开题 枪钻设计与受力分析

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专业：机械设计制造及其自动化设计题目：枪钻设计与受力分析

指导教师:

系主任

2013年3月20日

毕业设计开题报告

1．结合毕业设计课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：

文献综述

一、概述

随着科学技术的进步，深孔加工技术已经运用到各机器制造部门，特别是在重型机械制造中，能否掌握它，运用自如，将对生产起着决定性作用。

深孔加工技术最初广泛应用于国防军工制造业。随着科学技术的进步，工业的发展深孔加工技术己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不可缺少的一种工艺方法。特别是近几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，对机器及机器零部件的综合性能提出了更高的要求。新型高强度，高硬度的材料如钦合金、不锈钢、难热合金、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，在某些方面非常优良，但是它们的切削加工性能一般比较差，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[1]。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效率和质量。特别是在重型机械制造中，能否掌握它，并运用自如，将对生产起着决定性的作用。

深孔加工在各行业应用都比较广泛，如枪炮管深孔加工，发动机输水孔，活塞销，曲轴通油孔，车辆的减震器筒，液压缸，火箭发射装置的精密高强度导管等等。这是一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。如果能以最小的投入，最快的速度使我国深孔加工技术提高到国际先进水平，对我国制造行业的技术改造和综合国力的提高将有巨大的促进[2]。

二．深孔加工技术的国内外发展现状

1.深孔加工技术的国外发展现状

深孔钻的发展过程可分为四个阶段:第一阶段在19世纪末20世纪初，为解决枪管的加工，发明了将高压液体通过钻杆内通道送到钻头，带走切削和热量，并在钻头外径上加上导向块，以保证钻孔正确方向的方法枪钻。第二次世界大战期间，由于枪管的需求量猛增，使这项技术得到了快速发展。第二阶段，后来国际孔加工协会加以完善，形

成了BTA加工方式，其所用的钻头简称为BTA钻。BTA钻头在枪钻的基础上增强了刚性，改善了排屑条件，并提高了孔的表面质量[3]。第三阶段，1963年瑞典Sandvik公司发明了喷吸钻加工方式，将切屑由切削液推出改为切削液推吸联合作用，改善了排屑过程，降低了系统压力，密封条件得以改善，改善了排屑过程，降低了系统压力，密封条件得以改善，对应该系统所用的钻头成为喷吸钻.第四阶段，在70年代，日本冶金股份公司发明了DF (Double Feeder)装置，将原喷吸钻的双管系统改为单管系统，在钻杆尾部增加一射流装置，来完成液体推吸效应，使钻杆系统刚性增加，切削液压力减小DF系统是传统深孔钻的最好方式，该系统所用的钻头称为DF钻[4]。

2.深孔加工技术的国内发展现状

20世纪70年代以前，我国枪钻和内排屑深孔钻应主要用于兵器制造业，其技术大致相当于苏联50年代初期的水平。φ20mm以下小深孔一律采用我国自制的高速钢枪钻。70年代末才开始建立专门制造硬质合金枪钻，枪铰刀得军工系统工具厂，因尺寸规格有限，规模不大，产品质量与进口刀具有很大差距。80年代后，一批大中型专业工具厂开始生产硬质合金枪钻，以填补市场需求的空缺。但由于技术实力和生产方式的落后，在产品质量和规格品种方面始终无法与进口刀具分庭抗衡[5]。目前，我国仍是深孔刀具的纯进口国。由于机床工业基础落后，国内需求的枪钻机床一直以进口为主。

80年代以来，国内机床工业水平提高较快，相对而言，机床深孔发展相对滞后，在设计水平、品种、精度和专业化程度等方面与欧、美、日本还有相当大的差距。数控深孔钻床到80年代末才出现，而用于加工固定工件的深孔钻床还是空白[6]。

面对深孔装备和深孔零件的广泛应用，制造业对深孔加工技术的需求呈直线上升的趋势。一方面，大批老国有企业由于缺少先进的深孔加工技术，自身拥有的大批深孔机床处于闲置状态；另一方面，又有大批新兴中小企业不具备深孔加工手段，导致其新装各的开发面临重重阻力[7]。

2.深孔加工技术的发展前景

深孔加工技术的落后将会长期制约国家常规兵器工业的现代化。1958年开始国内进行了硬质合金枪钻的设计和实验研究，1960年获得成功。出于各种工原因，研究被迫中断。20年后，几乎在一无所有的条件下，重新起步踏上深孔加工技术创新研究的漫长历程。对于深孔加工技术的研究，国家应当从制造业，特别是装备制造业的发展战略全局出发，把深孔加工技术作为其中必不可少的发展环节给予关注和支持。

作为制造技术中一个不可替代的分支，深孔加工技术具有其独特性。由于它的影响力几乎遍布所有行业，所以决不可视之为“长线”技术。深孔加工技术的研究开发工作需要必要的物质和资金保证。这种费力费时，短期却不会产生效益的研究，一般企业难以承担得起。除了高校和社会科研机构参加和投入外，国家在政策上的支持也必不可缺[8]。

深孔加工技术技术由于进入制造业的历史短暂，远未达到成熟和完善，具有巨大的发展潜力。表现在两个方面：

第一，对深孔加工过程中特定条件下切削液参数及其影响、切屑的形成规律、排屑及抽屑机理、不同加工条件下工艺参数的最佳匹配、加工过程的控制与检测、刀具和辅具的设计理论、深孔加工装备的规范及现代化设计等得一系列基础研究，尚处于起步阶段。

第二，实体钻孔由于其不可代替性，不论过去、现在和将来，将始终是衡量深孔加工技术发展水平的最重要标志。但从其目前水平来看，还远未进入成熟阶段。主要问题是：内、外排屑两类深孔钻在钻孔直径范围上形成难以逾越的鸿沟，已经成为深孔加工技术通用化的巨大障碍；内排屑深孔钻的断屑、排屑问题始终制约着实体深孔钻技术的发展和广泛应用；在克服深孔钻排屑障碍的同时，进一步提高了实体钻的工效和加工质量，以达到减少后续工序并降低综合加工成本问题。

深孔加工技术面临的另一类重大课题是:开发与深孔钻削配套的后续加工刀具和技术。重点是开发可在深孔钻床上通用的高效、低成本精加工刀具和技术。单从技术可行性角度而论，浅孔加工技术中的切削加工技术几乎均不适用于深孔加工。但在多数情况下，深孔加工技术不仅可用于浅孔加工技术，而且在保证孔的尺寸、形位精度和改善钻孔粗糙度等方面比浅孔加工技术更优越[9]。之所以未能变成现实，关键在于深孔加工的成本太高.据粗略估算，如果能通过种种措施使目前深孔加工的综合成本降低60%，则深孔加工技术会开始部分应用于浅孔加工技术；如果将深孔加工技术的综合成本进一步降低，就会衍生出一批新型的节约制造方法、新型装备制造和新兴产业[10]。