【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）與資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的成果，不包含他人已申請學(xué)位或其他用途使用過的成果。學(xué) 校 有權(quán)保留送交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的 原文或 復(fù)印件，允許畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）被查閱和借閱；學(xué)校可以公布畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 知識產(chǎn)權(quán) 聲明 30 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明 本人完全了解西安工業(yè)大學(xué) 北方信息工程學(xué)院 有關(guān)保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)的規(guī)定，即：本科學(xué)生在校攻讀學(xué)士學(xué)位期間畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作的知識產(chǎn)權(quán)屬于西安工業(yè)大學(xué) 信息工程學(xué)院 。 本人 在 畢業(yè)設(shè)計(jì) 期間的工作自始至終都是在 王麗老師 全面、具體的指導(dǎo)下進(jìn)行的。 孫國忠 . 深孔加工技術(shù)及其應(yīng)用 [D].西安理工大學(xué)學(xué)報(bào) , [16] 王峻，現(xiàn)代深孔加工技術(shù) [M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 .. [17] 吳宗澤，羅圣國 .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊 [M].高等 教育出版社 .. [18] Zhang L B, Wang L J, Liu X Y, et al. Mechanical model for predicting thrust and torque in vibration drilling fibrereinforced posite materials .Int J Tools Manufact. 2021,415, 41(5) :641657 . [19] Gao chi Cheng, K. . The investigation on the machining process of BTA deep hole drilling .Journal of Materials Processing Technology, 2021,107, 107:222227. [20] H. Takeyama, et al. Burrless Drilling by Means of Ultrasonic Vibration .Annals of the 參考文獻(xiàn) 28 CIRP, 1991,401, 40(1):83~86.致 謝 29 致 謝 感謝導(dǎo)師 王麗老師 的關(guān)心、指導(dǎo)和教誨。由此改造后能對深孔加工，達(dá)到了降低生產(chǎn)成本的目標(biāo)。改裝后的鉆床拆除深孔鉆削裝置后，仍可作為車床使用。 通過完成該設(shè)計(jì) ,在整個(gè)改裝過程中，不改變原車床的性能，只需將車床上刀架拆除，換上聯(lián)結(jié)器，授油器和中心架分別安裝在車床內(nèi)導(dǎo)軌上。 車床改裝為深孔加工 機(jī)床主要有機(jī)床和油路兩大部分。而采用普通車床改裝為深孔加工機(jī)床，由于其成本低，制造周期短以及一床多用（深孔鉆削、車削，深孔鏜削和深孔珩磨）等優(yōu)點(diǎn)，已為許多廠家所接受。 結(jié)論 26 7 結(jié) 論 本文研究了對深孔加工的機(jī)床的改造，由于深孔加工難度高，加工工作量大，已成為機(jī)械加工的關(guān)鍵性工序，隨著技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品更新?lián)Q代的迅速，新型高強(qiáng)度、高難度、難加工零件的不斷 出現(xiàn)，對深孔加工的質(zhì)量、加工效率和刀具等都提出了更高的要求，由于深孔鉆床的特殊性，其價(jià)格比較昂貴對于非專業(yè)化深孔加工的廠家，成本過高。 退刀排屑 在鉆孔加工過程中 ,要密切注意冷卻液的流動(dòng)及切屑的排出是否順暢。冷卻效果好、排屑順暢、潤滑有效是在深孔加工中對冷卻液的基本要求。鉆頭夾具夾持于刀架上 ,重要的工作就是找中心位置 ,必須仔細(xì)調(diào)整 ,反復(fù)確認(rèn)。此孔的作用為長桿鉆具加工的導(dǎo)向孔 ,同時(shí)也可為后面的鉆孔減少加工時(shí)間。導(dǎo)向孔的加工 :在工件大端 (鉆孔端 ) 打好中心孔后 ,用 216。工件的旋轉(zhuǎn)速度、刀具的進(jìn)給速度、切削液的流量壓力以及根據(jù)排屑的效果 ,是否需要考慮退刀排屑等都是需要認(rèn)真研究的重要工藝參 數(shù) [5]。冷卻及排屑問題必須在設(shè)計(jì)長桿鉆具時(shí) ,作為重點(diǎn)考慮的內(nèi)容。 (3) 加工過程 中的冷卻及排屑問題超深孔的鉆削加工過程中 ,保證切削部位的有效冷卻及切屑的連續(xù)排出 ,是加工過程得以持續(xù)進(jìn)行的關(guān)鍵 ,也是防止夾鉆及保證鉆具使用壽命的關(guān)鍵。 (2) 適用于普通車床的長桿切削鉆具超深孔的鉆削加工 ,適用的長桿鉆具是必須的。深孔加工容易鉆偏的原因 ,除鉆具的剛性及加工軸向作用力的大小外 ,工件的裝夾定位也是主要影響因素之一。目前國內(nèi)生產(chǎn)的齒輪泵最大流量為 125L/min,最大壓力為 ,基本滿足使 用要求。25～ 216。 （ 2）油泵壓力及流量選擇：油泵壓力和流量一般應(yīng)根據(jù)使用的流體截面確定，即根據(jù)所加工孔的孔徑確定。常用的油 泵流量一般為 125L/min，故油箱容積一般設(shè)計(jì)應(yīng)不小于 1250L。 油箱容積、油泵壓力及流量的確定 （ 1）油箱容積的確定：油箱應(yīng)有足夠的容積，保證切削液能正常冷卻以及污物的沉淀和分離。 （ 4）不同制造廠的切削液盡量不要混用。 （ 2）濾油器、油箱必須定期清洗。一般進(jìn)油溫度不超過 40℃ ，回油溫度最高為 50℃，切削液老化常在 50～ 60℃之間出現(xiàn)，從這個(gè)溫度每 升高 10℃，切削液老化速度約增加一倍。因此，在使用與管理切削液方面應(yīng)注意一下幾點(diǎn)： （ 1）應(yīng)經(jīng)常加油，使油箱中油的高度保持在最高平面。 min1） 8～ 15 5～ 20～ 50 15～ 25 4～ 50～ 70 25～ 35 3～ 70～ 100 35～ 45 ～ 100～ 125 45～ 80 2～ 3 125～ 200 切削液的使用與管理 深孔加工中，只有正確的使用和管理切削液，才能通過最佳的切削液獲得所期望的生產(chǎn)率和加工質(zhì)量的綜合效果。 表 給出了在生產(chǎn)中常用的內(nèi)排屑深孔加工方式下切削液壓力、流量和鉆孔直徑的 關(guān)系，可以看出，壓力隨孔徑減小而增大，流量隨孔徑增加而增加。為了獲得最佳的表面粗糙度，所需的冷卻潤滑液的工作壓力，往往高于正常排屑的壓力，并且保證壓力恒定。 切削液的流量與壓力 在深孔加工中選擇合理的切削液的壓力和流量是十分重要的。 按加工孔徑大小選擇時(shí)，加工小直徑深孔選用黏度低的切削液，以便降低黏滯阻力，減少液體能量損失；加工大、中直徑深孔時(shí)，液體的黏度可選大一些。在低速重切削時(shí)，重要的是降低切削力，提高表面加工質(zhì)量，抑制加工變質(zhì)層，減小機(jī)械磨損，此時(shí)應(yīng)采用 油性強(qiáng)、潤滑性好及高黏度的切削液。 按切削條件選擇時(shí)，主要由切削速度來決定的。 切削液類型的選用，主要由它的功能所決定。然而，深孔加工中選擇一種通用的切削液，以適應(yīng)主要的幾種深孔加工，那是十分重要的。 切削液的選用，主要取決于工件材料的性質(zhì)、加工方法、切削液的類型及切削條件等。 （ 4）保護(hù)已加工表面及防腐：采用內(nèi)排屑和前排屑時(shí)，切削液可防止切屑劃傷本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 已加工表面，并沖刷黏附在工件表面的細(xì)碎切屑、積屑及黏附物，同時(shí)在孔表面形成油膜，起防銹作用。 （ 3）排屑和吸振：用一定壓力和流量的切削液將切屑由切削 區(qū)沖刷出來，實(shí)現(xiàn)排屑作用。 深孔加工的切削液 切削液的機(jī)能 切削液在深孔加工中的綜合作用有： （ 1）冷卻刀具與工件：減少刀具、工件熱變形，提高刀具耐用度，以保證孔德尺寸精度。5mm密集孔進(jìn)行粗過濾，切削油通過油箱蓋上 80粒度過濾銅網(wǎng)進(jìn)入油箱，在郵箱中分別用 100粒度和 120粒度銅網(wǎng)進(jìn)行三、四級過濾，最后在油泵進(jìn)油管上裝紙型過濾器進(jìn)行第五級過濾。一般地，過濾精度比所要求的的表面精度低 10倍，即 50μ m的過濾精度可滿足Ra為 5μ m表面粗糙度的要求 [14]。此外，還應(yīng)有慮油裝置，濾油裝置主要由所要求的過濾精度確定。油箱長度可按最大加工長度確定，并做成可移動(dòng)的。 因 此 12 60340( / m in )ssL ???? 1111 60320( / m in )L ???? 冷卻排屑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 冷卻排屑系統(tǒng)主要由郵箱、排屑箱、油泵、電機(jī)、過濾裝置和液壓元件等組成，深孔機(jī)床 的改裝一般是在已安裝好的舊機(jī)床上進(jìn)行 ，受到地面和周圍空間的限制，不易做成地坑式油箱，往往采用地面式油箱。 取壓力為 5MPa，流量為 60 L/ 1min? 。其油路原理是：從油泵輸出的切削液分為兩路，一路直接由授油器進(jìn)入，通過鉆桿外壁與已加工孔表面之間的間隙到達(dá)切削區(qū)，并將切屑從鉆桿內(nèi)部推出；另一路從鉆桿尾部通過一射流噴嘴進(jìn)入鉆桿內(nèi)腔，產(chǎn)生一定的負(fù)壓，將切削區(qū)的 切削液和切屑向后抽吸，促使切屑順利排出。 DF 系統(tǒng)將 BTA 系統(tǒng)推出切屑與噴吸鉆系統(tǒng)吸出切屑的方法相結(jié)合，僅用一個(gè)鉆桿實(shí)線推吸雙作用。本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 6 冷卻排屑系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 由于深孔加工需要強(qiáng)制冷卻，因此，在改造后的機(jī)床必須設(shè) 計(jì)一個(gè)獨(dú)立的切削液油路。必要時(shí)可修整噴嘴形狀，以盡量減小噴射流死區(qū)，最后一排月牙槽，應(yīng)在進(jìn)油口的中心線位置上或超前一些，月牙槽應(yīng)避免開在進(jìn)油口的渦旋區(qū)內(nèi)。間隙δ取 ～ 。通常噴射角θ 取 20186。 月牙槽形噴嘴一般由兩排組成，間隙約為 5mm，每排 3～ 5 個(gè)月牙槽，沿圓周均布。在此基礎(chǔ)上，盡量減小均壓腔空間，以便減小擴(kuò)壓能量損失，減小負(fù)壓裝置體積。其結(jié)構(gòu)形式 如圖 如 下： 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 1支 架；2 六角 頭螺栓；3 前 錐套；4進(jìn) 油噴嘴；5后錐 套；6密 封圈；7螺母圖 不旋轉(zhuǎn)式負(fù)壓抽屑裝置 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1）均壓腔設(shè)計(jì)：切削液在進(jìn)入噴嘴前，先進(jìn)入一個(gè)環(huán)形噴嘴的空間，該空間就成為均壓腔，均壓腔的作用是使射流通道切削液在射流前均壓，保證還錐形射流束均勻，以便提高負(fù)壓效應(yīng)。射流間隙依靠調(diào)節(jié)后錐套來調(diào)整，并用螺帽鎖緊。不旋轉(zhuǎn)式聯(lián)接器結(jié)構(gòu)簡單，無需軸承支承，直接與機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)連接。殼體、軸承、密封圈組成一個(gè)旋轉(zhuǎn)支承和密封系統(tǒng)。 典型結(jié)構(gòu) 帶負(fù)壓裝置的聯(lián)接器可以做成旋轉(zhuǎn)和不旋轉(zhuǎn)兩種形式，分別用于刀具旋轉(zhuǎn)和工件旋轉(zhuǎn)加工方式。 聯(lián)接器 聯(lián)接器的功用是支承鉆桿和排屑管，傳遞鉆削力矩和軸向力。而旋轉(zhuǎn)式授油器主要用于工件旋轉(zhuǎn)或工件與刀具同時(shí)旋轉(zhuǎn)的鉆削方式，并且該授油器在頭部增加了一個(gè)旋轉(zhuǎn)部分，是導(dǎo)向套與工件同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，提高了刀具入鉆時(shí)的導(dǎo)向精度。 旋轉(zhuǎn)式授油器 旋轉(zhuǎn)式授油器主要是用于工件旋轉(zhuǎn)或工件與刀具同時(shí)旋轉(zhuǎn)的鉆削方式，是最常用的一種授油器，該授油器在頭部增加了一個(gè)旋轉(zhuǎn)部分，是導(dǎo)向套與工件同時(shí)選裝，可以提高刀具入鉆是的導(dǎo)向精度 。壓力油通過伸縮軸進(jìn)入，經(jīng)由鉆頭體與導(dǎo)向套形成的環(huán)形縫隙進(jìn)入切削區(qū)，冷卻潤滑鉆頭。鉆孔時(shí)，旋轉(zhuǎn)手輪使伸縮軸靠向工件表面。重新移動(dòng)授油器使鉆頭的大部分退入導(dǎo)向套 ,與工件上的加工孔位找正 ,然后將授油器貼緊工件加工面并加以固定 ,接上給液管 ,先開啟切削液泵 ,再開啟動(dòng)力頭 ,即可進(jìn)行切削加工。④授油器有一定的密封要求 ,所以在各個(gè)連接面需要設(shè)置相應(yīng)的密封圈或密封墊。 授油器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)： ①導(dǎo)向套孔、端蓋中心孔與動(dòng)力頭中心孔應(yīng)保證共軸線； ②導(dǎo)向套橫截面形狀應(yīng)與鉆頭的最大橫截面形狀相同 ,最大直徑比鉆頭直徑大 0. 05～0. 1mm ，側(cè)隙 0. 5～ 1mm ，最小直徑與鉆桿沒有配合要求 ,導(dǎo)向套與殼體為 H7/ H6 的間隙配合 。 授油器 授油器的功用是正確引導(dǎo)鉆頭并向切削區(qū)供給高速冷卻液。改中心架具有剛性好，回轉(zhuǎn)精度高，找正方便等優(yōu)點(diǎn)，但工件的 裝夾不如局部滾動(dòng)式中心架方便，需要移動(dòng)中心架。 整體滾動(dòng)式中心架 整體滾動(dòng)式中心架適用于中小型深孔加工機(jī)床，其結(jié)構(gòu)如圖 所示，有軸承、支座、支承套、支承調(diào)節(jié)螺釘和底板等構(gòu)成。 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。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。 （ 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。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。 [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） 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）提高導(dǎo)向套或引導(dǎo)孔的精度，加 強(qiáng)導(dǎo)向作用。徑向力既不可太小，也不可太大。 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