深孔钻削中的孔轴线偏斜机理与控制方法

深孔钻削中的孔轴线偏斜问题是目前仍存在的一个技术难题,为控制孔轴线的偏斜,提高孔轴线的直线度精度,降低废品率,研究了深孔钻削中孔轴线偏斜的机理,研究表明合理选择切削方式和刀具几何参数,努力提高钻杆刚度、导向套精度和被加工工件的质量,都能有效地控制钻头在钻孔加工中的走偏,提高深孔零件的几何精度和加工质量.     

深孔加工中浮动环的液力纠偏研究

针对深孔钻削加工过程中钻杆易偏心、切削液对钻杆作用力的研究现状,利用流体力学理论和液体动压润滑原理,分析了深孔加工过程中浮动环对于钻杆纠偏的作用机理。对带有浮动环的BTA深孔加工钻削系统建立数学模型,对油膜厚度的表达式进行推导,并进一步推导了浮动环产生的油膜压力的表达式。利用数值算法对油膜压力进行近似求解,利用Fluent软件对带有浮动环的BTA钻杆系统进行流体仿真分析。研究结果表明:浮动环以一定的转速旋转,形成楔形油膜对钻杆具有纠偏作用。     

轻气炮身管深孔加工工艺研究

针对某轻气炮身管的零件结构和材料特性,分析难加工深孔零件的加工难点,确定合理的加工工艺。通过试验,优选刀具材料和切削参数。从工装设计方面,采用保护架和弹性厚壁套等措施解决难加工深孔零件的加工变形。根据孔轴线偏斜影响因素分析,提出通过附加外力控制孔轴线偏斜量的方法。结果表明:采用该工艺加工身管,内径尺寸精度和表面粗糙度均达到相应技术要求,孔轴线偏斜量为0.9mm/m,解决了难加工深孔零件的加工变形和孔轴线偏斜问题。     

深孔加工孔轴线偏斜的分析与研究

针对深孔加工孔轴线偏斜问题,从加工方式、导向套装配偏差以及导向套与钻头的配合间隙三个方面进行了研究和分析,分别介绍了这些因素对深孔轴线直线度产生影响的机理。建立了钻杆钻头系统模型,使用ANSYS软件分析了导向套装配偏差对钻头预钻倾角的影响。研究表明通过选择合理的加工方式、提高导向套装配精度、加长钻杆夹持长度、减小导向套与钻头的配合间隙等方式,都能很好地控制加工过程中钻头的走偏,减小孔轴线偏斜,降低产品报废率。     

液力对深孔加工刀具及工具的稳定作用

针对深孔刀具长径比大、刚性差、易偏斜、弯曲和振动的问题,提出利用切削液的作用稳定深孔加工刀具和工具。切削液流过钻杆、顺锥、钻头和冷却切削部位后带着铁屑从钻头、顺锥和钻杆的内孔流出。顺锥与已加工深孔孔壁构成环状间隙,切削液流过顺锥时,从大间隙流向小间隙,当顺锥及与其固定连接的深孔刀具系统出现偏心时,切削液推动顺锥,消除或减小刀具系统的偏心距。通过探讨螺旋槽结构对稳定深孔电火花加工电极的作用可知,在电极外圆表面加工多条螺旋浅槽,使液体快速绕电极外表面旋转产生陀螺作用,可以提高电极稳定性和抗干扰能力,防止走偏;液力对深孔加工刀具和工具有稳定效果。     

BTA深孔加工中流体力引起的钻杆涡动的研究

分析了BTA深孔加工中钻杆和工件内孔壁间由于切削液的存在而引起的旋转钻杆涡动问题。首先以非线性形式给出了钻杆旋转时受到的切削液反作用力,然后建立了有流体力作用时钻杆运动的数学模型,分析了切削液引起的钻杆涡动和失稳的力学机理与条件,证明了失稳的主要原因是自激振动,而激振力引起的次谐振是次要原因。通过分析失稳与钻杆运动参数的关系,得出了对生产实践有指导意义的切削用量选择准则,理论分析结果与实际生产中使用的数据一致。     

BTA深孔钻结构优化

深孔加工技术中钻孔时出现偏斜是普遍存在的问题,加工又一难点是排屑困难。提出了用切削液消除或减小钻孔偏差的数学模型,其原理是液压锁紧,基于以上原理设计了带正锥度的BTA深孔钻,并通过实验验证其加工出的工件孔轴线的偏斜度得以减小;另外通过在BTA喉部后端设计二级入流口以形成一定负压,完成负压抽屑作用,利用CFD软件对优化后的BTA深孔钻进行流体仿真,观察到BTA深孔钻喉部的排屑效果显著提高。     

BTA深孔钻削智能纠偏技术研究

基于目前深孔钻削过程轴线偏斜技术难题,针对BTA(Boring and Trepanning Association)深孔钻削过程出现走偏现象[1-2],采用钻柄位置镶嵌微型单向阀方法,通过切削液流道的油压变化智能开闭单向阀。只适用于工件旋转、刀具进给的加工方式。在刀具加工过程中,刀具出现走偏时,指定位置的微型单向阀自动打开,运用油液的冲击力,使刀具自动纠偏。当刀具纠正后,微型单向阀会自动关闭,不用停机检测,可达到在线纠偏的效果,大大提高加工效率。运用FLUENT流体动力学软件对切削液油压系统进行数值模拟,为BTA深孔钻削智能纠偏提供理论依据。     

深孔钻削时孔轴线偏斜产生的原因和解决措施

孔轴线偏斜问题是我车间主轴深孔钻削存在的一个技术问题,本文首先对深孔钻削进行了切削状态分析,并对钻削时产生孔轴线偏斜的原因进行了简单分析,找出了其影响因素,并提出了控制孔轴线偏斜应采取的措施。     

切削液对深孔直线度的影响分析与应用

利用切削液流体Reynolds公式和其引起的钻杆弯曲变形、倾角方程,建立了深孔加工直线度误差方程,揭示了流体入口压力、钻杆转动、涡动、挤压与深孔直线度之间的关系。指出在切削稳定状态下,减小流体入口压力,增加钻杆转速、减小钻杆涡动速度或者减小钻杆挤压速度均可改善深孔直线度。设计了新型多级喷射装置,通过增设分流腔和喷射级数来降低入口压力,可有效减小深孔直线度误差。设计了挤压油膜阻尼器(squeeze film dampers,简称SFD),利用油膜阻尼力减小深孔钻杆的涡动与挤压运动,来提高深孔加工直线度。试验了多级喷射装置和SFD共同作用下的深孔直线度误差,验证了钻杆在较低流体入口压力、较小涡动和挤压作用下加工的深孔有更好的直线度,为控制深孔加工直线度误差给出新的思路及设计方案。