大长细比深孔仿形加工刀具系统设计摘要螺旋形切削形状参数由切削机理可知，对螺旋形切屑产生影响的参数有切屑上卷曲率．，横卷曲率．，流屑角玑则螺旋切屑的形状参数可表示为切削加工过程中，影响及因素很多，诸如，被加工材料的性质，切削用量，刀具几何参数，冷却液及加工方式等．通过对主要影响因素的分析计算和对其它因素进行综合实验，我们得到如下公式．切屑的折断确定了切屑螺旋参数后，为了得到预期的屑型和最优的断屑效果，我们还必须对断屑机理进行研究．从分类法中，我们可以看到，当切屑的卷曲曲率很小时，容易形成长带屑或缠乱屑当成切屑的卷曲曲率较大时，如果切屑流出时没有受到工件或刀具的阻碍，或受到阻碍后又脱离了阻碍，则会形成连续的螺旋屑如果切屑受到阻碍后不能脱离阻碍，则形成各种类型的折断屑．可见，切屑卷曲曲率对切屑的类型有很大的影响．但是，我们同时看到，切屑的几何尺寸工件和刀具的形状以及切屑相对于工件和刀具的位置决定了切屑流出后是否碰到阻碍或碰到什么样的阻碍以及切屑受阻后的行为．此时，阻碍将对切屑的最终形状起决定作用．切屑相对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状参数来计算得到．断屑的应变条件决定了切屑碰到工件或刀具阻碍时是否会折断．切屑受前刀面和和断屑槽作用后，得到向上的卷曲半径。，然后碰到后刀面使其卷曲半径增大到见，当应变达到断裂应变时，切屑就被折断从而得到形屑图．所以此时切屑折断的条件为图切削的生成卷曲折断图所示后刀面障碍型的折断方式是在实际的车削加工中最为常见的种切屑折断方式。.切屑的控制在生产实践中，有的切屑打成螺卷状，到定长度时自行折断有的切屑折断成形字形有的呈发条状卷屑有的碎成针状或小片，四处飞溅，影响安全有的带状切屑缠绕在刀具和工件上，易造成事故。不良的排屑状态会影响生产的正常进行。图切削碎切屑经第第Ⅱ变形区的剧烈变形后，硬度增加，塑性下降，性能变脆。在切屑排出过程中，当碰到刀具后刀面工件上过渡表面或待加工表面等障碍时，如部位的应变超过了切屑材料的断裂应变值，切屑就会折断。图切削碰到刀具或工件折断研究表明，工件材料脆性越大断裂应变值小切屑厚度越大切屑卷曲半径越小，切屑就越容易折断。可采取以下措施对切屑实施控制采用断屑槽通过设置断屑槽对流动中的切屑施加定的约束力，使切屑应变增大，切屑卷曲半径减小。断屑槽的尺寸参数应与切削用量的大小相适应，否则会影响断屑效果。常用的断屑槽截面形状有折线形直线圆弧形和全圆弧形。图断屑槽截面形状前角较大时，采用全圆弧形断屑槽刀具的强度较好。断屑槽位于前刀面上的形式有平行外斜内斜三种。外斜式常形成形屑和字形屑，能在较宽的切削用量范围内实现断屑内斜式常形成长紧螺卷形屑，但断屑范围窄平行式的断屑范围居于上述两者之间。图前刀面上的断削槽形状改变刀具角度增大刀具主偏角，切削厚度变大,有利于断屑减小刀具前角可使切屑变形加大，切屑易于折断刃倾角可以控制切屑的流向，为正值时，切屑常卷曲后碰到后刀面折断形成形屑或自然流出形成螺卷屑为负值时，切屑常卷曲后碰到已加工表面折断成形屑或字形屑。调整切削用量提高进给量使切削厚度增大，对断屑有利但增大会增大加工表面粗糙度适当地降低切削速度使切削变形增大，也有利于断屑，但这会降低材料切除效率。须根据实际条件适当选择切削用量。.几种常用的断屑方法作出断屑槽图,加工碳钢合金钢工具钢和不锈钢加工塑性更高的材料断屑槽位置及刃倾角作用图断屑槽位置及刃倾角作用外倾式刃倾角，断屑范围广，粗加工平行式刃倾角，碰到切削表面折断，用于粗加工半精加工内倾式刃倾角，半精加工精加工。.改变切削用量,断屑,影响较大影响时有效，的影响较小，时容易断屑。.其它断屑方法固定附近断屑挡块采用间断切削切削刃上开分屑槽第章积屑瘤与切削.积屑瘤积屑瘤的形成当前刀面与切屑底层金属的摩擦力超过切屑材料本身分子之间的结合力时，滞留层的部分金属就会粘附到刀具的前刀面上靠近刀刃处，逐渐累计便会形成块很硬的楔状金属瘤，通常称为积屑瘤，也叫刀瘤。图积削瘤在加工过程中，由于工件材料是被挤裂的，因此切屑对刀具的前面产生有很大的压力，并摩擦生成大量的切削热。在这种高温高压下，与刀具前面接触的那部分切屑由于摩擦力的影响，流动速度相对减慢，形成“滞留层”。当摩擦力旦大于材料内部晶格之间的结合力时，“滞流层”中的些材料就会粘附在刀具近刀尖的前面上，形成积屑瘤。影响积屑瘤的主要因素由于积屑瘤是在很大的压力强烈摩擦和剧烈的金属变形的条件下产生的。因而，切削条件也必然通过这些作用而影响积屑瘤的产生长大与消失。工件材料当工件材料的硬度低塑性大时，切削过程中的金属变形大，切屑与前刀面间的摩擦系数大于和接触区长度比较大。在这种条件下，易产生积屑瘤。当工件塑性小硬度较高时，积屑瘤产生的可能性和积屑瘤的高度也减小，如淬火钢。切削脆性材料是产生积屑瘤的可能更小。刀具前角刀具前角增大，可以减小切屑的变形切屑与前刀面的摩擦切削力和切削热，可以抑制积屑瘤的产生或减小积屑瘤的高度。据有关资料介绍，刀具前角时，积屑瘤产生的可能就小。切削速度切削速度主要是通过切削温度和摩擦系数来影响积屑瘤的。当刀具没有负倒棱时，在极低的切削速度条件下，不产生积屑瘤。以中碳钢为例，切削速度大长细比深孔仿形加工刀具系统设计摘要大长细,深孔仿形,加工,刀具,系统,设计,毕业设计,全套,图纸西安科技大学高新学院毕业设计论文系别机电信息学院专业机械设计制造及其自动化学生姓名学号设计论文题目大长细比深孔仿形加工刀具系统设计起迄日期年月日年月日设计论文地点西安科技大学高新学院指导教师专业教研室负责人日期年月日摘要大长细比深孔仿形加工加工在机械加工领域中占有非常重要的地位，约占孔加工量的以上。随着科学技术的进步，新型高强度高硬度和高价值难加工深孔零件的不断出现，加工工件在加工深度加工精度以及加工效率上要求的不断提高，使得深孔加工成为机械加工的关键工序和加工难点。传统的加工方法由于工艺系统刚度，切削排出及冷却润滑的问题。越来越难以满足甚至根本达不到现在的深孔加工在精度效率材料上的要求。所以这时的深孔加工需要种特定的钻削技术的支持。随着我国机械制造业的迅速发展，使得原本局限于军事工业航空航天等特定领域的深孔加工技术及装备在我国各行业也得到了广泛的应用。关键词深孔钻，分析研究，钻削本课题研究的目的与意义.国内外发展与现状大长细比深孔仿形加工技术的发展国内外现状.深孔加工简介深孔的定义深孔加工的分类深孔加工的特点第章内排屑深孔钻切屑的处理与控制.切屑形成的基本理论与屑形控制滑移与滑移线切屑的变形和卷曲切屑屑形及其控制切屑形成过程中的声响与织构现象.切屑的基本形态.切屑的折断原理.切屑的控制.几种常用的断屑方法第章积屑瘤与切削.积屑瘤.钻削加工第章大长细比深孔仿形加工系统比较与研究第章大长细比深孔仿形加工分析与研究.系统的钻削原理.系统的构成及总体布局.钻削系统的关键部件设计授油器的设计.大长细比深孔仿形加工时对刀具材料的要求.大长细比深孔仿形加工时常用刀具材料第章大长细比深孔仿形加工系统设计实例分析.方案的确定.分析与计算车床型号的选择冷却排屑系统设计.主要图纸设计.镗刀系统设计镗刀头镗杆选择.箱体的结构设计.镗刀强度及镗杆的稳定性验算第章自激振动及抑制.振动对机械加工的影响.机械加工中振动的种类.机械加工中振动的产生特征及抑制总结参考文献致谢第章绪论.本课题研究的目的与意义深孔加工技术最初应用于国防军工制造业，加工枪管和炮筒。随着科学技术的进步，工业的发展，深孔加工技术已经运用到各机器制造部门，如石油化工机械航空工业造船冶金发电设备橡胶机械等，从而使深孔加工成为机械加工中必不可少的种工艺方法。特别是近年来随着宇航制造业原子能工业电力工业等行业的迅速发展，对机器及其零部件的综合性能提出了更高的的要求。新型高强度高硬度的材料如钛合余不锈钢耐热合金高锰钢复合材料等应用越来越多，这些材料具有良好的物理机械性能抗腐性能抗磁性能和抗高温氧化性能，在些方面非常优良。但它们的切削加工性般较差，表现为切削力大切削温度高刀具磨损严重断屑排屑困难。在这类材料上加工长径比大的孔，就显得十分困难。所以，难加工材料深孔加工问题是否解决好，将直接影响机械产品的生产率和质量。特别是在重型机器制造中，能否掌握它，运用自如，将对生产起着决定性的作用。大长细比深孔仿形加工条件比较恶劣，它是在封闭或半封闭的状况下进行的，因此，不能直接观察刀具的切削情况，切削热不易传散，而且排屑困难，工艺系统刚性差，切削效果不理想。难加工材料由于其切削性能差，切削热量大，刀具耐用度很低，容易堵屑，而造成刀具工件甚至机床损坏。大长细比深孔仿形加工对工艺刀具和设备有着比较特殊的要求，目前专门化的研究机构还比较少，因此，该项技术目前在许多企业中都属于“瓶颈”问题。如果该项技术能够得到有效推广，必将大大地提高我国机械制造业的技术水平，产生巨大的社会及经济效益，市场前景非常乐观。深孔加工在各行各业应用都比较普遍，如枪炮管深孔加工，发动机输水孔活塞销曲轴通油孔，车辆的减振器筒液压缸，火箭发射装置的精密高强度导管，航空仪表的测流测压精密管，核电站的不锈钢管的加工，石油测井仪器等等。这是项具有代表性既关系到产品性能质量，又关系到工艺成本和生产周期的关键技术。如能以最少的投入，最快的速度使我国深孔加工技术提高到国际先进水平，对于我国制造行业的技术改造和综合国力的提高将有巨大促进。专门用于加工深孔的钻头。在机械加工中通常把孔深与孔径之比大于的孔称为深孔。大长细比深孔仿形加工时,散热和排屑困难，且因钻杆细长而刚性差，易产生弯曲和振动。般都要借助压力冷却系统解决冷却和排屑问题。大长细比深孔仿形加工的钻孔长度或深度大于等于孔直径的三倍。所用钻有时称为或喷吸钻。冷却液通过钻头内部送到切削边。大长细比深孔仿形加工在机械加工中占有非常重要的地位，但由于有些技术问题尚未解决，至今仍是金属切削加工的“瓶颈”工序。在深孔加工中，常常发生钻头刀齿突然崩刃或断齿，即钻头破损，其结果是工件孔表面损伤，钻杆扭弯断裂，甚至机床被损坏。破损是深孔钻最主要的损坏形式。.国内外发展与现状大长细比深孔仿形加工技术的发展人类对深孔加工技术的需求，至少可以追溯到世纪欧洲滑膛枪的问世，远比第次工业革命后现代机械技术的发展要早很多。工具和工具制造技术的产生和发展，源于人类生产活动和战争的需要。中国是火药的发源地。早在元明时期已

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