BTA深孔鉆削分析畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、各類機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)課程定做 Q號(hào)是1716003572/2419131780 有大量現(xiàn)成及配套的圖紙(需購買)寧XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)BTA深孔鉆削分析所在學(xué)院專 業(yè)班 級(jí)姓 名學(xué) 號(hào)指導(dǎo)老師 年 月 日PAGE III摘 要本課程設(shè)計(jì)針對(duì)某企業(yè)的生產(chǎn)存在的加工技術(shù)問題，進(jìn)行認(rèn)真的分析，找出影響加工的主要因素(小四號(hào)，宋體，1.5倍行距，段前空0.5行。) 摘要應(yīng)在150250字（摘要與關(guān)鍵詞之間空一行）關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)，(關(guān)鍵詞數(shù)量為46個(gè)，每一關(guān)鍵詞之間用逗號(hào)分開，最后一個(gè)關(guān)鍵詞不用標(biāo)點(diǎn)符號(hào))PAGE 36AbstractThe abstract in English goes

2、here. Abstract in English and that in Chinese presented on the previous page should agree. (英文摘要內(nèi)容, 用小四號(hào)Times New Romans字體，每段開頭縮進(jìn)4個(gè)字符空格，英文摘要的內(nèi)容應(yīng)與中文摘要相對(duì)應(yīng)。)Key Words: Key words in English go here and should be separated by a comma, but no comma is allowed after the last key word （關(guān)鍵詞用小四號(hào)Times New Roma

3、ns字體, 全部小寫，每一關(guān)鍵詞之間逗號(hào)分開，最后一個(gè)關(guān)鍵詞后不打標(biāo)點(diǎn)符號(hào)）目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc323419456 摘 要 PAGEREF _Toc323419456 h I HYPERLINK l _Toc323419457 Abstract PAGEREF _Toc323419457 h II HYPERLINK l _Toc323419458 目 錄 PAGEREF _Toc323419458 h III HYPERLINK l _Toc323419459 第1章 緒 論 PAGEREF _Toc323419459 h 1 HYPERL

4、INK l _Toc323419460 1.1深孔鉆定義 PAGEREF _Toc323419460 h 1 HYPERLINK l _Toc323419461 1.2 深孔鉆的分類 PAGEREF _Toc323419461 h 1 HYPERLINK l _Toc323419462 槍鉆 PAGEREF _Toc323419462 h 1 HYPERLINK l _Toc323419463 深孔鉆 PAGEREF _Toc323419463 h 1 HYPERLINK l _Toc323419464 噴射鉆 PAGEREF _Toc323419464 h 1 HYPERLINK l _To

5、c323419465 深孔鉆 PAGEREF _Toc323419465 h 1 HYPERLINK l _Toc323419466 1.3 深孔鉆課題研究意義 PAGEREF _Toc323419466 h 2 HYPERLINK l _Toc323419467 1.4 BTA深孔鉆削法介紹 PAGEREF _Toc323419467 h 3 HYPERLINK l _Toc323419468 第2章 內(nèi)排屑深孔鉆切屑的處理與控制 PAGEREF _Toc323419468 h 4 HYPERLINK l _Toc323419469 2.1 切屑形成的基本理論與屑形控制 PAGEREF _T

6、oc323419469 h 4 HYPERLINK l _Toc323419470 滑移與滑移線 PAGEREF _Toc323419470 h 4 HYPERLINK l _Toc323419471 切屑的變形和卷曲 PAGEREF _Toc323419471 h 7 HYPERLINK l _Toc323419472 切屑屑形及其控制 PAGEREF _Toc323419472 h 7 HYPERLINK l _Toc323419473 切屑形成過程中的聲響與織構(gòu)現(xiàn)象 PAGEREF _Toc323419473 h 10 HYPERLINK l _Toc323419474 2.2切屑的基本

7、形態(tài) PAGEREF _Toc323419474 h 10 HYPERLINK l _Toc323419475 2.3 切屑的折斷原理 PAGEREF _Toc323419475 h 11 HYPERLINK l _Toc323419476 2.4 切屑的控制 PAGEREF _Toc323419476 h 14 HYPERLINK l _Toc323419477 2.5 幾種常用的斷屑方法 PAGEREF _Toc323419477 h 17 HYPERLINK l _Toc323419478 第3章 積屑瘤與切削 PAGEREF _Toc323419478 h 19 HYPERLINK l

8、 _Toc323419479 3.1 積屑瘤 PAGEREF _Toc323419479 h 19 HYPERLINK l _Toc323419480 3.2 鉆削加工 PAGEREF _Toc323419480 h 22 HYPERLINK l _Toc323419481 第4章 深孔鉆削系統(tǒng)比較與研究 PAGEREF _Toc323419481 h 25 HYPERLINK l _Toc323419482 第5章 BTA深孔鉆削分析與研究 PAGEREF _Toc323419482 h 29 HYPERLINK l _Toc323419483 5.1 BT A 系統(tǒng)的鉆削原理 PAGERE

9、F _Toc323419483 h 29 HYPERLINK l _Toc323419484 5.2 B TA系統(tǒng)的構(gòu)成及總體布局 PAGEREF _Toc323419484 h 29 HYPERLINK l _Toc323419485 5.3 B T A 鉆削系統(tǒng)的關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)一授油器的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc323419485 h 30 HYPERLINK l _Toc323419486 5.4 深孔鉆削時(shí)對(duì)刀具材料的要求 PAGEREF _Toc323419486 h 32 HYPERLINK l _Toc323419487 5.5 深孔鉆削時(shí)常用刀具材料 PAGEREF _Toc

10、323419487 h 32 HYPERLINK l _Toc323419488 總結(jié)與展望 PAGEREF _Toc323419488 h 34 HYPERLINK l _Toc323419489 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc323419489 h 35 PAGE 37第1章 緒 論1.1深孔鉆定義專門用于加工深孔的鉆頭。在機(jī)械加工中通常把孔深與孔徑之比大于6的孔稱為深孔。深孔鉆削時(shí),散熱和排屑困難，且因鉆桿細(xì)長而剛性差，易產(chǎn)生彎曲和振動(dòng)。一般都要借助壓力冷卻系統(tǒng)解決冷卻和排屑問題。1.2 深孔鉆的分類深孔鉆按排屑方式分為外排屑和內(nèi)排屑兩類。外排屑的有槍鉆、深孔扁鉆和深孔麻花鉆等;內(nèi)排

11、屑的因所用的加工系統(tǒng)不同，分BTA深孔鉆、噴射鉆和DF深孔鉆3種。 槍鉆只有一個(gè)切削部分,最早用于加工槍管。鉆削時(shí)，切削液從鉆桿中間進(jìn)入，經(jīng)鉆頭頭部的小孔噴射到切削區(qū)，然后帶著切屑從鉆頭的V形溝槽中排出。槍鉆適用于加工孔徑220毫米、孔深與孔徑之比大于100的深孔。 BTA深孔鉆切削液從鉆桿與孔壁的間隙處送入，靠切削液的壓力將切屑從鉆桿的內(nèi)孔中排出。BTA深孔鉆適用于鉆削孔徑6毫米以上，孔深與孔徑之比小于100的深孔，其生產(chǎn)效率比槍鉆高3倍以上。 噴射鉆一種多刃內(nèi)排屑深孔鉆，有內(nèi)、外兩層鉆管，大部分切削液從內(nèi)、外鉆管的間隙中進(jìn)入切 削區(qū)，然后連同切屑進(jìn)入內(nèi)管；另一小部分切削液則經(jīng)由內(nèi)管尾端的月

12、牙形孔進(jìn)入內(nèi)管，產(chǎn)生噴射效應(yīng)，形成低壓區(qū)，幫助抽吸切屑。噴射鉆不要求嚴(yán)格的切削液密 封裝置，適用于鉆削直徑18毫米以上、孔深和孔徑比小于100的深孔。 DF深孔鉆這種鉆頭吸收了BTA深孔鉆和噴射鉆的優(yōu)點(diǎn)，采用單管，排屑靠推壓和抽吸雙重作用，提高了排屑能力,可鉆削孔徑在8毫米以上的深孔。 槍鉆常用高速鋼或硬質(zhì)合金制造。各類內(nèi)排屑深孔鉆可根據(jù)尺寸大小，采用焊接或機(jī)械夾固式可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片的結(jié)構(gòu)。深孔鉆上的導(dǎo)向塊起導(dǎo)向和定心作用， 減少鉆孔的偏斜和切削時(shí)的振動(dòng)。深孔鉆的刀齒和導(dǎo)向塊的布置主要考慮分屑和切削時(shí)徑向力的平衡。刀體與鉆桿可用焊接或方牙螺紋聯(lián)接。1.3 深孔鉆課題研究意義深孔加工技術(shù)最初應(yīng)

13、用于國防軍工制造業(yè)，加工槍管和炮筒。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)的發(fā)展，深孔加工技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用到各機(jī)器制造部門，如石油化工機(jī)械、航空工業(yè)、造船、冶金、發(fā)電設(shè)備、橡膠機(jī)械等，從而使深孔加工成為機(jī)械加工中必不可少的一種工藝方法。特別是近年來隨著宇航制造業(yè)、原子能工業(yè)、電力工業(yè)等行業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)機(jī)器及其零部件的綜合性能提出了更高的的要求。新型高強(qiáng)度、高硬度的材料如鈦合余、不銹鋼、耐熱合金、高錳鋼、復(fù)合材料等應(yīng)用越來越多，這些材料具有良好的物理機(jī)械性能、抗腐性能、抗磁性能和抗高溫氧化性能，在某些方面非常優(yōu)良。但它們的切削加工性一般較差，表現(xiàn)為切削力大、切削溫度高、刀具磨損嚴(yán)重、斷屑、排屑困難。在這類材料上

14、加工長徑比大的孔，就顯得十分困難。所以，難加工材料深孔加工問題是否解決好，將直接影響機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)率和質(zhì)量。特別是在重型機(jī)器制造中，能否掌握它，運(yùn)用自如，將對(duì)生產(chǎn)起著決定性的作用。深孔鉆削條件比較惡劣，它是在封閉或半封閉的狀況下進(jìn)行的，因此，不能直接觀察刀具的切削情況，切削熱不易傳散，而且排屑困難，工藝系統(tǒng)剛性差，切削效果不理想。難加工材料由于其切削性能差，切削熱量大，刀具耐用度很低，容易堵屑，而造成刀具、工件甚至機(jī)床損壞。深孔鉆削對(duì)工藝、刀具和設(shè)備有著比較特殊的要求，目前專門化的研究機(jī)構(gòu)還比較少，因此，該項(xiàng)技術(shù)目前在許多企業(yè)中都屬于“瓶頸”問題。如果該項(xiàng)技術(shù)能夠得到有效推廣，必將大大地提高我

15、國機(jī)械制造業(yè)的技術(shù)水平，產(chǎn)生巨大的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益，市場(chǎng)前景非常樂觀。深孔加工在各行各業(yè)應(yīng)用都比較普遍，如槍炮管深孔加工，發(fā)動(dòng)機(jī)輸水孔、活塞銷、曲軸通油孔，車輛的減振器筒、液壓缸，火箭發(fā)射裝置的精密高強(qiáng)度導(dǎo)管，航空儀表的測(cè)流、測(cè)壓精密管，核電站的不銹鋼管的加工，石油測(cè)井儀器等等。這是一項(xiàng)具有代表性既關(guān)系到產(chǎn)品性能質(zhì)量，又關(guān)系到工藝成本和生產(chǎn)周期的關(guān)鍵技術(shù)。如能以最少的投入，最快的速度使我國深孔加工技術(shù)提高到國際先進(jìn)水平，對(duì)于我國制造行業(yè)的技術(shù)改造和綜合國力的提高將有巨大促進(jìn)。專門用于加工深孔的鉆頭。在機(jī)械加工中通常把孔深與孔徑之比大于6的孔稱為深孔。深孔鉆削時(shí),散熱和排屑困難，且因鉆桿細(xì)長而剛性

16、差，易產(chǎn)生彎曲和振動(dòng)。一般都要借助壓力冷卻系統(tǒng)解決冷卻和排屑問題。深孔鉆削的鉆孔長度（或深度）大于等于孔直徑的三倍。 所用鉆有時(shí)稱為 BTA 或噴吸鉆。 冷卻液通過鉆頭內(nèi)部送到切削邊。 深孔鉆削在機(jī)械加工中占有非常重要的地位，但由于有一些技術(shù) 問題尚未解決，至今仍是金屬切削加工的“瓶頸”工序。在深孔加工中，常常發(fā)生鉆頭刀齒突然崩刃或斷齒，即鉆頭破損，其結(jié)果是工件孔表面損傷，鉆桿扭彎、斷裂，甚至機(jī)床被損壞。破損是深孔鉆最主要的損壞形式。1.4 BTA深孔鉆削法介紹BTA加工法，也就是內(nèi)排屑高效率鉆削法。 它是在槍炮鉆基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，采用圓形空心鉆桿和高壓密封裝置，將大量高壓切削液壓入鉆桿和工件

17、孔壁之間的環(huán)形間隙中，流入切削區(qū)，然后和切屑一起從鉆桿的內(nèi)孔中排出。由于切屑不會(huì)劃傷工件孔壁，加之環(huán)形間隙中的高壓切削液能起到阻尼鉆桿振動(dòng)的作用(見圖1)。因此 BTA加工方法具有加工表面粗糙度值低、精度高，鉆孔效率高及刀具系統(tǒng)性能好等優(yōu)點(diǎn)。圖1 BTA法工作原理圖 第2章 內(nèi)排屑深孔鉆切屑的處理與控制切屑 的 處 理與控制是深孔鉆鉆削難于解決的問題，關(guān)系到鉆削是否順利，生產(chǎn)效率的高低，經(jīng)濟(jì)效益等一切問題。2.1 切屑形成的基本理論與屑形控制由于金屬切削過程是在高溫、高壓、高速下進(jìn)行，因此切屑的形成機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜。為了在切削加工中有效控制屑形，提高加工效率，改善加工表面質(zhì)量，有必要對(duì)金屬切削過程

18、的一些基本理論進(jìn)行深入研究和探討。 2.1.1 滑移與滑移線 機(jī)械制造是利用金屬塑性變形機(jī)理，采取滾壓、軋制、冷拔或切削加工等方法，使零件達(dá)到要求的形狀和尺寸。根據(jù)金屬塑性變形理論可知，金屬產(chǎn)生塑性變形的基本機(jī)理是滑移，即清移是金屬最主要的塑性變形方式。金屬的滑移僅在剪應(yīng)力作用下才能發(fā)生，即當(dāng)剪應(yīng)力t達(dá)到金屬材料的剪切強(qiáng)度極限ts時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生塑性變形。在平面變形條件下，多晶體金屬中的滑移是沿最大剪應(yīng)力方向發(fā)生的，即滑移帶與最大剪應(yīng)力跡線相重合。假設(shè)在連續(xù)應(yīng)力場(chǎng)(塑性區(qū))內(nèi)最大剪應(yīng)力跡線是無限密集的，則沿最大剪應(yīng)力方向不斷由一點(diǎn)到與其無限接近的另一點(diǎn)，即可在變形平面上繪出兩組相互正交的曲線(如圖

19、1所示)，從而形成由切屑形成過程中第一變形區(qū)內(nèi)部分滑移線與流線(或相鄰部分)組成的格子。 滑移線的微分方程為 第一組滑移線： dy/dx=tanw 第二組滑移線： dy/dx =-tanw 圖1 滑移線和最大剪應(yīng)力跡線 圖2 與滑移線相切的直角坐標(biāo)系 第一、第二滑移線的參變量分別用a和b代替。選取滑移線oa、ob為兩曲線坐標(biāo)軸，用坐標(biāo)軸的曲線坐標(biāo)(a，b)表示平面上p點(diǎn)的位置(見圖2)。這樣，在曲線坐標(biāo)網(wǎng)的任一a線上坐標(biāo)b等于常值；在任一b線上坐標(biāo)a等于常值。因此，在無限接近p點(diǎn)處，坐標(biāo)曲線a和b與選取的直角坐標(biāo)軸相重合，因此可認(rèn)為 dx=dsa，dy=dsb 式中，dsa和dsb分別為曲線a

20、和b的弧長微分。因此有 由于直角坐標(biāo)軸與滑移線相切，因此對(duì)于a而言，w=0。由于沿曲線a和b的角度w是不斷變化的，因此偏導(dǎo)數(shù) 不等于零，從而使切屑在形成過程中產(chǎn)生變形和卷曲。 圖3 兩滑移線間的滑移線轉(zhuǎn)角 圖4 切屑中的應(yīng)力 2.1.2 切屑的變形和卷曲 根據(jù)滑移線性質(zhì)的漢基定理可知，滑移線a1與a2、b1與b2是無限接近的。b1線在 p點(diǎn)與f點(diǎn)的法線的交點(diǎn)O1 為b1線在p點(diǎn)的曲率中心；b2線在e點(diǎn)與 d點(diǎn)的法線的交點(diǎn) O2 為b2線在 e點(diǎn)的曲率中心。在圖3中，wpf=wed，wpe=wfd。b2線在p點(diǎn)的曲率半徑等于b2線在e點(diǎn)的曲率半徑加上滑移線a1由 e點(diǎn)與p點(diǎn)的弧長增量s。由于弧長

21、pfed(見圖3)，從而使切屑發(fā)生變形。同理，由于弧長pefd，切屑必然發(fā)生卷曲。 在圖4中，用一個(gè)剪切面oM代替第一變形區(qū)，如果用點(diǎn)流動(dòng)到剪切面上的p點(diǎn)，第二滑移線與第一滑移線在p點(diǎn)的切線垂直，即剪應(yīng)力t與平行于第一滑移線在p點(diǎn)的切線的正應(yīng)力s形成直角。在坐標(biāo)系xpy內(nèi)，p為原點(diǎn)，OM即為第二滑移線的切線，X軸即為s和t的合力方向，并與t成45的夾角，與第一滑移線在p點(diǎn)的切線的夾角為p/4。由于s和t的夾角為p/2。 s和-s形成一個(gè)力矩，使切屑以p(空間坐標(biāo)時(shí)為Z)為軸發(fā)生卷曲。 此外，隨著切屑在前刀面上流動(dòng)，其底層受到擠壓，晶粒被拉長，造成切屑底部膨脹，促使切屑進(jìn)一步彎曲變形，引起切屑卷

22、曲。 2.1.3 切屑屑形及其控制 金屬材料的性能不同，其滑移性質(zhì)也不相同，即使在相同條件下進(jìn)行切削，所得切屑的類型、尺寸(變形程度)也不相同。 對(duì)于多晶體的塑性金屬，切應(yīng)力與作用于滑移線上的正應(yīng)力的大小和方向無關(guān)，引起滑移面切變的原子移動(dòng)是依次發(fā)生的，因此在切削塑性金屬時(shí)容易得到連續(xù)狀切屑。低塑性金屬(或因形變硬化使塑性變差的金屬)的切應(yīng)力與正應(yīng)力的大小和方向有關(guān)，容易產(chǎn)生剛性滑移(或稱機(jī)械滑移)，它與塑性金屬發(fā)生的位錯(cuò)式滑移明顯不同，由原子層組成的原子群在滑移面上相對(duì)于另一些材料層同時(shí)滑動(dòng)，隨著滑移的產(chǎn)生，滑移帶的不完整性破壞增大，結(jié)果將導(dǎo)致宏觀完整性破壞。因此，切削脆性金屬時(shí)，容易因機(jī)械

23、滑移而得到崩碎切屑。 圖5 車刀幾何參數(shù)示意圖 切削塑性金屬時(shí)，斷屑是需要解決的主要矛盾。為有利于斷屑，應(yīng)盡可能增大切屑的基本變形和附加變形。如以較高切削速度切削碳鋼或合金鋼時(shí)，為得到螺旋卷屑、長緊卷屑或C形切屑，車刀應(yīng)采用外斜式卷屑槽(見圖5)，刀具合理幾何參數(shù)范圍：t=5-15，h=0.5-1.5mm，s=65-80；k值由背吃刀量則和進(jìn)給量f決定，當(dāng) ap=0.4=20mm、f=0.15-1mm/r時(shí)，k=1.5-7mm。文獻(xiàn)2、7等給出了這方面的一些參考數(shù)據(jù)，但文獻(xiàn)中給出的切削用量、刀具幾何參數(shù)(尤其是倒棱、卷屑槽等參數(shù))以及附加斷屑臺(tái)(或斷屑器)結(jié)構(gòu)、尺寸等與切削用量相匹配的數(shù)據(jù)多是

24、在特定試驗(yàn)條件下得出的，如工件材料性質(zhì)或切削條件改變，刀具幾何參數(shù)、斷屑臺(tái)(或斷屑器)尺寸等也需通過試驗(yàn)重新確定。 切削灰鑄鐵等脆性金屬時(shí)，如何得到連續(xù)屑形也是一大難題。脆性金屬的切削過程如圖6所示。當(dāng)?shù)毒邉偳腥牍ぜr(shí)，被切削金屬層首先發(fā)生彈性變形(見圖6a)；隨即切屑在切削刃部開始產(chǎn)生裂口(見圖6b) ；刃前裂口以每秒上千米的速度發(fā)生失穩(wěn)擴(kuò)展，使被切削金屬層產(chǎn)生不同方向的裂紋(見圖6c)；裂紋貫穿整個(gè)切削厚度，形成不規(guī)則的崩碎切屑(見圖6d)。 加工HT200材料時(shí)，刀具前角和切削速度對(duì)切屑長度的影響如圖7所示。當(dāng)切削速度v 2.5m/s，刀具前角0=30時(shí)，由于切削溫度較高，切屑呈暗紅色被

25、“擠”出，雖然可得到硬度較高的連續(xù)形切屑(類似鋼屑)，但在此切削條件下切削力太大，切削溫度過高，不適用于實(shí)際生產(chǎn)。選取較大的刀具前角雖可減小切屑變形，但在較高切削速度下，因切屑與前刀面接觸長度減小，使切屑長度也縮短。此外，前角過大可能引起“自動(dòng)切入”現(xiàn)象。在實(shí)際加工中，刀具前角取值一般在=10-25之間為宜。 圖6 脆性金用切削過程示意圖 1:v=0.484m/s 2:v=1.545m/s 3:v=2.547m/s 試件材料：HT200，ac=0.1414mm，aw=5.66mm 圖7 刀具前角和切削速度對(duì)切屑長度的影響 圖8 織構(gòu)現(xiàn)象形成的切屑橫截面形狀 2.1.4 切屑形成過程中的聲響與織

26、構(gòu)現(xiàn)象 在金屬切削過程中，如將機(jī)床、電機(jī)等發(fā)出的其它噪聲排除在外，在塑性金屬切屑的形成過程中可聽到“咯吱、咯吱”的聲響；在脆性金屬切屑的形成過程中則可聽到“咯酥、咯酥”的聲響。根據(jù)金屬學(xué)原理可知，點(diǎn)陣過渡到新的位置幾乎是瞬時(shí)完成的，因此發(fā)出的聲響并不是單純的平直音。金屬切削過程中原子鍵被破壞而引起的原子位置改變?nèi)缇ЯＦ扑?沿晶或穿晶)、晶格扭曲等會(huì)發(fā)出爆裂聲，這就為確定切削過程是否正常提供了一個(gè)判別條件。金屬材料切削變形時(shí)，不僅切屑和已加工表面中的晶粒被拉長或破碎，而且各晶粒的晶格位向也會(huì)沿變形方向同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，使金屬材料組織出現(xiàn)織構(gòu)現(xiàn)象，由此形成的切屑橫截面形狀如圖8所示。已加工表面的織構(gòu)現(xiàn)

27、象對(duì)加工表面質(zhì)量不利(表面鱗刺的產(chǎn)生即與其有關(guān))。由于切屑變形越大，織構(gòu)現(xiàn)象越嚴(yán)重，因此精加工時(shí)應(yīng)采用可減小切屑變形的切削條件，如高速切削、選取較大刀具前角和較小切削厚度、提高刃磨質(zhì)量、使用潤滑性能好的切削液、通過熱處理工藝降低工件材料塑性等。2.2切屑的基本形態(tài)1、帶狀切屑(1)帶狀切屑 這是最常見的一種切屑。它的內(nèi)表面是光滑的，外表面呈毛茸狀。加工塑性金屬時(shí)，在切削厚度較小、切削速度較高、刀具前角較大的工況條件下常形成此類切屑。2、節(jié)狀切屑又稱擠裂切屑。它的外表面呈鋸齒形，內(nèi)表面有時(shí)有裂紋。在切削速度較低、切削厚度較大、刀具前角較小時(shí)常產(chǎn)生此類切屑。3、粒狀切屑又稱單元切屑。在切屑形成過程

28、中，如剪切面上的剪切應(yīng)力超過了材料的斷裂強(qiáng)度，切屑單元從被切材料上脫落，形成粒狀切屑。4、崩碎切屑 切削脆性金屬時(shí)，由于材料塑性很小、抗拉強(qiáng)度較低，刀具切入后，切削層金屬在刀具前刀面的作用下，未經(jīng)明顯的塑性變形就在拉應(yīng)力作用下脆斷，形成形狀不規(guī)則的崩碎切屑。加工脆性材料，切削厚度越大越易得到這類切屑。 2.3 切屑的折斷原理金屬切削加工是典型的材料去除不可逆過程加工過程中，金屬材料伴隨著大應(yīng)變和高溫狀態(tài)產(chǎn)生的的塑性變形和斷裂并最終形成切屑在現(xiàn)代高精度、高效率和高自動(dòng)化的金屬切削加工中，切屑控制問題越來越成為切削加工中的重要課題不利的屑形將嚴(yán)重影響操作安全、加工質(zhì)量、刀具壽命、機(jī)床精度和生產(chǎn)效率

29、隨著虛擬制造技術(shù)的深入研究，為我們對(duì)切削加工過程的切屑仿真研究提供了良好的途徑，它將其生成、卷曲、折斷過程的運(yùn)動(dòng)控制溶人參數(shù)化驅(qū)動(dòng)的實(shí)時(shí)加工過程仿真演示中，真正建立起具有“沉韞感”的加工環(huán)境的虛擬體現(xiàn)因此有必要對(duì)切屑的形成、變形和折斷的機(jī)制與規(guī)律進(jìn)行深人的研究，以便對(duì)切屑形態(tài)進(jìn)行有效的控制并為實(shí)時(shí)加工過程仿真提供切屑造型的依據(jù)并能進(jìn)一步通過切屑控制和預(yù)測(cè)來優(yōu)化切削參數(shù)1 切屑形成的復(fù)雜性金屬切削加工的過程是一個(gè)很復(fù)雜的過程，包含和涉及到很多物理機(jī)理因素，如切削力、切削熱、刀具磨損以及工件表面質(zhì)量等，它們都是以切屑的件都是未知的，甚至連邊界本身也無法確定因此我們很難用簡單的解析法得出切削中過程形

30、成、流出的解析解切削加工中對(duì)切屑形成及切屑形狀的影響因素很多，并且關(guān)系復(fù)雜，影響結(jié)果相當(dāng)大在實(shí)際加工中，許多不穩(wěn)定的因素如刀具的磨損，工件材料的不均勻性及機(jī)床的動(dòng)態(tài)特性都會(huì)導(dǎo)致切屑形狀的改變而對(duì)于不同的刀具刃形，材料及不同的加工參數(shù)，其切屑形狀的差異就更大、園此，切屑形成的因素錯(cuò)綜復(fù)雜，如不經(jīng)過預(yù)先試驗(yàn)，一般很難準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)出切屑的形狀但是，切削過程與切屑形成有其本身的規(guī)律，當(dāng)切削條件在一定范圍內(nèi)變更時(shí)，切屑形狀的變化有一定的規(guī)律可循，切削加工實(shí)踐及研究證明，使切屑的形狀控制在一定的允許范圍內(nèi)是能夠做到的2 切屑的形成、卷曲及折斷切屑的分類方法有很多，其中以國際生產(chǎn)加工研究協(xié)會(huì)的CIRP分類法和

31、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的ISO分類法應(yīng)用最為廣泛CIRP切屑分類法比較系統(tǒng)地反映了切屑流出、卷曲、折斷與切屑類型之間的密切關(guān)系，有利于研究切屑的卷曲規(guī)律和斷屑原理我們下面的討論將以這種分類法為基礎(chǔ)展開21 切屑的形成、卷曲刀具切人工件時(shí)，被切金屬層經(jīng)剪切面發(fā)生彈塑性措移變形成為切屑對(duì)于切屑的卷曲，文獻(xiàn) 認(rèn)為，前刀面的摩擦作用是切屑卷曲的主要原因這是因?yàn)榍暗睹娴臄D壓作用使切屑厚度方向存在不同的殘余應(yīng)變，使切屑晶粒翻轉(zhuǎn)從而引起切屑的卷曲同時(shí)，刀具卷屑槽的存在將在很大程度上影響切屑的卷曲日本的中山一雄指出：正常狀態(tài)的切屑一般是螺旋形切屑，其形狀可由螺旋外徑2p，螺距P，螺旋面與軸線的夾角0確定(圖1)切屑流

32、出后，受到工件、刀具、機(jī)床等的阻礙引起變形或折斷，從而形成各種類型的切屑因此，其它形狀的切屑可以看成是螺旋切屑的演變和組合由切削機(jī)理可知，對(duì)螺旋形切屑產(chǎn)生影響的參數(shù)有：切屑上卷曲率ltp，橫卷曲率ltp，流屑角璣則螺旋切屑的形狀參數(shù)可表示為切削加工過程中，影響及因素很多，諸如，被加工材料的性質(zhì)，切削用量，刀具幾何參數(shù)，冷卻液及加工方式等通過對(duì)主要影響因素的分析計(jì)算和對(duì)其它因素進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)，我們得到如下公式22 切屑的折斷確定了切屑螺旋參數(shù)后，為了得到預(yù)期的屑型和最優(yōu)的斷屑效果，我們還必須對(duì)斷屑機(jī)理進(jìn)行研究從CIRP分類法中，我們可以看到，當(dāng)切屑的卷曲曲率很小時(shí)，容易形成長帶屑或纏亂屑；當(dāng)成切屑

33、的卷曲曲率較大時(shí)，如果切屑流出時(shí)沒有受到工件或刀具的阻礙，或受到阻礙后又脫離了阻礙，則會(huì)形成連續(xù)的螺旋屑；如果切屑受到阻礙后不能脫離阻礙，則形成各種類型的折斷屑可見，切屑卷曲曲率對(duì)切屑的類型有很大的影響但是，我們同時(shí)看到，切屑的幾何尺寸、工件和刀具的形狀以及切屑相對(duì)于工件和刀具的位置決定了切屑流出后是否碰到阻礙或碰到什么樣的阻礙以及切屑受阻后的行為此時(shí)，阻礙將對(duì)切屑的最終形狀起決定作用切屑相對(duì)于工件和刀具的位置可由切屑卷曲曲率、流屑角和切屑螺旋形狀參數(shù)來計(jì)算得到 斷屑的應(yīng)變條件決定了切屑碰到工件或刀具阻礙時(shí)是否會(huì)折斷切屑受前刀面和和斷屑槽作用后，得到向上的卷曲半徑 。，然后碰到后刀面使其卷曲半

34、徑增大到見，當(dāng)應(yīng)變E達(dá)到斷裂應(yīng)變 時(shí)，切屑就被折斷從而得到c形屑(圖2)所以此時(shí)切屑折斷的條件為圖2所示后刀面障礙型的折斷方式是在實(shí)際的車削加工中最為常見的一種切屑折斷方式2.4 切屑的控制在生產(chǎn)實(shí)踐中，有的切屑打成螺卷狀，到一定長度時(shí)自行折斷；有的切屑折斷成C形、6字形；有的呈發(fā)條狀卷屑；有的碎成針狀或小片，四處飛濺，影響安全；有的帶狀切屑纏繞在刀具和工件上，易造成事故。不良的排屑狀態(tài)會(huì)影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。切屑經(jīng)第I、第變形區(qū)的劇烈變形后，硬度增加，塑性下降，性能變脆。在切屑排出過程中，當(dāng)碰到刀具后刀面、工件上過渡表面或待加工表面等障礙時(shí)，如某一部位的應(yīng)變超過了切屑材料的斷裂應(yīng)變值，切屑就會(huì)

35、折斷。 研究表明，工件材料脆性越大(斷裂應(yīng)變值小)、切屑厚度越大、切屑卷曲半徑越小，切屑就越容易折斷?？刹扇∫韵麓胧?duì)切屑實(shí)施控制： (1)采用斷屑槽 通過設(shè)置斷屑槽對(duì)流動(dòng)中的切屑施加一定的約束力，使切屑應(yīng)變?cè)龃?，切屑卷曲半徑減小。 斷屑槽的尺寸參數(shù)應(yīng)與切削用量的大小相適應(yīng)，否則會(huì)影響斷屑效果。常用的斷屑槽截面形狀有折線形、直線圓弧形和全圓弧形。前角較大時(shí)，采用全圓弧形斷屑槽刀具的強(qiáng)度較好。斷屑槽位于前刀面上的形式有平行、外斜、內(nèi)斜三種。 外斜式常形成C形屑和6字形屑，能在較寬的切削用量范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)斷屑；內(nèi)斜式常形成長緊螺卷形屑，但斷屑范圍窄；平行式的斷屑范圍居于上述兩者之間。2)改變刀具角度

36、增大刀具主偏角Kr，切削厚度變大,有利于斷屑;減小刀具前角可使切屑變形加大，切屑易于折斷;刃傾角s可以控制切屑的流向，s為正值時(shí)，切屑常卷曲后碰到后刀面折斷形成C形屑或自然流出形成螺卷屑；s為負(fù)值時(shí)，切屑常卷曲后碰到已加工表面折斷成C形屑或6字形屑。 (3)調(diào)整切削用量 提高進(jìn)給量f使切削厚度增大，對(duì)斷屑有利；但增大f會(huì)增大加工表面粗糙度;適當(dāng)?shù)亟档颓邢魉俣仁骨邢髯冃卧龃螅灿欣跀嘈?，但這會(huì)降低材料切除效率。須根據(jù)實(shí)際條件適當(dāng)選擇切削用量。 2.5 幾種常用的斷屑方法作出斷屑槽a),b)加工碳鋼、合金鋼、工具鋼和不銹鋼；c)加工塑性更高的材料斷屑槽位置及刃傾角作用外傾式刃傾角-s，斷屑范圍廣

37、，粗加工；平行式刃傾角s =0，碰到切削表面折斷，用于粗加工、半精加工；內(nèi)傾式刃傾角+s，半精加工、精加工。2.改變切削用量f , 斷屑,影響較大（a影響），ap，f 時(shí)有效，v的影響較小， v 時(shí)容易斷屑。3. 其它斷屑方法固定附近斷屑擋塊；采用間斷切削；切削刃上開分屑槽 第3章 積屑瘤與切削3.1 積屑瘤1、積屑瘤的形成當(dāng)前刀面與切屑底層金屬的摩擦力超過切屑材料本身分子之間的結(jié)合力時(shí)，滯留層的部分金屬就會(huì)粘附到刀具的前刀面上靠近刀刃處，逐漸累計(jì)便會(huì)形成一塊很硬的楔狀金屬瘤，通常稱為積屑瘤，也叫刀瘤 。 在加工過程中，由于工件材料是被擠裂的，因此切屑對(duì)刀具的前面產(chǎn)生有很大的壓力，并摩擦生成大

38、量的切削熱。在這種高溫高壓下，與刀具前面接觸的那一部分切屑由于摩擦力的影響，流動(dòng)速度相對(duì)減慢，形成“滯留層”。當(dāng)摩擦力一旦大于材料內(nèi)部晶格之間的結(jié)合力時(shí)，“滯流層”中的一些材料就會(huì)粘附在刀具*近刀尖的前面上，形成積屑瘤。2、影響積屑瘤的主要因素由于積屑瘤是在很大的壓力、強(qiáng)烈摩擦和劇烈的金屬變形的條件下產(chǎn)生的。因而，切削條件也必然通過這些作用而影響積屑瘤的產(chǎn)生、長大與消失。2.1、工件材料:當(dāng)工件材料的硬度低、塑性大時(shí)，切削過程中的金屬變形大，切屑與前刀面間的摩擦系數(shù)（大于1）和接觸區(qū)長度比較大。在這種條件下，易產(chǎn)生積屑瘤。當(dāng)工件塑性小、硬度較高時(shí)，積屑瘤產(chǎn)生的可能性和積屑瘤的高度也減小，如淬火

39、鋼。切削脆性材料是產(chǎn)生積屑瘤的可能更小。2.2、刀具前角:刀具前角增大，可以減小切屑的變形、切屑與前刀面的摩擦、切削力和切削熱，可以抑制積屑瘤的產(chǎn)生或減小積屑瘤的高度。據(jù)有關(guān)資料介紹，刀具前角040時(shí)，積屑瘤產(chǎn)生的可能就小。2.3、切削速度:切削速度主要是通過切削溫度和摩擦系數(shù)來影響積屑瘤的。當(dāng)?shù)毒邲]有負(fù)倒棱時(shí)，在極低的切削速度條件下，不產(chǎn)生積屑瘤。以中碳鋼為例，切削速度Vc2m/min30m/min時(shí)，積屑瘤從生產(chǎn)到生長到最大。也即是說，切削溫度為300 左右時(shí)，切屑與刀具間的摩擦系數(shù)最大，積屑瘤達(dá)到最高高度。隨著切削速度相應(yīng)的切削溫度提高，積屑瘤的高度逐漸減小。高速切削時(shí)（Vc 120m/

40、min），由于切削溫度很高（800以上），切屑底層的滑移抗力和摩擦系數(shù)顯著降低，積屑瘤也將消滅。所以我們?nèi)粘＞庸r(shí)，為了達(dá)到較低的已加工表面粗糙度的辦法是采用在刀具耐熱性答應(yīng)范圍內(nèi)的高速切削，或采用低速（Vc 100m/min)或低速（Vc5/min ）。影響積屑瘤的因素工件材料塑性越大，越容易產(chǎn)生積屑瘤。 切削速度當(dāng)工件材料一定時(shí)，切削速度是影響積屑瘤的主要因素 。規(guī)律：高速或低速不易產(chǎn)生積屑瘤。3、積屑瘤的作用 3.1、優(yōu)點(diǎn)：積屑瘤的硬度比原材料的硬度要高，可代替刀刃進(jìn)行切削，提高了刀刃的耐磨性；同時(shí)積屑瘤的存在使得刀具的實(shí)際前角變大，刀具變得較鋒利。 3.2 缺點(diǎn)：積屑瘤的存在，在實(shí)際

41、上是一個(gè)形成、脫落、再形成、再脫落的過程.:部分脫落的積屑瘤會(huì)粘附在工件表面上，而刀具刀尖的實(shí)際位置也會(huì)隨著積屑瘤的變化而改變.:同時(shí)，由于積屑瘤很難形成較鋒利的刀刃，在加工中會(huì)產(chǎn)生一定的振動(dòng)。所以這樣加工后所得到的工件表面質(zhì)量和尺寸精度都會(huì)受到影響。4、積屑瘤的控制 材料的性質(zhì) 材料的塑性越好，產(chǎn)生積屑瘤的可能性越大。因此對(duì)于中、低碳鋼以及一些有色金屬在精加工前應(yīng)對(duì)于它們進(jìn)行相應(yīng)的熱處理，如正火或調(diào)質(zhì)等，以提高材料的硬度、降低材料的塑性。 切削速度 當(dāng)加工中出現(xiàn)不想要的積屑瘤時(shí)，可提高或降低切削速度，亦可以消除積屑瘤。但要與刀具的材料、角度以及工件的形狀相適應(yīng)。 冷卻潤滑 冷卻液的加入一般可

42、消除積屑瘤的出現(xiàn)，而在冷卻液中加入潤滑成分則效果更好5、在精加工時(shí)怎樣避免產(chǎn)生積屑瘤在精加工時(shí)，為了減少積屑瘤對(duì)加工表面質(zhì)量的影響，可采取下列措施減少或避免積屑瘤的產(chǎn)生：提高切削速度或降低切削速度。因?yàn)榉e屑瘤是在一定的切削條件下形成的，中等切削速度最容易形成積屑瘤，應(yīng)盡量避開。增大刀具前角、后角和刃傾角，使切削刃鋒利，減小摩擦，排屑暢快。減小刀具前刀面的表面粗糙度值，減少切屑與前刀面的摩擦。澆注充分的切削液。3.2 鉆削加工利用孔加工刀具在鉆床上進(jìn)行各種類型的孔加工的切削方法。鉆削運(yùn)動(dòng)可進(jìn)行粗加工、半精加工和精加工。主運(yùn)動(dòng)：刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：刀具或工件的平動(dòng)。一、鉆削特點(diǎn)與加工范圍特點(diǎn)

43、：鉆削加工屬于定尺寸切削加工，孔徑尺寸受到刀具直徑的限制。加工范圍：主要用于鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔，也可以用來攻螺紋、锪沉頭孔及锪凸臺(tái)端面。（圖6-19）鉆削工藝特點(diǎn) (1)容易產(chǎn)生“引偏” 引偏： a)由于鉆頭彎曲而引起孔徑擴(kuò)大，孔不圓。 b)被加工孔的端面和軸線不垂直。 避免引偏的措施： 1)預(yù)鉆錐形定心坑 2)用鉆套為鉆頭導(dǎo)向 3)鉆頭的兩個(gè)主切削刃，刃磨對(duì)稱。（2）排屑困難（3）切削熱不易傳散2. 鉆削的應(yīng)用 IT10以下，Ra大于12.5，要求高時(shí)需進(jìn)一步加工。 成批大量生產(chǎn)中，廣泛用鉆模，多軸鉆，組合機(jī)床。麻花鉆的組成和切削部分3. 擴(kuò)孔、鉸孔 （1）擴(kuò)孔 用于對(duì)已鉆孔的進(jìn)一步加工，可作

44、為孔的半精加工或最終加工。 特點(diǎn)（和鉆孔比） a）刀齒數(shù)多（34個(gè)），故導(dǎo)向性好，切削平穩(wěn)；生產(chǎn)率高 b）刀體強(qiáng)度和剛性較好； c）沒有橫刃，改善了切削條件。 因此，大大提高了切削效率和加工質(zhì)量。一般情況，IT10IT9，Ra為3.26.3 （2）鉸孔 用于中、小尺寸孔的半精加工和精加工。 一般，IT9IT7，Ra為0.41.6 鉸孔特點(diǎn) a)刀齒數(shù)多（612個(gè)），故導(dǎo)向性好，切削平穩(wěn)； b)刀體強(qiáng)度和剛性較好（容屑槽淺，芯部直徑大）； c）鉸孔余量小，故工件的受力變形和受熱變形較小。且切削速度較低，不易產(chǎn)生積屑瘤。因此，鉸孔的加工質(zhì)量更好。10鉸刀的類型（a）直柄機(jī)用鉸刀（b）錐柄機(jī)用鉸刀c

45、）硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀（d）手用鉸刀（e）可調(diào)節(jié)手用鉸刀（f）套式機(jī)用鉸刀（g）直柄 莫式圓錐鉸刀（h）手用1:50錐度鉸刀11圖中為一方柱立式鉆床，其主軸是垂直布置的，在水平方向上的位置固定不動(dòng) 必須通過工件的移動(dòng)，找正被加工孔的位置。立式鉆 床多用于加工中小型工件。 立式鉆床12搖臂鉆床在大型工件上鉆孔，希望工件不動(dòng)，鉆床主軸能任意調(diào)整其位置。這就需用搖臂鉆床。是搖臂鉆床 的外形圖。搖臂鉆床廣泛地用于大、中型工件的加工。第4章 深孔鉆削系統(tǒng)比較與研究深孔加工時(shí), 必須將切屑從孔內(nèi)排出。對(duì)!孔深 孔徑 超過# 的孔來說, 只要排屑能力差, 無論怎樣提高刀具系統(tǒng)的性能!如使用能重切削和大走刀進(jìn)

46、給的刀具 都是毫無意義的。因此, 前人采用了各種排屑法!也稱為深孔加工系統(tǒng) , 由于加工精度、效率的關(guān)系, 經(jīng)淘汰只剩下三種系統(tǒng), 即槍鉆系統(tǒng)、噴吸鉆系統(tǒng)、 % & 系統(tǒng) 。最近日本冶金株式會(huì)社把被稱為 ( 系統(tǒng)的深孔鉆削應(yīng)用于生產(chǎn)取得了很好的效果。下面把 ( 系統(tǒng)和上述三種系統(tǒng)進(jìn)行比較并加以說明。各深孔加工系統(tǒng)的共同點(diǎn), 第一是用高壓冷卻液使切屑排出, 其次是用硬質(zhì)合金鉆頭進(jìn)行高速、高精度切削加工槍鉆系統(tǒng)如圖) 所示, 冷卻液由鉆桿內(nèi)部到達(dá)切削刃, 切屑從孔內(nèi)壁與鉆桿形槽之間被冷卻液的壓力推出, 即所謂冷卻液推屑法。因?yàn)榕判伎臻g大, 切屑較易于排出。這種刀其的缺點(diǎn)是加工效率低, 這是因?yàn)槭褂?/p>

47、了形鉆桿, 會(huì)引起扭曲和彎曲, 不能高速進(jìn)給。使用硬質(zhì)合金刀具加工鋼件時(shí), 如果加工時(shí)進(jìn)給量很小, 則將會(huì)使刀具后刃面的磨損增大, 因此不得不使用耐磨性好的/ 系硬質(zhì)合金!相當(dāng)于我國 / 系列 , 而/ 系硬質(zhì)合金和鋼的親和力比0 系的大, 易于產(chǎn)生刀瘤而使加工表面光潔度變差, 一般在加工鋼件時(shí)加工表面上會(huì)產(chǎn)生劃痕, 使丑1 1 二達(dá))2 、+2 3 4 。這種劃痕隨刀瘤的增大而增大。使用0 系硬質(zhì)合金!相當(dāng)于我國5 % , 2 時(shí)丑1 1 二 一般在, 、6 產(chǎn)4 , 但是因刀具磨損量大而不能使用。 % & 系統(tǒng)如圖+ 所示, 冷卻液從孔的內(nèi)壁和鉆桿外徑之間的縫隙里到達(dá)切削刃, 切屑被冷卻液

48、從鉆桿內(nèi)孔中推出。由于刀具的柄!即鉆桿 是管狀的, 因而剛度好, 有可能進(jìn)行大進(jìn)給量的高效切削。但在加工小孔時(shí), 由于冷卻液通道小, 排屑困難, 故加工直徑14以下的孔效果不好。噴吸鉆系統(tǒng)如圖, 所示, 使用雙層管, 應(yīng)用真空效應(yīng)將切屑吸出, 稱為冷卻液吸引排屑法。噴吸鉆的刀柄!即外管 和 % & 系統(tǒng)一樣是管狀的, 因此剛度較高, 可采用大進(jìn)給量加工。但加工太深的孔時(shí), 用真空效應(yīng)排屑比較困難9 此外因?yàn)槭褂秒p管, 由于冷卻液通道的關(guān)系, 不能加工直徑):8 以下的孔, 還有一個(gè)缺點(diǎn)是, 冷卻液的供給方式不能抑制外管的振動(dòng)。而 % 系統(tǒng)則由于孔內(nèi)壁和鉆桿外徑之間有高壓冷卻液, 可使鉆桿的振動(dòng)

49、受到抑制。僅從振動(dòng)阻尼效果這一點(diǎn)來看, 可以說 % & 系統(tǒng)較之噴吸鉆漂統(tǒng)剛性更高,更容易保證精度。( 系統(tǒng)綜合了上述推壓、吸引排屑法的長處, 它是在工件孔端面處安裝了液壓頭, 供給推壓的冷卻液,在鉆桿尾部裝備了能產(chǎn)生真空吸引作用的裝置!圖4 。BTA是美國鏜削和套料加工協(xié)會(huì)的簡稱一 一編者這個(gè)系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是, 由于兼用推、吸兩種方式,冷卻液流速加快, 提高了排屑能力。在小直徑孔( ) + , , 特別是 , , 以下的孔的加工方面, 采用槍鉆系統(tǒng), 刀具剛度差, 效率很低. 采用/ 0 1 系統(tǒng), 由于冷卻液通道小, 則需要很高的壓力, 使鉆削加工不容易穩(wěn)定. 而采用2 3 系統(tǒng),雖然冷卻

50、液通道也很窄小, 但由于兼有推、吸的作用,所以冷卻液的流動(dòng)很順利, 排屑也很輕松?？梢猿浞职l(fā)揮刀具的性能, 在使用大進(jìn)給量時(shí)可以得到較高精度, 而且加工時(shí)很穩(wěn)定。圖! 為用2 3 系統(tǒng)加工4 , ,孔的實(shí)例, 其加工效率是槍鉆系統(tǒng)的5 ) 倍。現(xiàn)有試驗(yàn)表明6 使用2 3 系統(tǒng)加/ 0 1 刀具, 能高效率而穩(wěn)定地鉆削直徑小至) , , 的孔。通常, 2 3 系統(tǒng)用于鉆削中等直徑( + 、)! , , 的孔效果很好。此時(shí)冷卻液流動(dòng)快、排屑快, 基本上能發(fā)揮出刀具系統(tǒng)的最大效力, 鉆削筍)! , , 以上大直徑孔時(shí), 2 3 系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)就不顯著了。四種加工系統(tǒng)鉆孔速度對(duì)比, 以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià),如圖

51、) 和圖7 所示。 第5章 BTA深孔鉆削分析與研究BT A 鉆 削方法是二戰(zhàn)期間歐洲國家在比斯涅耳加工系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研究出來的，經(jīng)過多次改進(jìn)，發(fā)展成現(xiàn)代的BTA鉆削系統(tǒng)。5.1 BT A 系統(tǒng)的鉆削原理BT A 系 統(tǒng)屬于內(nèi)排屑方式。見圖6-8，其工作原理是:切削液通過授油器從鉆桿外壁與已加工表面之間進(jìn)入，達(dá)到頭部進(jìn)行冷卻潤滑，并將切屑經(jīng)鉆桿內(nèi)部推出。5.2 B TA系統(tǒng)的構(gòu)成及總體布局見圖6-9, BTA系統(tǒng)主要由工件、鉆頭、中心架、授油器、鉆桿和尾架構(gòu)成。其中，授油器是此系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。BTA深孔鉆削系統(tǒng)總體布局如圖6-9，它主要由機(jī)座、床頭箱、卡盤、工件、中心架、授油器、鉆頭與尾架構(gòu)成

52、。與DF系統(tǒng)總體布局主要區(qū)別在于尾架處，DF系統(tǒng)在此處安裝了負(fù)壓裝置。5.3 B T A 鉆削系統(tǒng)的關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)一授油器的設(shè)計(jì)內(nèi)排 屑 鉆 削系統(tǒng)中受油器的主要作用有:將 切 削 液導(dǎo)入鉆桿外壁與工件已加工表面之間，進(jìn)入切削區(qū)，進(jìn)行冷卻、潤滑及排屑;在 鉆 頭 切入工件前，為鉆頭提供導(dǎo)向;為 鉆 桿 提供支撐。授油 器 是 內(nèi)排屑深孔鉆加工系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它的作用是形成機(jī)床一工件一鉆桿間的封閉切削液通道，可提供一定壓力的冷卻液并支承鉆桿，消除振動(dòng)。因此，要求授油器密封不漏油，導(dǎo)向準(zhǔn)確，消振性好。授油器與工件的密封一般有兩種形式，一種是用橡膠環(huán)與工件端面接觸密封;另一種是用帶錐度的金屬環(huán)與工件接

53、觸密封，其密封性好，磨損小，適用于大批量生產(chǎn)。授油器的結(jié)構(gòu)較多，但總的可分為兩種類型，一種是旋轉(zhuǎn)式，另一種是固定式。本試驗(yàn)采用旋轉(zhuǎn)式授油器，其結(jié)構(gòu)如圖6-5所示。本試驗(yàn)用受油器結(jié)構(gòu)如圖6-5所示，為旋轉(zhuǎn)式受油器。由支架1，前密封圈2，軸承3，伸縮軸4，軸承5，導(dǎo)向套6，軸承座7，旋轉(zhuǎn)手輪8，支撐螺母9，后密封圈10等組成。支架1可沿機(jī)床導(dǎo)軌移動(dòng)并固緊。鉆孔時(shí)，旋轉(zhuǎn)手輪8使伸縮軸4靠向工件表面，將前密封圈2壓緊在工件表面上，當(dāng)工件旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)導(dǎo)向套6一起旋轉(zhuǎn)(導(dǎo)向套與工件同時(shí)旋轉(zhuǎn)，可以提高刀具入鉆時(shí)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6形成的環(huán)形縫隙進(jìn)入切削區(qū)，冷卻潤滑鉆頭。后

54、密封圈10是為了防止壓力油從鉆桿漏出而設(shè)置的。鉆頭進(jìn)入工件時(shí)，由導(dǎo)向套6引導(dǎo)穩(wěn)定鉆削，當(dāng)導(dǎo)向套6磨損后需及時(shí)更換。6.2內(nèi)排屑深孔鉆鉆頭的設(shè)計(jì)與制造內(nèi)排 屑 深 孔鉆可分為單刃內(nèi)排屑深孔鉆和多刃錯(cuò)齒內(nèi)排屑深孔鉆。一般孔徑為6-30mm時(shí)用單刃內(nèi)排屑深孔鉆，孔徑大于30mm時(shí)用多刃錯(cuò)齒內(nèi)排屑深孔鉆。內(nèi)排屑深孔鉆頭的設(shè)計(jì)(1)0 6一 0 30 mm內(nèi)排屑深孔鉆的結(jié)構(gòu)在切 削 加 工領(lǐng)域內(nèi)，刀具材料占有很重要的地位。刀具材料的切削性能，對(duì)切削加工技術(shù)水平的影響極大。切削難加工材料時(shí)，必須盡可能采用高性能的刀具材料。由于難加工材料種類繁多，性質(zhì)迥異，在選用刀具時(shí)，必須注意刀具材料與被加工材料在力學(xué)、物理性能和化學(xué)性能之間的匹配。5.4 深孔鉆削時(shí)對(duì)刀具材料的要求內(nèi)排 屑 深 孔鉆削是在封閉或半封閉的狀況下進(jìn)行的，因此不能直接觀察刀具的切削情況、切削熱不易傳散，而且排屑困難、工藝系統(tǒng)剛性差，切