【文章內(nèi)容簡介】 圖 改裝結(jié)構(gòu)總圖目前國內(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（論文）9 運動方式的確定在深孔加工時主要的運動形式有以下幾種：（1）工件旋轉(zhuǎn)，并且工件進(jìn)給，刀具固定不動；（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，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動和進(jìn)給運動的確定，以及盡量減少改裝的復(fù)雜性，因此，在改造時車床的主運動和進(jìn)給運動不變，因此改造的運動方式確定為工件旋轉(zhuǎn)，刀具進(jìn)給，這樣在沒有改變原機(jī)床的主運動和進(jìn)給運動，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)計理論104 DF 系統(tǒng)設(shè)計理論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、排屑問題開辟了一個新途徑。 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，通過鉆桿內(nèi)部到達(dá)切削區(qū)，并冷卻潤滑鉆頭，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，與向外流動的切削液混合進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。排屑通道中向后流動的切削液，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)計理論11壓區(qū)切削本科畢業(yè)設(shè)計（論文）12液的流動速度加快，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，是一種被廣泛應(yīng)用的深孔鉆。 DF 深孔鉆的特點（1）排屑效果良好。尤其對于直徑為 6～20mm 的小直徑深孔加工，其優(yōu)點就更為突出，可取代部分槍鉆來加工小直徑的深孔。（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，長徑比為 30～50，最大可達(dá)100。但對于直徑大于 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。深孔加工時的注意事項:（1）鉆孔前先預(yù)鉆一個與鉆頭直徑相同的淺孔,以便對位和鉆孔時起到導(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,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可采用高壓力、小流量；加工大直徑深孔時可采用低壓力、大流量；（5）開始鉆削時,應(yīng)首先打開切削液泵,然后起動鉆頭再走刀切削；鉆孔結(jié)束或發(fā)生故障時,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（論文）13[1] 對機(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，在計算電動機(jī)額定功率時，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)給量最好是無級調(diào)速，以適宜多種材料的深孔加工，一般進(jìn)給量在 ～。最好使用帶有過載保護(hù)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)。（4）機(jī)床的主軸軸向竄動要?。簯?yīng)把機(jī)床主軸軸向竄動調(diào)整到允許的范圍內(nèi)，否則易引起振動而打刀。（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)床主軸的徑向跳動量不得超過 。[2] 對加工系統(tǒng)其他附件的安裝要求（1）要求機(jī)床主軸和導(dǎo)向套之間的跳動量不得超過 ，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 1mm，以保證鉆頭粗鉆時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，鉆桿聯(lián)接器應(yīng)嚴(yán)格對中，以保證與機(jī)床主軸有公共的旋轉(zhuǎn)軸線。[3]對冷卻潤滑液的要求在深孔加工中，冷卻潤滑液對加工質(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，對所使用的冷卻潤滑液有以下要求：（1）應(yīng)采用低壓大流量的冷卻潤滑方式，由于采用大進(jìn)給量的加工方式，單位時間內(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)向塊在切削時受到較大的徑向壓力以及摩擦力，要是冷卻潤滑不好往往會造成導(dǎo)向塊的急劇磨損和剝離。若選用極壓強(qiáng)化切削油，會在導(dǎo)向塊表面形成一潤滑膜，起到潤滑和支承重載的作用，這對減小導(dǎo)向塊的磨損和延長刀具的壽命極為有利。（3）要求保持冷卻潤滑的清潔。由于臟的冷卻潤滑液會導(dǎo)致破壞導(dǎo)向塊表面潤滑膜，或使小直徑深孔鉆的油路堵塞，也容易使高壓泵及閥門過早磨損，因此，必本科畢業(yè)設(shè)計（論文）14須對冷卻液進(jìn)行過濾，可采用先粗后精的過濾方式。 切削用量的合理選擇對于內(nèi)排屑深孔鉆，有 4 個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，因為切屑在鉆頭和鉆桿內(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。一般來說，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)給量將減短切屑長度，增大切削厚度。在實際使用中，可以通過以下幾個步驟來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，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 ～在試驗時須注意一下幾點：如果中間齒形的切屑呈長條形，可用減小進(jìn)給量的方法來解決，這時切削速度本科畢業(yè)設(shè)計（論文）15也要隨之減?。ㄆ饻p小切屑長度的作用） ，以便使邊上的切削刃也能形成合適的切屑。對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。太小的徑向力會使鉆頭導(dǎo)向削弱，容易產(chǎn)生振動；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，最好用油石壁光副刃及過渡刃。（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（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，必須使用滾動支承。目前常用的有局部滾動和整體滾動兩種形式，分別使用三點支承和四點支承。 局部滾動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式，這種中心架的優(yōu)點是工件裝夾方便，其缺點是剛性較差，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