(整理)43CA6140车床改装成深孔加工机床的油路部分设计.
目录
1绪论 (1)
1.1课题研究的背景 (1)
1.2深孔加工系统要求 (2)
1.2.1对机床的要求 (2)
1.2.2对加工系统其他附件的安装要求 (2)
1.3国内外深孔加工技术的发展现状 (3)
1.4课题研究现状 (3)
1.5课题研究的目的 (4)
1.6本课题解决的问题 (4)
1.7本课题拟采用的研究手段 (4)
1.8本节小结 (5)
2深孔加工的主要原理 (5)
2.1枪钻 (5)
2.2BTA系统 (6)
2.3喷吸钻系统 (6)
2.4DF系统 (7)
2.4.1................................................................. D F 系统的分类7
2.4.2...................................................................... D F 系统负压抽屑机理8 2.5本节小结 (12)
3深孔加工系统中常用的装置 (13)
3.1授油器 (13)
3.1.1不旋转式授油器 (13)
3.1.2旋转式授油器 (13)
3.1.3微型授油器 (14)
3.2联结器 (15)
3.2.1典型结构 (15)
3.2.2结构设计 (16)
3.3中心架 (21)
3.3.1局部滚动式中心架 (21)
3.3.2整体滚动式中心架 (21)
3.4本节小结 (22)
4普通车床改深孔加工机床的方案 (23)
5改装方案分析 (24)
5.1CA6140车床的主要参数 (24)
5.2改装方案分析 (25)
5.3本节小结 (27)
6油路系统的研究 (28)
6.1油路的研究和改造分析 (28)
6.2本节小结 (28)
7油路设计 (29)
7.1油管的选取 (29)
7.2油箱的选取 (29)
7.3压力表的选取 (32)
7.4过滤网的选取 (32)
7.5油泵的选取 (32)
7.6溢流阀的选择 (34)
7.6.1溢流阀的作用及类别 (34)
7.6.2溢流阀的选择 (39)
7.7授油器和油泵的连接 (40)
8结论 (41)
参考文献 (42)
致谢 (44)
1绪论
1.1课题研究的背景
在机械制造行业中，一般规定孔深L与孔径d0之比大于5 的圆柱孔（内圆柱面），即L/ d0>5的孔称为深孔；L/ d0≤5 的孔称为浅孔。孔加工氛围浅孔加工和深孔加工两类。孔的深度与直径之比，决定了孔加工工艺系统的刚度及刀具结构上的特点。L/ d0 增大，工艺系统刚度降低，切屑排除及冷却润滑的难度加大。
最早用于加工金属的深孔钻头是扁钻。它发明与18实际初期，1860年美国人对扁钻做了改进，发明了麻花钻，在钻孔领域迈出了重要的一步。
在20 实际初期，德国、英国、美国等国家的军事工业部门先后发明了单刀钻孔工具，因为被用于加工制造枪孔而得名枪钻。
在1943 年，的国海勒公司研制出碧斯涅耳（Beisner）加工系统（即我国常成为内排屑深孔钻削系统）。战后，英国的维克曼公司、瑞典的卡尔斯德特公司、德国的海勒公司、美国的孔加工协会、法国的现代设备商会等联合组成了深孔加工国际孔加工协会（Boring and Trepanning
Association）,简称BTA协会。经过他们的努力，这种特殊的加工方法又有了新的发展，并被定名为BTA法，在世界各国普遍应用。后来瑞典的山特维克公司首先设计出可转位深孔钻及分屑多刃错齿深孔钻，使BTA法又有了新的飞跃。
20世纪70年代中期，由日本冶金股份有限公司研制出DF（Double Feeder）法为单管双进油装置，它是把BTA法与喷吸钻法两者的优点结合起来的一种加工方法，目前广泛应用与中、小直径内排屑深孔钻钻削。
20世纪80年代初至21 世纪，中北大学机械制造工艺研究所王峻教授等人完成了SIED深孔加工继承技术及装备的研制开发，并在生产实践中获得成功应用。SIED技术是在归纳先有的枪钻、BTA钻、双管喷吸钻、DF 系统等各种深孔加工技术优点，并最大限度的避免其缺点的基础上形成的一种具有创新性和实用性深孔加工技术体系[1]。
1.2深孔加工系统要求
在内排屑深孔加工中，加工系统各部分对空的加工质量有很大的影响，
各个部分分自身精度以及安装精度的高低直接反映到孔加工质量的好坏，因此，对加工系统的各部分应有一定的要求，以保证能得到比较高的加工精度和生产率[2]。
1.2.1对机床的要求
（1）应有足够的刚度：内排屑深孔钻采用高转速、大进给量进行加工，扭矩及轴向力都很大，机床的刚性对加工孔的精度和钻头的耐用度都有较大的影响。
（2）应具有足够的功率。
（3）进给机构必须稳定可靠：进给平稳，不能有爬行现象。机床的进给量最好是无级调速，以适宜多种材料的深孔加工，一般进给量在0.05-
0.35mm/r 范围内，最好使用带有过载保护的进给机构。
（4）机床的主轴轴向窜动要小：应把机床主轴轴向窜动调整到允许的范围内，否则易引起振动而打刀。
（5）应具有一定的控制系统：如主轴负荷表、进给量表、超载安全装置等，以保证深孔加工的可靠性。
（6）机床主轴的径向跳动量不超过0.02mm[3]。
1.2.2对加工系统其他附件的安装要求
（1）要求机床主轴和导向套之间的跳动量不得超过0.02mm，以保证两者
的同轴度要求。为减小机床主轴和导向套之间的同轴误差，最好在所用的机床上直接加工出导向套的底孔。
（2）要求导向套和工件之间的跳动量不超过1mm，以保证钻头初钻时良好地贯穿和足够的冷却液流量。
（3）钻杆的联结器与机床主轴应有一定的同轴度要求。尤其当采用钻头旋转的加工方式时，钻杆联结器应严格对中，以保证与机床主轴有公共的旋转轴线。
1.3国内外深孔加工技术的发展现状
据情报检索, 目前世界上利用外排屑（如枪钻）深孔钻削技术, 可
钻削的孔径小到Ф2mm。而内排屑深孔钻削的孔径很少有小于Ф16 mm 的, 且多数仍采用传统的BTA 钻削系统。由于枪钻结构为不对称形状, 质心偏离中轴, 这给制造、重磨都带来一定的困难, 也使造价增高。
另外, 其结构刚度和扭转强度低（同直径的圆形钻杆扭转刚度是枪钻的2.3 倍）, 使其使用的钻削速度降低, 进给量小。采用单管内排屑喷吸钻（SED）钻削系统, 钻削小深孔直径可小到Ф3.7mm。某工艺所采用SED 技术, 进行了孔径（mm）Ф16、Ф12、Ф10、Ф8、Ф7.62、Ф5.7 、Ф3.7 的小深孔钻削加工, 钻削过程平稳, 排屑流畅, 孔的尺寸形状精度和孔壁表面粗糙度均能满意, 在上述孔径范围内, 完全可以替代枪钻对小深孔进行钻削加工。由于其刚度好, 可加大进给量和钻削速度, 使生产效率、钻孔质量和经济效益均有所提高, 显示了一定的技术优势。
1.4课题研究现状深孔加工机床相对于车床的主要区别是有机床辅具和相配套的油路两大部分。
（1）辅具是深孔加工系统中的关键要素，它们的作用是为深孔加工供油、排屑、定位夹紧、刀具导向和液压密封提供可靠的技术保证。
①. 授油器：用于将高压切削液导入钻头的进油通道。旋转授油器主要用于工件旋转或工件与刀具同时旋转的切削方式，是最常用的一种授油器。旋
转授油器在头部增加了一个旋转部分，使导向套与工件同时转动，可以提高刀具入钻时的导向精度。
②. 排屑器：首先介绍一种不旋转式典型结构。这种联结器结构简单，无需轴承支承，直接与机床进给系统连接。切削液通过进油嘴进入，经由前锥套和后锥套组成的锥形喷嘴射入钻杆内腔，向后嘴射，形成负压效应。射流间隙依靠调节后锥套来调整，并用螺帽锁紧。
（2）冷却排屑系统主要由油箱、排屑箱、油泵、电机、过滤装置和液压元件等组成。
（3）车床相对于深孔加工机床床身上有刀架部件、尾架、溜板箱，车床改装深孔加工机床只需要将刀架部件、尾架、溜板箱撤掉，换成上述的辅具及与之相配套的冷却排屑系统，即可进行深孔加工，若要进行车削加工，则换上车床相应辅具即可。
1.5课题研究的目的由于深孔钻床的特殊性，其价格比较昂贵。对于非专业化深孔加工的厂家，成本过高。一般普通车床不具备深孔钻削功能，只有专业的深孔钻床才具有深孔加工功能，而专用的深孔钻床不具有万能性，不能进行车削、镗削等加工。因而采用普通车床改为深孔加工机床，由于成本低、制造周期短以及一床多用（车削、深孔钻削、深孔镗削和深孔珩磨）等优点。
本文具体讲述普通CA6140车床改装成深孔加工机床的油路部分设计。1.6本课题解决的问题车床改装为深孔加工机床主要有机床和油路两大部分。机床部分主要有中心架、授油器和抽屑器三大部件组成；油路部分主要含油路、回油路以及排屑箱、油箱等。
1.7本课题拟采用的研究手段
原机床主要运动和进给机构不变，不用原车床油路系统，另进行油箱和排屑箱，并在授油器和联结器上连接冷却润滑油路。这样改装后的钻床拆除深孔钻削装置后仍可作为车床使用。
深孔加工油路系统主要油油箱、油泵、电机和液压元件组成，深孔机床的改装往往采用地面式邮箱。油箱高度和宽度要受到机床中心高和机床后面空间的限制。油箱长度可按最大加工长度来确定。
油箱的箱体应设有隔板，保证污物能够沉淀。此外，还应有滤油装置。滤
油装置主要有所要求的过滤精度来确定。过滤精度取决于件材料、切屑形态及工件表面粗糙度等因素。一般，过滤精度比所要求的表面粗糙度低10 倍，即50μm 的过滤精度可满足表面粗糙度Ra=5μm的要求。设计的油箱采用4 级过滤，在排屑箱中用80目铜网进行粗过滤；在油箱中分别用100目和120目铜网进行第二、第三级过滤；最后在油泵进行油管上装纸型过滤器进行第四级过滤，该过滤系统的精度可达10-0.5 μm。有条件的话，装入磁性滤油器效果将更好。
1.8本节小结
本结分析了深孔加工的历史，发展过程和现状，并对本课题做了比较细致的说明和阐述，从多个角度对普通车床改装成深孔加工车床进行了研究，采用另外加油路油箱的方法，在不破坏原车床油路的基础上进行改装，从而使原车床的基本功能不丢失，通过简单的改装即可完成深孔的切削和加工，即节省了开支，又完成了任务。
2深孔加工的主要原理深孔加工系统是以深扎加工中所用的冷却、排屑装置来分类的。目前，国内、外常用的深孔加工系统钉枪钻系统、BTA系统、喷吸钻系统和DF 系统。这些系统除用于与之对应的钻头进行钻削外，亦可以用于其它深孔刀具切削加工，加深孔镗削、铰削和珩磨等。
2.1枪钻
枪钻系统属于外排屑方式，其结构如图2．1 所尔，主要由中心架、扶正器、钻杆联结器和冷却润滑油路系统组成。其中中心架辅助机床卡盘用于装夹工件；扶正器主要用于钻头入钻时导向。并提供向外排屑的通道；尾架用于夹持钻头柄部。支承钻削扭矩和轴向力。枪钻系统的工作原理是：切削液通过尾架上输油入口进入钻杆内部。到达钻头头部进行冷却润滑，并将切除的切屑从钻头外部的v 型槽中排出。由于切屑由钻头和钻杆外部排出。容易擦伤已加工孔表面，其加工质量要低于内排屑方式的系统。该系统主要用于小直径（一般直径小于20 mm深）孔加工[1]。
图2.1 枪钻
2.2BTA 系统
BTA系统属于内排屑方式。其结构如图2．2所示。主要由中心架、授油器、钻杆联结器和冷却润滑油路系统组成。BTA系统中的授油器与枪钻系统中的扶正器功能不同，授油器除了具备导向扶正功用外，还提供了向切削区输油的通道。BTA系统的上作原理是：切削液通过授油器从钻杆外壁与已加工表面之间的环形空间进入，到达刀具头部进行冷却润滑，并将切屑经钻杆内部推出。该系统使用范围广泛。适用于深孔钻削、镗削、铰削和套料。设受到钻杆内孔排屑空间的限制，主要用于直径大于12mm的深孔工。
图2.2 BTA 系统
2.3喷吸钻系统喷吸钻系统主要用于内排屑深孔钻削加工。喷吸钻系统利用了流体力学的喷射效应的原理，当高压流体经过一个狭小的通道喷嘴高速喷射时。在这般喷射流的周围形成低压区，可将喷嘴附近的流体吸走。喷吸钻系统结构如图2．3 所示，其工作原理是：切削液在—定压力作用下，由联结器上输油口进人，其中2 ／3 的切削液向前进人内、外钻杆之间的环形空间，通过钻头柄部上的小孔流向切削区。对切削部分、导向部分进行冷却与润滑。并将切屑推人内钻杆内腔向后排出；另外1／3 的切削液，由内钻杆上月牙状喷嘴高速喷入内钻杆后部，在内钻杆内腔形成一个低压区，对切削区排出的切削液和切屑产生向
后的抽吸，在推、吸双重作用卜。促使切屑迅速向外排出。因此，在喷吸钻钻孔时，切削液压力低而稳定。不易外泄，排屑顺畅，降低了钻削系统的密封要求。保证了钻削加工可以在较大的切削用量下进行。
唤吸钻系统由中心架、扶正器、内钻杆、外钻杆及冷却润滑系统等组成。由于有内管，喷吸钻加工最小直径范围受到限制。一般不能小于18mm[1]。
图2.3 喷吸钻
2.4D F 系统
DF为英文Double Feeder 的缩写。原意为双进油装置，是20世纪70 年代中期日本冶金有限股份公司研制出来的。它并非独创，而是将BTA方法拉出切屑与喷吸钻吸出切屑的力法相结合，仅用一个钻杆完成推、吸双重作用。它同时具备了BTA系统和喷吸钻系统的优点，并克服不足，使钻削直径范围增大（最小直径可达6mm，）密封压力减小，加工精度和效率提高。DF系统需要把切削液分成两条路线分别供给授油器和联结器，如图2.4 所尔。其工作原理是：约2／3 的切削液向BTA系统一样由授油器进入。并从钻杆外壁与已加工孔表面之间的环形空间到达钻头头部，并将切屑从钻杆内部推出；另外1/3 的切削液直接从钻杆联结器的负压装置进入钻杆内腔，产生一定的负压。将切削区的切削液和切屑向后抽吸，促使团屑顺利排出[1]。
图2.4 DF 系统
3深孔加工系统中常用的装置
3.1授油器
授油器的功用是正确引导钻头并向切削区供给高速冷却液。授油器一般分为不旋转式授油器和旋转式授油器两种，如图3.1 和3.2 所示，分别用于工件不旋转和旋转两种方式。
3.1.1不旋转式授油器
如图3.1 所示不旋转式授油器是由支架l 、前密封圈2、导向套3、伸缩轴4、手轮5、支承螺母6 和后密封圈7等组成。支架1 可沿机床导轨移动并固紧。钻孔时，旋转手轮5 使伸缩轴4 靠向工件表面，将前密封圈贴紧于工件表面上. 压力油通过伸缩轴进入，经由钻头体与导向套3 形成的环形缝隙进入切削区。冷却润滑钻头。后密封圈7 是为了防止压力油从钻杆漏出而设置的。钻头进入工件时，由导向套3引导稳定钻削。当导向套3磨损后需及时更换。这种授油器主要用于刀具旋转的深几加工方式[5]。
3.1.2 旋转式授油器
如图 3.2 所示，主要用于工件旋转或工件与刀具同时旋转的钻削方式，
是最 常用的一种授油器。该授油器在头部增加了一个旋转部分 , 使导向套与工件同时 转动，可以提高刀具入钻时的导向精度。
3.1.3 微型授油器
图 3.1 不旋转式授油器
图 3.2 旋转式授油
对于小直径深孔．由于空间受到限制，常用如图3.3 所示的微型授袖器。它由支架1、导向套2、移动轴3、锁紧螺母4、密封团5 和支承螺母6 组成，去掉了手轮，用扳手松紧、调整移动轴3，达到导向、密封和给切削区供油的目的。工作时，松开后锁紧螺母，旋转前锁紧螺母，使移动轴3 前移，让密封团与工件端面贴紧；加工结束后，松开前锁紧螺母，移动轴后移而脱开工件表面。这种授油器结构简单。占用空间不大。
图3.3 微型授油器
3.2 联结器
联结器的功用是支承钻杆和排屑管，传递钻削力矩和轴向力。对于喷吸钻系统和DF系统，联结器中还设计有负压抽屑装置，用于射流流量的调节。本文主要介绍带负压抽肩装置的联结器[9]。
3.2.1典型结构
带负压抽屑装置的联结器可以做成旋转和不旋转两种形式，分别用于刀具旋转和工件旋转加工方式。旋转式典型结构如图3.4 所示。转轴1 通过法兰盘与机床主轴连接，并通过钻扦接头5 与钻杆8 连接，带动钻头旋转。壳体2，轴承3、7，密封圈4、6 组成—个旋转支承和密封系统。压力油经由壳体2 的进油口从锥形喷嘴高速射人，产生负压效应。其射流间隙的大小可内调整垫片9 调节、以达到最理想的负压效应。
如图 3.4 所示为不旋转式典型结构。这种联结器结构简单，无需轴承支
承， 直接与机床进给系统连接。 切削液通过进油喷嘴 4 进入，经由前锥套 2 和后锥套 5 组成的锥形喷嘴射入钻杆内腔，向后喷射 v 形成负压效应。射流间隙依靠调节 后锥套 5 来调整，并用螺帽 6 锁紧。
图 3.4 旋转式负压抽屑装置 3.2.2 结构设计
(1) 均压腔设计：切削液在进入喷嘴前。先进入一个环绕喷嘴的空间，该空 间就称为均压腔。如图 3.4 和图 3.5 所示, 均压腔的作用是使射流通道切削液在 射流前均压，保证环锥形射流束均匀，以提高负压效应。因此，在设计负压装置 均压腔时。首先应保证均压效果。在此基础上。尽量减小均压腔空间，以便减小 扩压能量损失，减小负压装置体积。
1-- 转轴； 2-- 壳体； 8-- 钻杆； 9-- 调整垫片
3，7-- 轴承； 4，6-- 密封圈； 5-- 钻杆接
头；
1—钻杆；2—前锥套；3—壳体；4—进油喷嘴；5—后锥套；6—螺帽；
图3.5 不旋转式负压抽屑装置
(2) 射流喷嘴设计：负压抽屑装置中与钻杆相通的进油口，称为喷嘴。常用的形式有两种，一种是月牙槽形。如图3.6 所示；另一种是圆锥形喷嘴。
月牙槽形喷嘴一般由两排组成，间隔约为5mm．每排3～5 个月牙槽，沿圆周均布。月牙槽有一个倾角，用以控制液流的方向。通常喷射角9取20°～30°，间隙ｂ取0.3 ～0.5mm。两排月牙槽在整个圆周内应搭成封闭环，避免产生喷射流的死区。必要时可修整喷嘴形状，以尽量减小喷射流死区，修整的形式如图3.7 所示。最后一排月牙槽，应在进油口的中心线位置上或超前一些，月牙槽应避免开在进油口的涡流区内。还需注意密封，若有泄漏会提高管内压力而破坏喷吸效应。
月牙槽形喷嘴加工尺寸的计算如图3.8 所示。图中喷嘴的面积可以近似看成椭圆上的一段圆弧乘以喷嘴宽。
图 3.7
月牙槽喷嘴修整形式
图 3.6 月牙槽形喷嘴
图3.8 斜切口月牙槽喷嘴结构圆锥形喷嘴是由钻杆后端加一锥形喷嘴构成。喷嘴间隙可以调节，从而可以得到较好的喷吸效果，适应范围广。喷射角与喷射间隙的合理选取。是保证喷吸效果的关键。喷射角通常取15°～30°；喷射间隙通常取0.1 ～0.5mm。
除月牙槽形喷嘴和锥形喷嘴外。还可以采用以下两种形式：第一种是小孔喷嘴，如图3.9 所示。它用在圆周上均匀排列的与轴线成30°。
并在圆周方向倾斜15°的小孔组成。第二种是带有螺旋角的螺旋锥形喷嘴。如图3.10 所示：螺放锥形喷嘴由于射流方向在周向有—倾斜角，在射流过程中可避免射流束本身的直接碰撞。减小射流碰撞能最损失。同时，因射流动员的切向分量的增大以及径向分量的减小，盲区涡流能量损失也将大大地减小，故负压效应相应提高。
4普通车床改深孔加工机床的方案由于深孔钻床的特殊性，其价格比较昂贵。对于非专业化深孔加工的厂, 成本过高。而采用普通车床改装为深孔加工机床，由于共成本低、制造周期短以及一床多用（车削、深孔钻削、深孔镗削和深孔珩磨）等优点, 已为许多生产厂家所接受。
车床改装为深孔加工机床主要有机床和油路两大部分。机床部分主要有中心架、授油器和联结器三大部件；油路部分主要包含进油路、回油路以及排屑箱、油箱等，改装总图如图4.1 所示：
1—排屑箱；2—油箱；3—后排屑管；5—钻杆；4—联结器；6—授油器；7—中心架；8-- 工件；9—车床；10—前排屑管；11—前排屑箱
图4 .1 改装结构总图
改造对车床的要求不高，可以用旧机床进行。改装时，不改变原车床的性能。只需将车床上刀架拆除。换上联结器。授油器和中心架分别装在车床内导轨上。原机床主运动相进给运功机构不变。不用原车床油路系统，另行配置油箱和排屑箱。并在授油器和联结器上接冷印润滑油路改装后的钻床拆除深孔钻削装置后，仍可作为车床使用[12]。
5改装方案分析
5.1CA6140 车床的主要参数
CA6140型卧床的工艺范围很广，它适用于加工各种轴类、套筒类和盘类零件上的回转表面，如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成形回转面；车削端面及各种常用螺纹；还可以进行钻孔、扩孔、铰孔、滚花、攻螺纹和套螺纹等工作图
5.1
CA6140型卧式车床的万能性较大，但结构复杂而且自动化程度低，在加工形状比较复杂的工件时，铁刀较麻烦，加工过程中辅助时间较长，生产率低，适用于单件、小批生产及修理车间。
卧式车床的主要参数是床身上最大工件回转直径，如图5.2 ，第二主参数是最大工件长度。为了满足加工不同长度工件的需要，主参数值相同的卧式车床，往往有几种不同的第二主参数。例如CA6140型卧式车床的主参数为400mm，第二主参数有750、1000、1500、2000mm四种。
为完成各种加工工序，车术必须具备下列成形运动：工件的旋转运动- 主运动；刀具的直线移动一进给运动。为实现这些运动，机床的传动系统需要具备以下传动链：实现主运动的主传动链；实现纵向进给运动的纵向进给传动链；实现横向进给运动的横向进给传动链。此外，为了节省辅助时间和减轻工人的劳动强度，有些卧式车床，特别是尺寸较大的卧式车床，还有一条快速空行程传动链，在加工过程中传动刀架快速退离或趋近工件。
6油路系统的研究
6.1油路的研究和改造分析
深孔加工需要强制冷却、润滑和排屑，因此，必须设计一个独立的切削液油路。
目前常用的内排屑深孔钻有BT A钻、喷吸钻和DF喷吸钻，这3 种深孔钻所对应的油路系统有所不同。DF 系统将BTA 系统推出切屑与喷吸钻系统吸出切屑的方法相结合，仅用一个钻杆实现推、吸双重作用。DF 钻的钻削直径范围比喷吸钻大，密封压力比BT A系统低，其油路系统在目前应用最为广泛。
DF系统的油路原理图如图6.1 所示。从油泵输出的切削液分为2 路，一路直接由授油器进入，通过钻杆外壁与已加工孔表面之问的问隙到达切削区，并将切屑从钻杆内部推出; 另一路从钻杆尾部通过一射流喷嘴进入钻杆内腔，向后喷出，产生一定的负压，将切削区的切削液和切屑向后抽吸，促使切屑顺利排出[17]
[18]。2 路切削液的流量分配为
图6.1 DF 系统油路示意图
Q 首= 2/3Q Q尾= 1/3Q
式子中Q 首为通过授油器的油量；
Q尾为通过尾架的油量；
Q 为油泵输出油量。
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7油路设计
7.1油管的选取
油管的规格尺寸由下面公式算出：
d=2 q/v
d 为油管内径；q 为管内流量；v 为管中油液的速度；
δ=pdn/2σb
43CA6140车床改装成深孔加工机床的油路部分设计
目录 1 绪论 (1) 1.1课题研究的背景 (1) 1.2深孔加工系统要求 (2) 1.2.1 对机床的要求 (2) 1.2.2 对加工系统其他附件的安装要求 (2) 1.3国内外深孔加工技术的发展现状 (3) 1.4课题研究现状 (3) 1.5课题研究的目的 (4) 1.6本课题解决的问题 (4) 1.7本课题拟采用的研究手段 (4) 1.8本节小结 (5) 2 深孔加工的主要原理 (5) 2.1枪钻 (5) 2.2BTA系统 (6) 2.3喷吸钻系统 (6) 2.4DF系统 (7) 2.4.1 DF系统的分类 (7) 2.4.2 DF系统负压抽屑机理 (8) 2.5本节小结 (12) 3 深孔加工系统中常用的装置 (13) 3.1授油器 (13)
3.1.1 不旋转式授油器 (13) 3.1.2 旋转式授油器 (13) 3.1.3微型授油器 (14) 3.2联结器 (15) 3.2.1典型结构 (15) 3.2.2 结构设计 (16) 3.3中心架 (21) 3.3.1 局部滚动式中心架 (21) 3.3.2 整体滚动式中心架 (21) 3.4本节小结 (22) 4 普通车床改深孔加工机床的方案 (23) 5 改装方案分析 (24) 5.1CA6140车床的主要参数 (24) 5.2改装方案分析 (25) 5.3本节小结 (27) 6 油路系统的研究 (28) 6.1油路的研究和改造分析 (28) 6.2本节小结 (28) 7 油路设计 (29) 7.1油管的选取 (29) 7.2油箱的选取 (29) 7.3压力表的选取 (32)
7.4过滤网的选取 (32) 7.5油泵的选取 (32) 7.6溢流阀的选择 (34) 7.6.1溢流阀的作用及类别 (34) 7.6.2 溢流阀的选择 (39) 7.7授油器和油泵的连接 (40) 8 结论 (41) 参考文献 (42) 致谢 (44) 1 绪论 1.1课题研究的背景 在机械制造行业中，一般规定孔深L与孔径d0之比大于5的圆柱孔（内圆 柱面），即L/ d0>5的孔称为深孔；L/ d0≤5的孔称为浅孔。孔加工氛围浅孔加工 和深孔加工两类。孔的深度与直径之比，决定了孔加工工艺系统的刚度及刀具结 构上的特点。L/ d0增大，工艺系统刚度降低，切屑排除及冷却润滑的难度加大。 最早用于加工金属的深孔钻头是扁钻。它发明与18实际初期，1860年美国 人对扁钻做了改进，发明了麻花钻，在钻孔领域迈出了重要的一步。 在20实际初期，德国、英国、美国等国家的军事工业部门先后发明了单刀 钻孔工具，因为被用于加工制造枪孔而得名枪钻。 在1943年，的国海勒公司研制出碧斯涅耳（Beisner）加工系统（即我国常 成为内排屑深孔钻削系统）。战后，英国的维克曼公司、瑞典的卡尔斯德特公司、德国的海勒公司、美国的孔加工协会、法国的现代设备商会等联合组成了深孔加 工国际孔加工协会（Boring and Trepanning Association）,简称BTA协会。经过他 们的努力，这种特殊的加工方法又有了新的发展，并被定名为BTA法，在世界各 国普遍应用。后来瑞典的山特维克公司首先设计出可转位深孔钻及分屑多刃错齿
浅谈车床加工深孔方法
论文题目: 浅谈车床加工超深孔的一种新方法 姓名: 荆忠明 所在省市:山东省青岛市
摘要：内、外圆柱形表面是构成各种机器零件形状的基本表面之一，也是在车削加工中最常见、最普通的一种加工形式。本文通过在车床上加工超深孔，保证其同轴度、直线度，粗略探讨一种新的加工方法。 关键词：钻削；超深孔；加长钻头；工装。 在机械加工中，有许多零件需要孔轴配合，当加工零件内孔时，其长度与直径之比为L/D≥5(L-长度 ,D-直径),称为深孔加工。深孔又分作一般深孔（L/D＞5～20）、中等深孔（L/D＞20～30）、超深孔（L/D＞30～100）三类。L/D的比值越大，说明加工越困难。 车床上加工深孔，是车工在技术上难度较大的一种工艺方法，原因是刀杆受内孔限制，刀杆一般细儿长，刚性差，强度低，在车削时会产生振动和“让刀”现象，使零件易产生波纹，锥度等，严重影响零件的加工质量。在钻孔与扩孔时，输入冷却润滑液困难，切削不易排出，因而易划伤已加工的孔壁，从而加剧刀具磨损，降低刀具的耐用度，加工质量不易控制，同时也往往影响生产效率。主要关键在于正确的选择和使用切削工具和辅助装置，以保证深孔加工精度和提高劳动生产率。 我们常用的深孔加工方法和排屑方式有三种： 一、枪孔钻和外排屑 二、喷吸钻和内排屑 三、高压内排屑钻 经分析采用以上三种传统加工方法时工具制作复杂，对设备的要求高，在批量生产中效率很高，但在单件和小批量生产中的工作效率不高。
从以上的情况可知，加工深孔是一种难度较大的加工工艺，需使用特殊刀具和特殊附件。所以我采取了一种新方法来针对小批量生产中的超深孔加工，以提高生产效率及保证其形位精度要求。 例如：为试制一台起升卷扬机的排绳器，现要加工一件超深孔工件如图1所示，材料为尼龙（聚酰胺）1010。生产的主要难点在 16深度1570mm 孔的加工。 深孔加工的难点在于刀具细长，刚性差，强度低，容易引起刀具偏斜。在钻削过程中切削液难以进入切削区域，散热困难，排屑不易，而且会经常堵塞。深孔的端部常产生直径变大、出现锥形等现象。影响加工质量。 尼龙虽有较高的抗拉强度和良好的冲击韧性，摩擦系数小，耐磨等优点。但却具有热变形温度低，导热率低，热膨胀大，收缩率大等缺点。 工件材料长而不直，最大弯曲超过15mm，不能采用机械校正的办法，
深孔加工方法
车床加工深孔方法 1简介 工件如图1所示，材料为尼龙1010。生产的主要难点在f16深度2550 孔的加工。 33D iiBh 418 点击此处查看全部新闻图片 图1工件 2工艺分析 深孔加工的难点在于刀具细I .，刚度差，强度低，易引起刀具偏斜。钻削中冷却润滑液难以进入，散热困难，排屑不易，而且会经常堵塞。深孔的口部常产生直径变大、出现锥形等现象。影响加工质量。 尼龙虽有较高的抗拉强度和良好的冲击韧性，摩擦系数小，耐磨等优点 但却具有热变形温度低，导热率低，热膨胀大，收缩率大，易吸湿等缺点 工件材料长而不直，最大弯曲超过20mm不能采用机械校正的办法，二:':给深孔钻削带来很大的困难。
在无深孔加工专用设备，普通设备加工长度又不够的条件下，分析了工件的特点，针对深孔钻削的技术难点，确定了在普通车床上采用两端接刀的方法进行钻削。 3工装设计 工装结构示意图如图2所示。 点击此处查看全部新闻图片 图2 工装结构示意图 准备一根f60 x 5X 2500mm勺钢管，进行校直。在钢管纵向铣3mn宽通槽, 成为开口钢管套，用来对弯曲的尼龙棒料校直。 支承套的内孔与开口钢管套外圆尺寸一致，大端外圆大于机床主轴外圆，小端外圆与车床主轴内孔配作，小端外圆前面部分可以作成锥形，以方便安装。然后沿支承套轴向加工3mn 宽通槽。
导向定位套的f60 沉孔与开口钢管套外圆尺寸一致，用来在卡盘前端支承工件，并在其前面中心位置加工有f16 孔，给加长钻头起导向作用。 f16 加长钻头共设计了三种，其长度尺寸分别为500mm、900mm、1400mm 根据钻孔深度进行选用。并在加长钻头的加长部分开有排屑槽，方便排屑和冷却液流入。 4加工方法 先将开口钢管套撬开，把工件放入，使开口钢管将工件紧紧包住。然后将工件一端插入主轴孔内，另一端用三爪卡盘卡住。工件头部装上导向定位套，并用中心架支承。工件尾部装入支承套，利用支承套外圆与机床主轴内孔的配合，在车床主轴后端支承工件。 钻削深孔时首先用标准钻头在工件上预钻引导孔。然后从短到长分别用 f16加长钻头进行钻孔，加工到深度约1350mm为止。最后调头用同样的装夹和加工方法钻削另一半深孔。 当切削一段深度后，如果出现排屑不畅，应及时移动尾座排屑。 通过这种加工方法，两端接刀的偏差小于0.5mm偏差主要取决于钢管 的直线度，以及支承套与主轴内孔的配合加工示意图见图3
浅谈普通车床深孔切削加工
浅谈普通车床深孔切削加工 单位中原油田中原总机石油设备有限公司 工种车工
等级高级技师 刘英凯 摘要:机械制造业在整个国民经济生产中占有十分重要的地位，而金属切削加工在机械制造业中，是获得产品零部件基本而又可靠的精密加工手段。在机械.电机.电子等各种现代化产业部门中都起着重要的作用。工具的设计.制造和使用自古以来就很受重视，这里我们所说的工具不仅仅指机械加工的机床。我们更关心的是直接进行切削加工的刀具及工装。在机械零件加工中，孔的加工是一中常见的加工行式。而孔的加工中主要又分为浅孔和深孔。 本文根据机床的特点，针对深孔零件的加工，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具的改进和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，及工艺方法的制定。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势 关建词:深孔加工工艺方案进给路线控制尺寸 引言:机械加工的目的，是将毛坯加工成符合产品图纸工艺要求的零部件。通常，毛坯需要经过若干工序才能转化为符合产品图纸要求的零件。一个相同结构相同要求的机器零件，可以采用几种不同的工艺
方法完成，但其中总有一种工艺方法在某一特定条件下是即经济、又合理的。 在现有的生产条件下，如何采用经济有效的加工方法，合理地安排加工工艺路线以获得符合产品图纸工艺要求的零件，最重要的就是要编制出合理的，符合零件加工工艺要求的工艺规程。 本文以与切削用量的选择，工件的定位装夹，加工顺序和典型零件为例，结合车床加工的特点，分别进行工艺方案分析，机床的选择，刀具加工路线的确定，最终形成可以指导生产的工艺文件。在整个工艺过程的设计中，通过分析，确定最佳的工艺方案，使得零件的加工成本最低，通过合理的选用定位夹紧方式，使得零件加工方便、定位精准、刚性好，合理选用刀具和切削参数，在保证零件精度的情况下，加工效率最高、刀具消耗最低。最终形成完整的工艺文件，并能用以指导实际生产。 在机械零件加工中，作为一名车工经常需要车削加工各种直径大小不同,深度不同的盲孔和通孔。而在孔加工中主要又分为浅孔和深孔加工两大类，一般将孔深(L)与孔径大小(d)之比作为判定依据。当L/d大于5时，称之为深孔，反之为浅孔。浅孔在普通车床上容易车削，而深孔在普通车床上车削加工则是一个难题，前辈们都说“刨工怕刨精簿板,车工怕车细长孔”,由于深孔刀杆细长,至使刀杆刚性差,车削加工中因切削力,切削热,切削速度的影响易产生颤动,让刀,同时因冷却,排屑不畅造成刀具损坏,至使劳动强度提高,生产效率底.为了
浅谈机械加工中的深孔加工
浅谈机械加工中的深孔加工 刘彬 083731260 机交学院机制082班 摘要：在加工深孔时，由于刀具细长，刚性差，冷却困难，切屑不易排出；又因为刀具在工件的内部进行切削，刀具的磨损和刀头的损坏都无法观察到。因此，加工深孔至今还仍是一种难度较大的加工工艺。所以，在深孔加工时必须使用一些特殊刀具（深孔钻，深孔镗刀等），以及特殊的附件，并且对切削液的流量、压力都提出了较高的要求。 关键词：深孔；深孔钻；刀具；排屑；切削液 正文： 深孔加工主要的关键技术是深孔钻的几何形状和冷却排屑问题。国内外的工人和技术人员都作了很多的工艺试验和研究，现介绍如下。 一、排屑方式 目前采用的深孔钻排泄方式有三种。 （一）外排屑 外排泄的枪孔钻，见图1。枪孔钻是一个空心管子，高压切削液从刀具前端的小孔中喷出来，把切屑从抢孔钻的三角槽中冲出。 图1 （二）喷吸式内排屑 喷吸式内排屑加工深孔的原理见图2。切削液分两部分：一部分进入刀头切削区，另一部分经倾斜（一般与轴线相交30 °）的“月牙孔”向后喷射，
使排屑杆中造成压力差，切屑液的压力和吸力的作用下，就能很顺利的从排屑杆中排出。 图2 （三）高压内排屑 高压内排屑加工深孔的方法见图3。高压大流量的切屑液从封油头经深孔壁之间进入钻头的切屑区，切屑在高压切屑液的冲刷下从排屑杆中间排出。这种方式，切屑杆内没有压力差，需要切屑液的压力更高，因此成为“高压内排屑”。 图3 二、枪杆钻及加工方法 （一）抢孔钻及加工方法 在加工φ3--φ20mm的深孔时，一般都采用枪孔钻。抢孔钻的结构和几何形状，见图4。抢孔钻用高速钢或硬质合金的刀头和无缝钢管的刀杆焊接而成，刀杆上压有V型槽，中间可通切削 液。主刀刃和副刀刃垂直于轴线的平 面分别别相交30°、20°，刀尖偏于 D/4处。 抢孔钻的切削力分布情况见图 5。外刀刃A、内刀刃B切削时产生的 切削力在基面上的分量各为R A、R B， 合力为R。R又可以分解为P X(轴向 力)、P Y（径向力）。由于抢孔钻的P Y 力较小，并由支撑棱2支撑；P Z力由 支撑棱1支撑；另外，中心还有定心
普通车床改装深孔加工机床结构设计
目录 1 绪论 (3) 1.1 深孔概念 (3) 1.2 深孔加工中存在的问题 (3) 1.3 深孔加工发展历史 (3) 2 深孔加工系统 (5) 2.1 深孔加工系统介绍 (5) 2.1.1 枪钻系统 (5) 2.1.2 枪钻系统的缺陷 (5) 2.1.3 BTA系统 (6) 2.1.4 BTA系统的缺陷 (6) 2.1.5 喷吸钻系统 (7) 2.1.6 喷吸钻系统的缺陷 (7) 2.1.7 DF系统 (8) 2.1.8 DF系统的缺陷 (8) 2.1.9 SIED系统 (8) 2.1.10 SIED系统的优点 (9) 2.2 深孔加工中设备要求 (9) 2.2.1 深孔加工机床要求 (9) 2.2.2 深孔加工附件要求 (10) 2.3 车床改造原因 (10) 3 课题分析 (10) 3.1 机床参数对比 (10) 3.1.1 深孔钻床主要技术参数 (10) 3.1.2 普通车床主要技术参数 (11) 3.2 机床结构对比....................................... 错误！未定义书签。 3.3 机床加工对比....................................... 错误！未定义书签。 3.4 改造可行性分析..................................... 错误！未定义书签。 3.4.1 加工方法分析..................................... 错误！未定义书签。
3.4.2 加工受力分析..................................... 错误！未定义书签。 3.4.3 加工功率分析..................................... 错误！未定义书签。 3.5 改造方案........................................... 错误！未定义书签。 4 设计过程 (12) 4.1 负压抽屑分析 (12) 4.1.1 负压抽屑原理 (12) 4.1.2 影响负压抽屑效应的因素........................... 错误！未定义书签。 4.2 SIED抽屑器参数的选取............................... 错误！未定义书签。 4.3 SIED抽屑器结构设计................................. 错误！未定义书签。 4.3.1 钻柄卡头设计..................................... 错误！未定义书签。 4.3.2 后喷嘴设计 (14) 4.3.3 管联接件设计..................................... 错误！未定义书签。 4.3.4 前喷嘴设计....................................... 错误！未定义书签。 4.3.5 密封垫设计....................................... 错误！未定义书签。 4.3.6 前帽设计......................................... 错误！未定义书签。 4.3.7 后盖设计......................................... 错误！未定义书签。 4.3.8 箱体设计......................................... 错误！未定义书签。 4.3.9 装配效果......................................... 错误！未定义书签。 4.4 SIED输油器结构的选取............................... 错误！未定义书签。 4.4.1 密封套设计....................................... 错误！未定义书签。 4.4.2 后堵设计......................................... 错误！未定义书签。 4.4.3 后盖设计......................................... 错误！未定义书签。 4.4.4 定径套设计....................................... 错误！未定义书签。 4.4.5 前内套设计....................................... 错误！未定义书签。 4.4.6 前盖设计......................................... 错误！未定义书签。 4.4.7 输油器箱体设计................................... 错误！未定义书签。 4.4.8 装配效果......................................... 错误！未定义书签。 4.5 总体改装图......................................... 错误！未定义书签。结论 (15)
深孔加工方法
车床加工深孔方法 1 简介 工件如图1所示，材料为尼龙1010。生产的主要难点在f16深度2550孔的加工。 点击此处查看全部新闻图片 图1 工件 2 工艺分析 深孔加工的难点在于刀具细，刚度差，强度低，易引起刀具偏斜。钻削中冷却润滑液难以进入，散热困难，排屑不易，而且会经常堵塞。深孔的口部常产生直径变大、出现锥形等现象。影响加工质量。 尼龙虽有较高的抗拉强度和良好的冲击韧性，摩擦系数小，耐磨等优点。但却具有热变形温度低，导热率低，热膨胀大，收缩率大，易吸湿等缺点。
工件材料长而不直，最大弯曲超过20mm，不能采用机械校正的办法，给深孔钻削带来很大的困难。 在无深孔加工专用设备，普通设备加工长度又不够的条件下，分析了工件的特点，针对深孔钻削的技术难点，确定了在普通车床上采用两端接刀的方法进行钻削。 3 工装设计 工装结构示意图如图2所示。 点击此处查看全部新闻图片 图2 工装结构示意图 准备一根f60×5×2500mm的钢管，进行校直。在钢管纵向铣3mm宽通槽，成为开口钢管套，用来对弯曲的尼龙棒料校直。 支承套的内孔与开口钢管套外圆尺寸一致，大端外圆大于机床主轴外圆，小端外圆与车床主轴内孔配作，小端外圆前面部分可以作成锥形，以方便安装。然后沿支承套轴向加工3mm宽通槽。
导向定位套的f60沉孔与开口钢管套外圆尺寸一致，用来在卡盘前端支承工件，并在其前面中心位置加工有f16孔，给加长钻头起导向作用。 f16加长钻头共设计了三种，其长度尺寸分别为500mm、900mm、1400mm 根据钻孔深度进行选用。并在加长钻头的加长部分开有排屑槽，方便排屑和冷却液流入。 4 加工方法 先将开口钢管套撬开，把工件放入，使开口钢管将工件紧紧包住。然后将工件一端插入主轴孔内，另一端用三爪卡盘卡住。工件头部装上导向定位套，并用中心架支承。工件尾部装入支承套，利用支承套外圆与机床主轴内孔的配合，在车床主轴后端支承工件。 钻削深孔时首先用标准钻头在工件上预钻引导孔。然后从短到长分别用f16加长钻头进行钻孔，加工到深度约1350mm为止。最后调头用同样的装夹和加工方法钻削另一半深孔。 当切削一段深度后，如果出现排屑不畅，应及时移动尾座排屑。 通过这种加工方法，两端接刀的偏差小于0.5mm。偏差主要取决于钢管的直线度，以及支承套与主轴内孔的配合。加工示意图见图3。
高精度深长孔的精密加工方法
高精度深长孔的精密加工法 一、历史背景 枪钻与内排屑深孔钻两种加工孔的刀具分别出现于20世纪30年代初和40年代初的欧洲兵工厂，这并非历史的偶然。其主要历史背景是： 一次世界大战（1914?1918年）首次使战争扩大到世界规模。帝国主义列强为瓜分殖民地而需要大量现代化的枪炮（特别是枪械和小口径火炮的需求量极大）。而继 续使用传统的扁钻、麻花钻、单刃炮钻，已经完全不能满足大量生产新式武器的要求，迫切需要进行根本性的技术更新。于是高精度深长孔的制造就成为了一个摆在制造者 面前的一个首要问题，并且一直延续到了现今。 第一次世界大战中的火炮 二、传统加工工艺及存在的问题 在现代机械加工中，也经常会遇到一些深孔的加工，例如长径比(L/D)≥10，精度 要求高，内孔粗糙度一般为Ra0.4～0.8的典型深孔零件，过去我们采用的传统工艺路线一般是：钻孔(加长标准麻花钻)→扩孔(双刃镗扩孔刀)→铰孔(标准六刃铰刀)→研磨
此工艺虽可达到精度要求，但也存在诸多缺点，特别是在最初工序采用加长麻花钻钻孔时，切削刃越靠近中心，前脚就越大。若钻头刚性差，则震动更大，表面形状误差难以控制，加工后孔的直线度误差，钻头易产生不均匀的磨损等现象，生产效率和产品合格率低，而且研磨抛光时，工作环境比较脏，由于钻孔工序的缺点，而带来的影响难以在后面的工序中克服，形状误差不能得以修正，因此加工质量差。 传统深孔的加工流程 三、工艺路线与刀具的改进 本着提高生产效率提高产品合格率的原则，结合深孔加工的一些特性，对加工工艺及刀具进行了改进，改进后的工艺路线是：钻孔(BTA钻)→扩孔(BTA扩)→铰孔(单刃铰刀)→研磨 1、钻孔与扩孔刀具及工艺的改进 单管内排屑深孔钻的由来 单管内排屑深孔钻产生于枪钻之后。其历史背景是:枪钻的发明，使小深孔加工中自动冷却润滑排屑和自导向问题获得了满意的解决，但由于存在钻头与钻杆难于快速拆装更换和钻杆刚性不足、进给量受到严格限制等先天缺陷，而不适用于较大直径深孔的加工。如能改为内排屑，则可以保持钻头和枪杆为中空圆柱体，使钻头快速拆装和提高刀具刚性问题同时得到解决。 20世纪内排屑深孔钻的发展，可概括出以下6项里程碑式的成果： ①单出屑口单管内排肩深孔钻基本结构的形成。 ②用硬质合金取代工具钢和高速钢做切削刃及导向条，使加工效率大幅度提髙。
机加工经验总结
多年经验总结，车削加工中的小经验 车削加工中的小经验 车削加工产品 1.巧获微量吃深妙用三角函数 在车削加工中，经常加工一些内、外圆在二级精度以上的工件。由于切削热，工件和刀具之间的摩擦造成刀具磨损及四方刀架的重复定位精度等多种原因，质量难以保证。为解决精确的微量吃深，我们在车削加工中，根据需要利用三角形的对边和斜边的关系，将纵向小刀架搬一个角度，即可精确地达到微量移动车刀的横向吃深值的目的，省工省时，确保了产品质量，提高了工效。 一般的C620车床小刀架刻度值每格是0.05mm，如果要想获得横向吃深值为0. 005mm时通过查正弦三角函数表： sinα＝0.005/0.05＝0.1 α＝5o44′ 因此只要把小刀架搬成5o44′时，每移动小刀架上纵向刻发盘一格时，即可达到车刀在横向方向上吃深值为0.005mm的微量移动。 2．反向车削技术应用三例 长期的生产实践证明在特定的车削加工中，采用反向切制技术能获得良好的效果。现举实例如下： (1)反向切削螺纹材料为马氏体不锈钢件 在加工螺距为1.25及1.75mm的内、外螺纹工件时，因为车床丝杆螺距被工件螺距去除时，所得的数值是一个除不尽的值。如果采用抬起对合螺母手柄退刀的方法来加工螺纹时，往往产生乱扣，一般普通车床又无乱扣盘装置，而自制一套乱扣盘又相当费时，因此在加工这类螺距的螺纹时，常。采用的方法是低速顺车削法，因为用高速挑扣来不及退刀，因而生产效率低，在车削中容易产生啃刀，表面粗糙度又差，尤其在加工1Crl3、2 Crl3等马氏体不锈钢材科低速切削时，啃刀现象更为突出。在加工实践中创造出来的反向装刀、反转切削、走刀方向相反的“三反”切削方法能获得良好的切削综合效果，因为本方法可在高速下车削螺纹，刀具的运动方向是由左向右走刀退出工件，所以不存在高速切削螺纹时刀具
浅析机械加工过程中的深孔加工方法
浅析机械加工过程中的深孔加工方法 随着科学技术的飞速发展，各行业对于机械加工过程中钻孔的加工技术和质量的要求也越来越苛刻，对于方法的研究越来越深入。这其中面临的最为严峻的问题就是深孔加工的问题。深孔加工属于加工工艺中最为复杂的组成部分，深孔一般是指长度和直径的比值大于五的孔，属于半封闭式切削加工工艺的一种，相比于其他工艺而言，条件更为恶劣，施工难度也更大。对于长径比大于二十的深孔而言，宜采用麻花钻在普通钻床和车床上加工。文章在阐述深孔钻削中常见几大问题的基础上，对于冷却、润滑、切屑处理等环节进行了浅要的分析。 标签：机械加工；深孔加工特点；设备方法 1 深孔钻削的特点 深孔钻削中最为主要的部分就是刀具的选择，按照工作条件、工艺技术和施工特点等方面的原因进行分类，可分为单刃外排屑深孔钻，俗称枪钻，包括BTA 深孔钻和喷吸钻在内的内排屑深孔钻、套料深孔钻、深孔镗。 目前比较常见的深孔加工问题主要体现在排屑、导向、散热三个主要方面，主要的表象问题集中在以下几个方面：首先是在钻孔过程属于半隐蔽作业，刀具切的观察难度比较大，整个过程中，信息收集多半只能依靠声音、切屑的状态、油表、电表等仪表设备、膜振动等表象来判断切削过程是否顺利进行。其次，受到深孔桩自身条件的约束和限制，孔的长径比通常比较大，钻杆的外观细而长，这就直接决定了钻杆的刚度不会很高，在运作过程中抗振动性较低，钻杆在下钻的过程中经常出现跑偏的现象，因此，在深孔的钻削过程中，对于支撑和导向的要求通常都很高。再次，由于在切削过程中，排屑的难度很大，对于判断方面的要求也更高，必须得到可靠的保证，在切屑的形状、长度各方面都要加以有效的控制，一旦发生切屑堵塞，不能得到有效的清除，则会对钻孔刀具造成严重的损坏。受到钻杆的限制，能够用于排屑的空间很大程度的受到压缩，加上钻孔内芯片的限制，环境条件变得更加恶劣，难度也随之加大，因此有时不得不采取强制排屑的方式。最后，则是散热的问题。在切削的过程中，由于空间有限，产生的热量不易排出，如不采用有效的散热手段，就会给整个钻孔过程带来很多麻烦。 2 钻孔过程中的冷却润滑工作 对于深孔工艺而言，如何能使钻削过程中冷却润滑系统平稳可靠的发挥作用，是保证工作效率至关重要的环节之一。冷却液、润滑液的合理选择使用对工程的质量、刀具的保护、工作效率都有着重要的意义。冷却液和润滑液在深孔加工工艺中，不仅起到了冷却润滑的作用，在冲刷、减震、消音等方面的作用也同样不容忽视。钻削的过程中产生的抗力和阻力很大，克服这些阻力使得工作能够顺利的完成，就会消耗很多能量，与此同时，切向和径向的力同时作用在导向块上，和孔壁之间产生摩擦，产生摩擦能量。这些能量最终都会转化成切削热，这些热主要还是靠冷却液将其带走。除此之外，冷却液的存在，能够使得导向块和
复杂深孔的高效加工方法
复杂深孔的高效加工方法 复杂的深孔加工变得越来越富有挑战性。零件常常要求附加特征，例如非常小的孔光洁度、内室、孔径变化、轮廓、凹槽、螺纹及变化的孔方向。要高效地获得此类公差很小的孔，不仅需要具备丰富的经验和研发资源，而且需要工程能力、应用设施以及实质性的客户参与。 深孔加工（DHM） 是一类由专为现有应用而设计的刀具所主导的加工领域。许多不同的行业都涉及到深孔加工，但应用最广泛的是能源和航空航天业。起初某些深孔零件特征往往看似无法形成，但由专家们设计的非标刀具解决方案除了解决工序问题，也能确保它们在某种程度上以高效率和无差错为特征予以执行。 对复杂孔的需求不断增长，并且迫切需要缩短加工时间，这样就促进了现代深孔加工技术的发展。数十年来，深孔钻削都是一种采用硬质合金刀具的高效加工方法，但孔底镗削作为瓶颈已开始不断显现。 现在，该加工领域取得成功通常基于混合使用标准和专用刀具元件，这些元件具有设计成专用深孔加工刀具的经验。这些刀具配有加长的高精度刀柄，并且具有支撑功能和集成式铰刀，再
结合最新的切削刃槽形和刀片材质以及高效的冷却液和切屑控制，就能在最高的穿透率和加工安全性下获得所需的高质量结果。 停止深孔加工的零件首先需求钻削十分深的孔，然后往往是各种复杂的特征加工。深孔加工取得成功通常基于混合运用规范和公用刀具元件，这些元件具有设计成非标刀具的阅历。此类基于T-Max 424.10型钻头的非标刀具是单管运用的一局部。 在深孔钻削中1mm以下的小直径孔采用硬质合金枪钻加工而成，但对于15mm及以上的孔，一般采用焊接刃钻头，而对于25mm及以上的孔，则采用可转位刀片钻头才能进行非常高效的钻削。现代可转位刀片技术和钻管系统也为深孔加工提供了专用刀具的新可能性。 孔深超过10倍孔径时，加工出的孔一般认为很深。孔深达300倍径时就需要专门的技术，并采用单管或双管系统才能进行钻削。在漫长地加工至这些孔底部的过程中，需要专门的运动机构、刀具配置以及正确的切削刃才能完成内室、凹槽、螺纹和型腔的加工。支撑板技术是另一重要领域，在深孔钻削中也至关重要，现在它作为深孔加工技术的一部分也进展颇大。其中包括适合此领域可提供更高性能的合格刀具。 在深孔加工中，1mm以下的小直径孔采用硬质合金枪钻加工而成，但关于15mm及以上的孔，普通采用焊接刃钻头，而关于25mm及以上的孔，则采用可转位刀片钻头在单管系统和Ejector双管系统中才干十分高效地执行这些工序。山特维克可乐
在普通车床上加工小锥度深孔的探索
小锥度深孔的加工 摘要：锥度深孔的加工是普通车床车削加工中的一个难题。文中分析比较 了传统加工中存在的问题通过设计带配重的圆锥刀杆，选择合理的刀具几何参数 及切削用量，探索出在普通车床上加工锥度深孔的经济加工方法，使切削振动减少，加工成本降低，产品质量达到要求，为生产解决了加工关键问题。 关键词：小锥度深孔；刀具几何参数；配重圆锥刀杆 1 概述 在普通车床上加工锥度深孔的常用方法有以下3种：调整小刀架的角度，转动小 刀架手轮，手动纵向进给； 拆掉横刀架的横向进给丝杆，装上车锥度的专用靠模；在车床上安装一套专用工装。第一种方法进给行程只有150mm，会使长锥孔表而留下接刀痕迹，零件表面 粗糙度不均匀，加工效率低。第二种方法拆卸、安装、调整时间长，且靠模长度 要大于零件锥孔的长度。第三种方法适合大批量生产。 某厂有一批300多件锭模钢管，材料为45钢热轧钢管，零件如图1所示。该产 品加工难点：长锥孔加工，零件长度与孔径比等于IO，刀卡细长，切削振动大，表面粗糙度难以保证。受该厂委托研究如何用普通车床进行加工能达到质量要 求，并降低加工成本。 2 根据车床加工锥度的原理设计加工方案 (1)车床加工锥度原理：一般工件直接装夹在主轴的卡盘上，工件的旋转轴线和 主轴同轴。如果工件的旋转轴线和刀具进给方向存在夹角，工件旋转、刀具直 线进给时，即可加工出锥度，该夹角即为锥度半角。 (2)计算锭模钢管要求的锥角只有59′25″。为了研究加工这样小锥角工件能否不 要工装，我们选一台刚件好的加长C620车床做试验。 在主轴孔中插入检验捧，拔出床头箱的两个定位销，拧松紧固螺钉，将床头 箱绕其中点逆时针转动。经测量发现，主轴轴线最大转动可达l°30′，这说明 用转动床头箱的方法可加工锥角3°以下的锥孔选用500mm长带锥柄的圆柱形检 验棒插入主轴孔内，取其490mm一段，通过主轴轴线应转过的锥度半角ａ计算该 段两端的差值，设差值为y，则：tanａ=96￠－￠82/2×810＝y/490,y＝4.235mm 用百分表测量检验棒上该段的两端点，缓慢地旋转床头箱，使百分表在两端 点的差值为4．235mm。当百分表读数误差为0．01mm时，零件锥孔两端直径相差0．033mm。拧紧紧固螺钉。再复检y值，确保锥度的准确性。加工时用三爪卡盘 夹紧零件的一端，零件的另一端用中心架托住。刀杆固定在中拖板上，即可使用 自动走刀加工锥孔。 3 刀杆设计的试验 深孔加工由于刀杆细长，刚性很差，切削振动大，容易发生让刀、扎刀，使 加工难以进行。刀杆的振动是要解决的关键问题。 在车床加工中．有强迫振动和自激振动，前者主要是外力所致，后者因在切 削过程中产生的交变力，激励工艺系统，工艺系统产生位移，再反馈给切削过程，形成自激振荡，维持振动的能量来源于机床的能量。刀杆有质量和弹性，也可用 无限自由度的悬臂梁表示，其固有频率可用静刚度和重量比来描述，静刚度用下 式表示：K＝3EI/L3式中，K：静刚度；E：材料的弹性模量；L：悬臂的长度；I：转动惯量。
(整理)43CA6140车床改装成深孔加工机床的油路部分设计.
目录 1绪论 (1) 1.1课题研究的背景 (1) 1.2深孔加工系统要求 (2) 1.2.1对机床的要求 (2) 1.2.2对加工系统其他附件的安装要求 (2) 1.3国内外深孔加工技术的发展现状 (3) 1.4课题研究现状 (3) 1.5课题研究的目的 (4) 1.6本课题解决的问题 (4) 1.7本课题拟采用的研究手段 (4) 1.8本节小结 (5) 2深孔加工的主要原理 (5) 2.1枪钻 (5) 2.2BTA系统 (6) 2.3喷吸钻系统 (6) 2.4DF系统 (7) 2.4.1................................................................. D F 系统的分类7 2.4.2...................................................................... D F 系统负压抽屑机理8 2.5本节小结 (12) 3深孔加工系统中常用的装置 (13)
3.1授油器 (13) 3.1.1不旋转式授油器 (13) 3.1.2旋转式授油器 (13) 3.1.3微型授油器 (14) 3.2联结器 (15) 3.2.1典型结构 (15) 3.2.2结构设计 (16) 3.3中心架 (21) 3.3.1局部滚动式中心架 (21) 3.3.2整体滚动式中心架 (21) 3.4本节小结 (22) 4普通车床改深孔加工机床的方案 (23) 5改装方案分析 (24) 5.1CA6140车床的主要参数 (24) 5.2改装方案分析 (25) 5.3本节小结 (27) 6油路系统的研究 (28) 6.1油路的研究和改造分析 (28) 6.2本节小结 (28) 7油路设计 (29) 7.1油管的选取 (29) 7.2油箱的选取 (29)
浅析深孔加工技术
文章编号:CN23-1249(2008)06-0061-03 浅析深孔加工技术 刘 俊,刘 波,李家鲁 (哈尔滨锅炉厂有限责任公司,黑龙江哈尔滨150046) 摘 要:着重介绍深孔加工技术,比较四种钻孔方式,特别介绍单管钻在生产中的应用,介绍国产钻头和进口钻头的优缺点,对深孔加工具有指导意义。关键词:深孔钻;钻削;效率;精度中图分类号:TG523 文献标识码:A Analysis of Dee p Hole Process Technology L iu Jun,Liu B o ,L i J ialu (H ar b i n Bo iler Co .L td .,H arbin 150046,Ch i n a) Abst ract :Deep ho le process techno logy ,is intr odnad and four k i n ds of drillm ethods are co mpared ,special i n troduces list tube drill app lication i n t h e producti o n,them erit and shortco m i n g o f t h e devo ir a i g u ill e s and i m po rt a i g uilles .There is the leadi n g m ean i n g to deep hore pr ocesses .K ey w ords :deep hole dril;l dril;l efficiency ;accuracy . 收稿日期:2008-03-06 作者简介:刘 俊(1975-),男,工程师,2000年毕业于辽宁工程技术大学机械设计及制造专业,从事锅炉及压力容器制造工艺工作。 0 引言 钻深孔这个需求,早在一百多年前已被人重视和应用。但直到近三十年,这个技术才逐渐被发挥和普及,它能解决麻花钻不能解决的深孔和高精度孔加工。现在钻深孔技术加工高精度孔无需镗、铰等工序,一次加工成型。深孔钻削是指对相当大的孔深和直径比的孔进行加工,然而,正常钻削技术所生产的孔,其孔深极少超过5倍直径,而在深孔钻削中,此比例可高达150:1,并且,任何孔深大于5倍直径都应称为深孔。钻削的基本原则是:应用和纠正切削速度与进给的选择,切削良好的断削和排削性能,同时不损坏刀具和工件。用孔深孔径比大于5的孔定为深孔。必须保证一钻到底,不能中途退出,冷却液能顺利地流进钻头 的切削刃处,并能保证顺利排屑。 深孔钻削加工钻头进入工件时,是在半封闭条件下工作,因此受到较多限制:不能直接观察到刀具切削情况;切削热不易传散,必须采用强制有效的冷却方式;排屑困难;钻杆需要足够的刚性。 深孔加工注意问题:切屑处理问题;冷却润滑;合理导向。 1 深孔加工分类 深孔加工过程复杂,形式比较多,一般有下面几种分类法。 1.1 按其所用刀具分类 可分为实心钻孔法(毛坯无孔,用切削加工出孔的方法)、镗孔法(已有孔为提高孔的光洁度及精度采用的方法)、套料钻孔法(用空心钻头,也称弧形钻,加工后毛坯中心有一个芯棒残存的 第6期锅 炉 制 造 No .6 2008年11月 B O I LER MANUFACTURI NG Nov .2008
多年经验总结,车削加工中的小经验
1.巧获微量吃深妙用三角函数 在车削加工中，经常加工一些内、外圆在二级精度以上的工件。由于切削热，工件和刀具之间的摩擦造成刀具磨损及四方刀架的重复定位精度等多种原因，质量难以保证。为解决精确的微量吃深，我们在车削加工中，根据需要利用三角形的对边和斜边的关系，将纵向小刀架搬一个角度，即可精确地达到微量移动车刀的横向吃深值的目的，省工省时，确保了产品质量，提高了工效。 一般的C620车床小刀架刻度值每格是0.05mm，如果要想获得横向吃深值为0.005mm时通过查正弦三角函数表： sinα＝0.005/0.05＝0.1 α＝5o44′ 因此只要把小刀架搬成5o44′时，每移动小刀架上纵向刻发盘一格时，即可达到车刀在横向方向上吃深值为0.005mm的微量移动。 2．反向车削技术应用三例 长期的生产实践证明在特定的车削加工中，采用反向切制技术能获得良好的效果。现举实例如下：(1)反向切削螺纹材料为马氏体不锈钢件 在加工螺距为1.25及1.75mm的内、外螺纹工件时，因为车床丝杆螺距被工件螺距去除时，所得的数值是一个除不尽的值。如果采用抬起对合螺母手柄退刀的方法来加工螺纹时，往往产生乱扣，一般普通车床又无乱扣盘装置，而自制一套乱扣盘又相当费时，因此在加工这类螺距的螺纹时，常。采用的方法是低速顺车削法，因为用高速挑扣来不及退刀，因而生产效率低，在车削中容易产生啃刀，表面粗糙度又差，尤其在加工1Crl3、2 Crl3等马氏体不锈钢材科低速切削时，啃刀现象更为突出。在加工实践中创造出来的反向装刀、反转切削、走刀方向相反的“三反”切削方法能获得良好的切削综合效果，因为本方法可在高速下车削螺纹，刀具的运动方向是由左向右走刀退出工件，所以不存在高速切削螺纹时刀具退不出来的弊病，具体方法如下： 车外螺纹时，磨一把类似内螺纹车刀(图1)；车内螺纹时，磨一把反向内螺纹车刀(图2)。