《内排屑深孔钻削机床运动系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《内排屑深孔钻削机床运动系统设计（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 西 京 学 院 本科毕业设计本科毕业设计( (论文论文) ) 题目题目： 内排屑深孔钻削机床运动系统设计内排屑深孔钻削机床运动系统设计 教学单位：教学单位： 机电工程系 专专 业：业： 机械设计制造及其自动化 学学 号：号： 0811050209 姓姓 名：名： 吴杰华 指导教师：指导教师： 刘守法 20122012 年年 3 3 月月 西京学院本科毕业设计（论文） I 摘要摘要 针对传统浇注式内排屑深孔钻削系统（BTA系统或DF系统）存在着切削液消 耗量大、生产成本高、污染环境及危害操作者身体健康等问题。本文是在传统 的BTA内排屑深孔钻削系统基础上，增加喷雾装置，建立了亚于式内排屑深孔钻
2、 削系统。亚干式深孔钻削系统是将亚干式切削技术与深孔加工技术相结合，在 BTA内排屑深孔加工系统的基础上,采用风冷雾化排屑系统代替BTA系统中的切削 液排屑系统而形成的。从而实现风冷雾化切削液对刀具进行冷却润滑和排屑的 功能，以减少切削液的使用及环境污染。 本次设计以亚干式内排屑深孔钻削系统为研究对象，主要设计内容有低温 冷风雾化装置的设计、授油器设计以及负压抽屑装置的设计。亚干式深孔钻削 系统有以下优点：系统加工过程稳定，冷却、润滑、排屑效果良好，可获得较 好的刀具耐用度和内孔表面质量，同时极大地减少了切削液的用量并降低环境 污染，是一种较为理想的绿色钻削工艺系。 该设计可以节约能源、降低生
3、产成本、减少环境污染，具有良好的经济效 益和社会效益。 关键词：关键词：内排屑深孔钻削 亚干式切削 雾化装置 授油器 负压抽屑 西京学院本科毕业设计（论文） II ABSTRACT The traditional cast-type method of inner-chip removal deep hole drilling system (such as BTA system or DF system) has the problems of the high cutting fluid consumption，high production costs，pollution of the
4、environment and endangering the health of the operator and so on. In this paper，in traditional BTA escape of chips deep drilling process system foundation，increases the atomizing device，has established near-dry type deep hole drilling system. The near-dry deep hole drilling system is that the use of
5、 compressed air atomized cutting fluid cooling and lubrication cutters in the deep hole processing with combined near-dry cutting technology and deep hole processing technology， based on the BTA inner-chips deep hole processing system，by using the air-cooled liquid escape of chips system instead of
6、the BTA escape of chips system. Finally the air-cooled liquid with cooling and lubricating function for the cutting tool is achieved，and reduce the use of cutting fluid and environmental pollution. The near-dry deep hole drilling system was taken as object in this study，the design of the main conten
7、ts of the low temperature cold wind atomization device design，coolant supply device design and suction chip removal device design. The result show that the near-dry system drill stability and have better effort in cooling lubrication，chip removal effective. The tool life and surface quality within t
8、he hole are better，at the same time，it can greatly reducing the amount of cutting fluid，the costs and the pollution of the environment. So we can get a conclusion that it is an ideal system in green drilling process. The results of research can save energy，lower production costs，reduce environmental
9、 pollution，and have good economic and social benefits. Key word：The inner-chip removal deep hole drilling，The near-dry cutting， Atomization device，Coolant supply，Suction chip removal 西京学院本科毕业设计（论文） III 目录目录 摘要摘要 I ABSTRACT.II 1 绪论绪论.1 1.1 深孔加工的特点2 1.2 内排屑深孔钻削加工系统的发展状况2 1.2.1 国内相关研究发展状况.2 1.2.2 国外相关研
10、究发展状况.3 1.3 本毕业设计的主要内容4 2 系统总体方案的布局与设计系统总体方案的布局与设计.5 2.1 总体方案的设计5 2.2 可行性分析6 3 低温冷风雾化装置的设计低温冷风雾化装置的设计.9 3.1 低温冷风雾化装置的组成及工作原理9 3.2 雾化装置的组成及零件设计11 3.2.1 空气供给装置及冷却装置.11 3.2.2 雾化器的设计.11 3.3 冷却液的选择13 4 授油器的设计授油器的设计15 4.1 不旋转式授油器结构及其原理15 4.2 伸缩轴的设计16 4.2.1 加工材料的选择.16 4.2.2 伸缩轴的结构设计.17 5 负压抽屑装置的设计负压抽屑装置的设计
11、 19 5.1 DF 系统负压抽屑机理.19 5.2 旋转式负压式钻杆联结器20 5.3 DF 深孔钻削中影响抽屑的因素 .21 5.4 负压系统的参数计算22 5.5 负压衬套和前后锥套的设计25 6 运动控制系统的设计运动控制系统的设计 28 6.1 深孔钻床运动系统的控制要求28 6.2 运动控制系统的硬件设计28 6.3 运动控制系统的软件设计31 7 亚干式深孔钻削系统参数的分析计算亚干式深孔钻削系统参数的分析计算 32 7.1 亚干式深孔加工切削参数计算32 7.1.1 切削力的计算.32 7.1.2 深孔钻头各处速度的计算.34 7.2 剪切面平均温度的计算35 西京学院本科毕业
12、设计（论文） IV 8 结结 论论.38 致致 谢谢39 参考文献参考文献40 西京学院本科毕业设计（论文） 1 1 绪论绪论 近年来，随着机械制造行业的不断发展，机械制造业对全球经济的发展做 出重大的贡献，但是也在一定程度上对环境造成了污染。据美国工业有害废物 来源统计表明：金属加工业占工业废物来源的5%，排第四位。切削液具有良好 的冷却和润滑特性，被广泛应用于切削加工。大量的切削液的使用不仅对我们 的环境造成了污染，而且切削液的费用几乎高达生产成本的15%，极大的增加了 生产成本。如今，全世界都在提倡绿色制造，其目标是对资源的合理利用，节 约成本，降低对环境造成的污染。 深孔加工是机械加工
13、中加工难度较大，技术含量较高、专业化程度较强、 加工成本较高的一种孔加工技术，一般只有专业化程度较高，技术力量较强的 生产单位才具有这方面的加工能力。随着科技的不断发展，在石油、航空、军 工、工程机械等行业，需用大量的深孔类零件。据有关资料统计，在机械制造 行业中孔加工占全部机械加工的三分之一多，而深孔加工又占到40%以上。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它领域拓展的能力，使深孔加工成为制 造技术门类中成本最昂贵的技术之一。 内排屑深孔加工作为一种
14、专业高效的深孔加工方法，在石油机械、工程机 械以及军工等机械制造行业得到普遍使用，由于传统的内排屑深孔加工需要使 用大量的冷却油进行循环冷却及排屑，每年要消耗大量的机械油，同时还会造 成工作区的污染及处理铁屑所造成的环境污染。常用的内排屑深孔加工系统有 BTA系统、喷吸钻和DF系统等，结合深孔加工的实际生产经验和自身加工特点， 在深孔加工中采用完全干式的切削方法是很难实现的。亚干式切削加工技术作 为一种体现绿色制造的先进制造加工技术，具有使用切削液少、冷却效果佳以 及对环境污染小等优点。它采用最小润滑技术(Minimal Quantity Of Lubricating，MQL)，将少量或微量切
15、削液通过特定设备输送到工件的加工区域， 使刀-屑接触区、刀-工件接触区得到充分冷却和润滑，降低切削温度，提高刀 具耐用度。而将亚干式切削技术应用到内排屑深孔加工中，形成亚干式深孔钻 削加工系统，可以减少冷却油的使用，降低制造成本，减少对环境的污染。因 此，对亚干式深孔钻削加工系统的研究，无论从经济效益还是社会效益等方面 西京学院本科毕业设计（论文） 2 都具有重要的意义和价值。 1.1 深孔加工深孔加工的特点的特点 深孔加工的情况比较复杂，与普通的孔加工相比，具有其自身的一些特点， 主要表现在以下几个方面： （1）按加工的切削状况分类 深孔加工处于封闭或半封闭的加工状态，无法进行直接观察刀具的
16、加工状 况和切削环境情况。深孔加工一般的长径比都比较大，这样排屑的路径相对较 长，无法很好的保证排屑，排屑就成了很大的问题。深孔加工中钻杆一般比较 长，还有机床系统的原因，工艺系统刚性相对较差。深孔刀具加工空间相对封 闭，不利于散热，热量的积累就会导致温升的加剧，使刀具磨损严重。 （2）按加工的运动方式分类 第一种是工件旋转，钻头进给的加工方式。第二种为工件静止不动，钻头 边旋转边向前做进给运动。第三种是工件和钻头同时做旋转运动，它们旋转方 向相反，钻头做进给切削加工。这适于加工相对旋转速度要求高，并且工件惯 性又太大不适宜做高速旋转的情况，用钻头的旋转做补充。最后一种是工件边 旋转边进给，钻头固定的情况，这一种方法不好，一般不予采用。 （3）按排屑方式分类 外排屑方式和内排屑方式，外排屑是切屑由已加工表面和钻杆外壁构成的 空间排出，然而内排屑是切屑由钻杆内腔排出，不与已加工表面接触。内排屑 的加工方式一般比较合适
