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偏心轴A3.dwg
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小轴承底座A3.dwg
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主轴A3.dwg
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般认为,当钻头进行扭振时,仅仅改变了切削速度,并没有形成切削厚度的变化,因而,从运动学上分析,在认为刀具是刚性的条件下,扭振并无断屑条件,对于复合振动中的扭振成分也是如此.但是,由于扭振是在钻头外缘部分的主切削方向上的振动,能起到减小切削力的作用另方面,它所产生的圆周方向上的切削速度的波动,与进给运动合成,仍然形成了切削厚度的变化,也有利于断屑.轴向振动对钻芯部分的切削刃而言,振动方向与切削方向致,使横刃部分的冲剪作用有规律地进行,从而使作用在横刃上的脉冲力发挥作用,这时,对钻头外缘附近的切削刃而言,就形成吃刀方向振动切削机理.另方面,振动切削过程中,由于刀具与工件之间断续接触,使得切削温度降低,正应力减小,内摩擦向外摩擦转化,而且刀具的动态冲击力产生了高于静态剪应力的波前剪切应力,这些也是切削力降低,工件材料更容易被破坏的原因.钻削工艺引入振动方式以后,由于受到振动切削力冲击等互相作用,加工表面的各种参数呈周期性变化,切屑不像麻花钻钻出来呈带状的切屑,而是片状颗粒状线性状等不同的形式。
切屑原理分析设由于施振系统的作用,刀头产生振动为式中为振幅,为振动频率,为时间。
刀头的轴向位移式中为走刀量为主轴转速。
设ε为前后两刀波纹的重迭系数式中为整数。
设当,即实现断屑理论上。
实验证明,振动钻削在加工过程中都能断屑,其原理是刀具与工件进行间歇断续的切削,所形成的切屑在切削力振动挤压,冲击负荷的周期变化的共同作用下形成断裂,所以断屑在振动钻削加工中最易形成。
装置设计.装置总体方案精密深孔钻削是机械加工中较难的问题,特别是在难加工材料上的钻削小直径深孔,难度更大。
般情况下,用枪钻来加工小直径深孔,虽然冷却润滑和排屑都有较大的改善,但断屑并未解决。
振动钻削技术是种新的钻削方法,在小直径深孔加工中能有效地断屑,有利于深孔钻削中排屑问题的解决。
由于振动钻削所具有的特点,国内外已在许多难加工材料的钻削中采用了振动钻削。
实现振动钻削的关键之是振动钻削装置。
各种振动钻削装置所能产生的稳定的振动参数差别很大,因此,在实用上都有定的局限性。
枪钻是种外排屑深孔钻,其结构如图所示。
通常切屑是被由刀具孔内流入切削区的高压切削油冲出孔的。
如果切屑为连续不断的带状屑,即使增大供抽压力也难以可靠地冲出切屑,因此导致扭断刀头或刀杆的现象,所以枪钻加工深孔时的切屑处理主要是断屑问题。
图钻枪般来说,振动装置应满足下列些要求.单位功率要大,即在定的功率下具有最小的轮廓尺寸,能够满足尽可能广泛的工艺要求.振动参数频率与振幅最好能单独无级调节,可调范围要尽可能大,以便使同种振动装置能满足不同工种不同工序的特殊需要.频率特性要稳定,即要求受负载的影响越小越好.振动部分的质量要适当,即要求附加的振动部分质量不会引起工艺系统的振动,以保证在切削过程中工艺系统能平稳工作.要有足够长的使用寿命,振动装置中的易损件要便于更换.工作要平稳,噪声要小.结构要简单,制造要方便,要容易和现有机床配套使用,甚至成为通用的机床部件.和执行机构的连接要简便可靠,若用螺纹类的连接方式,必须采取防松措施。
振动装置的类型若按振动的能源分类,可分为强迫振动装置和自激振动装置。
强迫振动装置可根据实际需要,在定范围内随机改变振动参数,它受切削过程的影响较小,在切削过程中容易维持振动参数的稳定性,因此应用最多。
强迫振动切削装置有机械电磁电气气动和液压等形式也可以根据具体需要组成各种组合形式的振动装置,如机械液压电气液压等。
机械式振动装置结构简单,造价低,使用和维护方便,切削过程中振动参数受负载
