深孔实体钻削附件的毕业设计.pdfVIP

1  绪论  1.1 前言 所谓深孔加工，一般规定孔深L与孔径d之比大于5，即L/d5的孔称为深孔。 而一般的深孔多数情况下深径比L/d≥100。如油缸孔、轴的轴向油孔，空心主轴 孔和液压阀孔等等。 深孔加工难度高，加工工作量大，已成为机械加工中的关键性工序。随着科 学技术的进步，产品的跟新换代十分频繁，新型高强度、高硬度的难加工零件不 断出现，无论是对深孔加工的质量、加工效率，还是刀具的耐用度都提出了更高 的要求。 深孔加工技术已在国防工业、石油采掘、航空航天、机床、汽车等行业获得 相当广泛的应用，且由于其高效、高精度等优越性，深孔加工技术也在某些零件 的浅孔加工中得到应用。深孔加工是机械制造技术中的难点之一。由于深孔加工 的特殊性从而形成了其经典难题，排屑难、冷却难、润滑难、工具系统刚度低。 这些问题长期困扰着深孔加工行业，他们限制了深孔加工的工艺范围，也限制了 深孔加工理论及技术向其他领域拓展的能力， 使深孔加工成为制造技术门类中成 本最昂贵的技术之一。  1.2 深孔加工特点 深孔加工与普通的孔加工相比，具有其自身的一些特点，主要表现在以下几 方面：  1.2.1从加工的切削状况看  a.  深孔加工处于一种封闭或半封闭的加工状态下，不能直接观察刀具的切 削和走刀情况。  b.  切屑在深孔内，排屑路径较长，不便于排屑。  c.  工艺系统的刚性差。  d.  深孔刀具在近似封闭的装状态下工作，热量容易积累，不便于散发，磨 损严重。  1.2.2从深孔加工的运动方式看  a.  工件转动，刀具做进给运动。  b.  工件不动，刀具旋转又做进给运动。 c.  工件旋转，刀具也做相反方向旋转又做进给运动。  d.  工件做旋转运动与进给运动，刀具不动，这种形式采用不多。  1.2.3从深孔加工的排屑方式看  a.  外排屑式：冷却液由空心钻杆输入，经过切削区带着切屑，从被加工零 件的孔和钻杆外壁间排出。  b.  内排屑式：冷却液由被加工零件的孔和钻杆外壁之间输入，经过切削区 带着切屑，从空心钻杆的孔中排出。 两种排屑方式相比，应优先选用内排屑方式，内排屑方式中切屑不受导向块 的阻碍，不易划伤已加工的孔表面，且排屑通畅，钻杆刚性高。  1.3 深孔加工发展概况  1.3.1 国外深孔加工的发展  18世纪后期，由于制造的枪管和炮管要求有较精密的孔，开始人们用扁钻进 行加工，直到1860年美国发明了麻花钻，这在钻孔领域中迈出了重要的一步。尽 管麻花钻是扁钻的一种改进，但还不能作为一种极好的精加工工具，在实践中， 人们发现麻花钻的这些缺点可以通过采用自导式单刃钻孔工具来克服， 在这种情 况下产生了枪钻，枪钻的名称是因加工枪孔而得名的。在我国枪钻称为外排屑钻 孔工具。 由于枪钻的钻杆为非对称形，因而枪钻只适用于加工小孔零件。所以，在第 二次世界大战前和战争期间由于战争的需要， 枪钻方式加工设备已不能满足军工 生产的需要，因而在1943年在德国由毕斯涅耳研究出毕斯涅耳加工系统(即我国 常称的内排屑钻孔法)。此后，毕斯涅耳又经不断发展和改进，到1951～1955年 间基本定型，推广应用于生产。 二战后，以德国海勒公司和瑞典卡尔斯德特为主导，成立了国际深孔加工协 会(Boring and Trepanning Association)。推出了一种具有单边刃、自导向和高压 切削液的内排屑深孔钻头，这就是迄今仍用于钻直径φ20mm以上深孔的BTA钻。 与枪钻相比，BTA钻采用圆形空心钻杆和高压密封装置，将大量高压切削液输入 钻杆和工件孔壁之间的间隙中，冲向切削区，除了起到冷却润滑和支撑钻杆的作 用外，还带着切屑从钻杆内孔排出。它具有刚性好、精度高、效率高以及刀具系 统性能好等优点。虽然工本费用较大，但其生产效率比一般加工方法高4～10倍， 又可取消一般精加工工序。所以总的看来，还是一种经济的加工方法。 由于BTA钻系统存在密封装置制造复杂，为克服BTA系统存在的不足之处。  1963年瑞典Sandvik公司发明了喷吸钻系统。喷吸式深孔钻是在内排屑深孔钻基 础上发展起来的新型实心深孔加工方法。它是利用流体的喷吸效应原理，当高压 流体经过一个狭小的通道(喷嘴)高速喷射时， 在这股喷射流的周围形成一个低压 区，可以