn)象。機(jī)床的進(jìn)給量最好是無(wú)級(jí)調(diào)速，以適宜多種材料的深孔加工，一般進(jìn)給量在 ～。最好使用帶有過(guò)載保護(hù)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)。（4）機(jī)床的主軸軸向竄動(dòng)要小：應(yīng)把機(jī)床主軸軸向竄動(dòng)調(diào)整到允許的范圍內(nèi)，否則易引起振動(dòng)而打刀。（5）應(yīng)具有一定的控制系統(tǒng)：如主軸負(fù)荷表、進(jìn)給量表、超載安全裝置等，以保證深孔加工的可靠性。（6）機(jī)床主軸的徑向跳動(dòng)量不得超過(guò) 。[2] 對(duì)加工系統(tǒng)其他附件的安裝要求（1）要求機(jī)床主軸和導(dǎo)向套之間的跳動(dòng)量不得超過(guò) ，以保證兩者的同軸度要求。為減小機(jī)床主軸和導(dǎo)向套的同軸度誤差，最好在所用的機(jī)床上直接加工出導(dǎo)向套的底孔。（2）要求導(dǎo)向套和工件之間的距離不得超過(guò) 1mm，以保證鉆頭粗鉆時(shí)良好的貫穿和足夠的冷卻液流量。（3）鉆桿的聯(lián)接器與機(jī)床主軸之間應(yīng)有一定的同軸度要求。尤其當(dāng)采用鉆頭旋轉(zhuǎn)的加工方式時(shí)，鉆桿聯(lián)接器應(yīng)嚴(yán)格對(duì)中，以保證與機(jī)床主軸有公共的旋轉(zhuǎn)軸線。[3]對(duì)冷卻潤(rùn)滑液的要求在深孔加工中，冷卻潤(rùn)滑液對(duì)加工質(zhì)量和生產(chǎn)率有相當(dāng)大的影響。根據(jù)內(nèi)排屑深孔鉆的加工特點(diǎn)，對(duì)所使用的冷卻潤(rùn)滑液有以下要求：（1）應(yīng)采用低壓大流量的冷卻潤(rùn)滑方式，由于采用大進(jìn)給量的加工方式，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的切屑多，切削溫度高，因此保證盡快沖走切屑和冷卻潤(rùn)滑刀頭是十分重要的。（2）宜采用油脂類切削油。由于鉆頭的導(dǎo)向塊在切削時(shí)受到較大的徑向壓力以及摩擦力，要是冷卻潤(rùn)滑不好往往會(huì)造成導(dǎo)向塊的急劇磨損和剝離。若選用極壓強(qiáng)化切削油，會(huì)在導(dǎo)向塊表面形成一潤(rùn)滑膜，起到潤(rùn)滑和支承重載的作用，這對(duì)減小導(dǎo)向塊的磨損和延長(zhǎng)刀具的壽命極為有利。（3）要求保持冷卻潤(rùn)滑的清潔。由于臟的冷卻潤(rùn)滑液會(huì)導(dǎo)致破壞導(dǎo)向塊表面潤(rùn)滑膜，或使小直徑深孔鉆的油路堵塞，也容易使高壓泵及閥門過(guò)早磨損，因此，必本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14須對(duì)冷卻液進(jìn)行過(guò)濾，可采用先粗后精的過(guò)濾方式。 切削用量的合理選擇對(duì)于內(nèi)排屑深孔鉆，有 4 個(gè)基本因素影響切削用量的選擇：切屑的大小及形狀；機(jī)床的功率；合理的刀具耐用度；加工孔的尺寸的精度及表面粗糙度要求。其中，切屑的大小和形狀是最為重要的，因?yàn)榍行荚阢@頭和鉆桿內(nèi)能否順利排出是加工能否正常進(jìn)行的必要條件，當(dāng)然所選的用量必須是在機(jī)床的額定功率內(nèi)，同時(shí)在考慮鉆頭耐用度及內(nèi)孔的加工要求。切屑的形成，除了斷屑臺(tái)的形狀外，在很大程度上也受切削速度和進(jìn)給量的影響。一般來(lái)說(shuō)，固定進(jìn)給量而加大切削速度將使切屑變大、變軟，而固定切削速度加大進(jìn)給量將減短切屑長(zhǎng)度，增大切削厚度。在實(shí)際使用中，可以通過(guò)以下幾個(gè)步驟來(lái)確定合適的切削用量：（1） 根據(jù)加工材料粗選切削速度以及相應(yīng)的進(jìn)給量。（2） 檢查機(jī)床功率是否合適，注意應(yīng)參考機(jī)床的效率值。（3） 進(jìn)行一些試驗(yàn)，以形成良好的切屑為標(biāo)準(zhǔn)，決定最佳切削用量。表 切削速度和進(jìn)給量 [1] 材料 硬度/HB 切削速度/(mmin 1) 進(jìn)給量/(mmr 1)碳素鋼 150～225 76～91 ～易切鋼 175～250 76～91 ～錳鋼 175～250 76～91 ～鎳鋼 135～275 76～91 ～鎳鉻鋼 150～250 45～91 ～鉬鋼 150～250 45～91 ～鉻鋼 150～250 45～91 ～高速鋼 175～275 45～91 ～不銹鋼 135～275 45～91 ～鑄鐵 140～220 45～91 ～可鍛鑄鐵 135～250 76～120 ～黃銅 50～160 76～120 ～鋁 40～150 91～183 ～高強(qiáng)度耐腐蝕鎳銅合金 200～300 45～91 ～鈦合金 180～220 35～65 ～沉淀硬化不銹鋼 320～380 30～60 ～在試驗(yàn)時(shí)須注意一下幾點(diǎn)：如果中間齒形的切屑呈長(zhǎng)條形，可用減小進(jìn)給量的方法來(lái)解決，這時(shí)切削速度本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15也要隨之減?。ㄆ饻p小切屑長(zhǎng)度的作用） ，以便使邊上的切削刃也能形成合適的切屑。對(duì)一些特別難加工的材料，如氮化鋼、不銹鋼及鈦合金等，切削速度要進(jìn)一步減小，以便所有的切削刃都能形成合適的切屑。 提高加工精度的措施[1] 加強(qiáng)導(dǎo)向以減小鉆孔偏斜（1）適當(dāng)增加鉆頭鋒角，可減小鉆削徑向力，有利于降低導(dǎo)向塊的磨損和減小鉆孔的偏斜度。（2）改變鉆頭角度和刀齒寬度，必須保證徑向合力始終壓向?qū)驂K，絕不允許偏離導(dǎo)向塊方向。徑向力既不可太小，也不可太大。太小的徑向力會(huì)使鉆頭導(dǎo)向削弱，容易產(chǎn)生振動(dòng)；太大的徑向力容易破壞導(dǎo)向塊的油膜，是導(dǎo)向塊磨損較快。（3）提高導(dǎo)向套或引導(dǎo)孔的精度，加強(qiáng)導(dǎo)向作用。[2] 控制加工系統(tǒng)各部分的位置精度來(lái)提高鉆孔尺寸精度（1）控制機(jī)床主軸、導(dǎo)向套（或引導(dǎo)孔）及聯(lián)接器內(nèi)孔三者的同軸度誤差必須小于 。（2）嚴(yán)格控制導(dǎo)向套或引導(dǎo)孔與鉆頭的間隙，并盡可能采用導(dǎo)向套旋轉(zhuǎn)的方式，以便保證鉆孔的尺寸精度。（3）應(yīng)保證足夠的冷卻液流量和選用抗黏附性好的導(dǎo)向塊材料，以防止堵屑和導(dǎo)向塊上的切屑黏附。[3] 穩(wěn)定鉆削來(lái)降低鉆孔表面粗糙度（1）鉆頭外齒副切削刃及導(dǎo)向塊的表面粗糙度應(yīng)低于鉆孔粗糙度 2～3 級(jí)，最好用油石壁光副刃及過(guò)渡刃。（2）選用適當(dāng)?shù)睦鋮s液及有效的冷卻方式。選用冷卻效果好，抗黏結(jié)性能力強(qiáng)的深孔切削液，保證供給充足的冷卻液，使得排屑順利，散熱快。另外， ；冷卻液必須很好的過(guò)濾，以降低鉆孔的表面粗糙度。（3）導(dǎo)向塊采用耐磨、抗黏附性好的硬質(zhì)合金材料，以減小切屑的黏性。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）165 改造裝置 中心架中心架是深孔鉆削裝置中三大部件之一，其主要功能是支承、扶正旋轉(zhuǎn)的工件，與普通車床中心架功能相同。但是由于深孔加工零件較重，工件外圓速度較高，因此，必須使用滾動(dòng)支承。目前常用的有局部滾動(dòng)和整體滾動(dòng)兩種形式，分別使用三點(diǎn)支承和四點(diǎn)支承。 局部滾動(dòng)式中心架局部式中心架的結(jié)構(gòu)與普通車床中心架結(jié)構(gòu)相同，只是支承采用了滾動(dòng)式，這種中心架的優(yōu)點(diǎn)是工件裝夾方便，其缺點(diǎn)是剛性較差，工件外圓必須預(yù)先車出定位基準(zhǔn)，并且找正步態(tài)方便。由于深孔鉆床