（图纸+论文）大长细比深孔仿形加工刀具系统设计（全套完整）

切屑的形成卷曲及折断切屑的分类方法有很多，其中以国际生产加工研究协会的分类法和国际标准化组织的分类法应用最为广泛。

切屑分类法比较系统地反映了切屑流出卷曲折断与切屑类型之间的密切关系，有利于研究切屑的卷曲规律和断屑原理。

我们下面的讨论将以这种分类法为基础展开。

．切屑的形成卷曲刀具切人工件时，被切金属层经剪切面发生弹塑性措移变形成为切屑。

对于切屑的卷曲，文献认为，前刀面的摩擦作用是切屑卷曲的主要原因．这是因为前刀面的挤压作用使切屑厚度方向存在不同的残余应变，使切屑晶粒翻转从而引起切屑的卷曲。

同时，刀具卷屑槽的存在将在很大程度上影响切屑的卷曲。

日本的中山雄指出正常状态的切屑般是螺旋形切屑，其形状可由螺旋外径，螺距，螺旋面与轴线的夹角确定。

切屑流出后，受到工件刀具机床等的阻碍引起变形或折断，从而形成各种类型的切屑。

因此，其它形状的切屑可以看成是螺旋切屑的演变和组合。

图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脆性金属的切削过程如图所示。

当刀具刚切入工件时，被切削金属层首先发生弹性变形见图随即切屑在切削刃部开始产生裂口见图刃前裂口以每秒上千米的速度发生失稳扩展，使被切削金属层产生不同方向的裂纹见图裂纹贯穿整个切削厚度，形成不规则的崩碎切屑见图。

加工材料时，刀具前角和切削速度对切屑长度的影响如图所示。

当切削速度.，刀具前角时，由于切削温度较高，切屑呈暗红色被“挤”出，虽然可得到硬度较高的连续形切屑类似钢屑，但在此切削条件下切削力太大，切削温度过高，不适用于实际生产。

选取较大的刀具前角虽可减小切屑变形，但在较高切削速度下，因切屑与前刀面接触长度减小，使切屑长度也缩短。

此外，前角过大可能引起“自动切入”现象。

在实际加工中，刀具前角取值般在之间为宜。

图脆性金用切削过程示意图图.试件材料，.，.如图刀具前角和切削速度对切屑长度的影响图织构现象形成的切屑横截面形状切屑形成过程中的声响与织构现象在金属切削过程中，如将机床电机等发出的其它噪声排除在外，在塑性金属切屑的形成过程中可听到“咯吱咯吱”的声响在脆性金属切屑的形成过程中则可听到“咯酥咯酥”的声响。

根据金属学原理可知，点阵过渡到新的位置几乎是瞬时完成的，因此发出的声响并不是单纯的平直音。

金属切削过程中原子键被破坏而引起的原子位置改变如晶粒破碎沿晶或穿晶晶格扭曲等会发出爆裂声，这就为确定切削过程是否正常提供了个判别条件。

金属材料切削变形时，不仅切屑和已加工表面中的晶粒被拉长或破碎，而且各晶粒的晶格位向也会沿变形方向同时发生转动，使金属材料组织出现织构现象，由此形成的切屑横截面形状如图所示。

已加工表面的织构现象对加工表面质量不利表面鳞刺的产生即与其有关。

由于切屑变形越大，织构现象越严重，因此精加工时应采用可减小切屑变形的切削条件，如高速切削选取较大刀具前角和较小切削厚度提高刃磨质量使用润滑性能好的切削液通过热处理工艺降低工件材料塑性等。

.切屑的基本形态带状切屑带状切屑这是最常见的种切屑。

它的内表面是光滑的，外表面呈毛茸状。

加工塑性金属时，在切削厚度较小切削速度较高刀具前角较大的工况条件下常形成此类切屑。

节状切屑又称挤裂切屑。

它的外表面呈锯齿形，内表面有时有裂纹。

在切削速度较低切削厚度较大刀具前角较小时常产生此类切屑。

粒状切屑又称单元切屑。

在切屑形成过程中，如剪切面上的剪切应力超过了材料的断裂强度，切屑单元从被切材料上脱落，形成粒状切屑。

崩碎切屑切削脆性金属时，由于材料塑性很小抗拉强度较低，刀具切入后，切削层金属在刀具前刀面的作用下，未经明显的塑性变形就在拉应力作用下脆断，形成形状不规则的崩碎切屑。

加工脆性材料，切削厚度越大越易得到这类切屑。

力表触摸振动等外观现象来判断切削过程是否正常。

.切削热不易传散。

般切削过程中的切削热被切屑带走，而大长细比深孔仿形加工只有，刀具占切削热的比例较大，扩散迟易过热，刃口切削温度可达必须用强制有效的冷却方式。

.切屑不易排出。

由于孔深，切屑经过的路线长，容易发生阻塞，造成钻头崩刃。

因此，切屑的长短和形状要加以控制，并要进行强制性排屑。

.工艺系统刚性差。

因受孔径尺寸限制，孔的长径比较大，钻杆细而长，刚性差，易产生振动，钻孔易走偏，因而支撑导向极为重要。

加工法，也就是内排屑高效率钻削法。

它是在枪炮钻基础上发展起来的，采用圆形空心钻杆和高压密封装置，将大量高压切削液压入钻杆和工件孔壁之间的环形间隙中，流入切削区，然后和切屑起从钻杆的内孔中排出。

由于切屑不会划伤工件孔壁，加之环形间隙中的高压切削液能起到阻尼钻杆振动的作用见图。

因此加工方法具有加工表面粗糙度值低精度高，钻孔效率高及刀具系统性能好等优点。

法工作原理图第章内排屑深孔钻切屑的处理与控制切屑的处理与控制是深孔钻钻削难于解决的问题，关系到钻削是否顺利，生产效率的高低，经济效益等切问题。

.切屑形成的基本理论与屑形控制由于金属切削过程是在高温高压高速下进行，因此切屑的形成机理相当复杂。

为了在切削加工中有效控制屑形，提高加工效率，改善加工表面质量，有必要对金属切削过程的些基本理论进行深入研究和探讨。

滑移与滑移线机械制造是利用金属塑性变形机理，采取滚压轧制冷拔或切削加工等方法，使零件达到要求的形状和尺寸。

根据金属塑性变形理论可知，金属产生塑性变形的基本机理是滑移，即清移是金属最主要的塑性变形方式。

金属的滑移仅在剪应力作用下才能发生，即当剪应力达到金属材料的剪切强度极限时，便会产生塑性变形。

在平面变形条件下，多晶体金属中的滑移是沿最大剪应力方向发生的，即滑移带与最大剪应力迹线相重合。

假设在连续应力场塑性区内最大剪应力迹线是无限密集的，则沿最大剪应力方向不断由点到与其无限接近的另点，即可在变形平面上绘出两组相互正交的曲线如图所示，从而形成由切屑形成过程中第变形区内部分滑移线与流线或相邻部分组成的格子。

滑移线的微分方程为第组滑移线第二组滑移线图滑移线和最大剪应力迹线图与滑移线相切的直角坐标系第第二滑移线的参变量分别用和代替。

选取滑移线为两曲线坐标轴，用坐标轴的曲线坐标，表示平面上点的位置见图。

这样，在曲线坐标网的任线上坐标等于常值在任线上坐标等于常值。

因此，在无限接近点处，坐标曲线和与选取的直角坐标轴相重合，因此可认为，式中，和分别为曲线和的弧长微分。

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