高速小孔钻削的振动分析

创新精神开创转型升 级提质 增效新局面。 口
参考文献：
版社 ． １ ９ ９ ３ ．
４ 、 年劳工损失为源自文库形节约 ， 估算 为 ２ ０ ０ ０元
年效益 ＝ ２ ８ ８ ０元 ＋ １ ３ ６ ０ ０ ０元 ＋ ７ ６ ０ ０ ０元 ＋ ２ ０ ０ ０元 ＝ ２ １ ６ ８ ８ ０
兀 。
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【 －－ ．
了保证加工 零件的精度 ， 机 床采 用工件旋转 、 刀具系统做 进给 的
●
１ Ｍ ｙ ｙ （ ｔ ） ＋ Ｃ ｙ ｙ （ ｔ ） ＋ Ｋ ｙ ｙ （ ｔ ） ＝ 一 Ｆ （ ｔ ）
● ｔ … ●●● ．． ● ●ｔ ．． ．● ●● ．．－ ＿ ・●・ ．． “ ＿● ＿． ．．． ●●●． ．＿ ● ”
理 论、 速度型切 削颤振理论建立枪钻Ａ＿ ｚ ． － 小深孔的动力学模 型， 从而得 到枪钻 系统 的动 力学方程。 用 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ软件 对动 力学方程进行
求解 ， 得到在不 同进给下的 ｘ， Ｙ方向的振 动偏移 。分析结果表明 ， 钻 削加 工中枪钻 系统进给量影响工件 的振动幅度。将其 结果运用到
最 终选取磁力密封磁场强度 为 ７ ０ ０ ０ ｇ ｓ ， 经现场投入使 用 ， 选 取 较为合理 。
４ 结 束 语
（ 作 者 简介 ： 穆 中礼 ， 男， １ ９ ８ ４ 年 １ ２月 出生 ， 现 任 司 家 营铁 矿 技 术员， 机械助理工程师 ， 主 要研 究 方 向 ： 机械 设 计 与制 造 。 ）
此项技术改造历时 三年有余 ，长期 的准备 工作奠定 了它 成
２ ０ １ ３年第 ５期 ｒ 她教札 ４ ３
式中 ， ｘ方 向上 的质 量 、 刚度 、 阻 尼 系 数 和 Ｙ方 向上 的 质量 、
刚度 、阻尼 系数均 为常量 ，与枪钻系统本 身的材料有关 ； Ｆ ｘ （ ｔ ） 与Ｆ ｙ （ ｔ ） 为钻削过程 中， 刀具 每一时刻受到的 ｘ、 Ｙ方 向上 的瞬时 钻削力 ， 跟工件旋转 的转速 Ｉ １ 及进给量 ｆ ｎ 有关 。 枪钻静态力的经验公式 结合 切削力的切入效应 ，产生 的切
高速小孔钻 削的振 动分 析
郑 志 群 ’ 马广 轩 。 １ 、 中 北 大 学机 电 工程 学 院 ０ ３ ０ ０ ５ １ ２ 、 中北 大 学机械 工程 与 自动 化 学 院 ０ ３ ０ ０ ５ １
摘
要： 为了反映 小深孔钻 削机床加工过程 中枪 钻的振动情 况， 对不 同枪钻进给量影响的 系统进行研 究。基 于机床颤振的非线性
●●
●● ●… ●●● ｔ． ● ●－ ●●． ．＿ １ ・●● ．． ● ．． ．●
改造后 的年效益用公式表示 ， 等于年密封 圈损失 、 年人料管 损失 、 年入料衬套损失 、 年劳工损失 的总和 。 Ｉ 、 年密封 圈损失 ＝ ３ ６ ０元 ／ 台 ８台 ＝ ２ ８ ８ ０ 元 ２ 、 年入料管损失 ＝ １ ７ ０ ０ ０元 ／ 台 ８台 ＝ １ ３ ６ ０ ０ ０元
。
为真 空磁 导 率值 为 １ ２ ９ ； Ｈ为永 磁 体磁 动 势 ； Ｓ为 表 面
［ ３ ］ 孙 长泉 、 孙成林主 编． 选矿 厂 工 艺 设 备 Ｉ Ｍ】 ． 北京 ： 冶 金 工
业 出版社 。 ２ ０ １ ０ ．
积， 计算数据为 ０ ． ５ ０ ２ ４ ； ６为气隙 ， 测量数据为 ３ ａｍ。 ｒ
组：
间 的动态相互作 用 ， 会导致钻 削振 动的产生 。如果 振动严重 ， 工
件表面质量将会下降 ， 刀具过度磨损 ， 甚 至导致其 刀片崩断 。
１ ． １ 枪 钻 钻 削加 工过 程 的动 力 学模 型 枪钻 钻削加工 处于封 闭或半封 闭的复 杂加工 状态 之下 ， 为
Ｉ Ｍｘ Ｘ （ ｔ ） ＋ Ｃ （ ｔ ） ＋ Ｋ （ ｔ １ ＝ 一 （ ｔ ）
一
［ １ ］ 曾乐主编． 现代焊接技 术手册 【 Ｍ】 ． 上海 ： 上海科学技 术 出 ［ ２ ］ 樊兆馥主编． 机械设备 安装工程手册 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 冶金＿ Ｙ － 业
出版 社 。 ２ ０ ０ ７ ．
３ ． ３计 算 公 式
Ｆ ＝ ４ １ ４ Ｓ （ Ｈ ／ ８ ） ＾ ２ 】
求 。如用于管件 等起 支撑作用的衔接零件 只能采用先加工 出大
孔径的深孔再将成 型的小孔径零件镶嵌到其 内部 ，其效率极低 且 不利 于大批量生产 。针对这 一难题 ， 应用一种高效精密的小 直 径枪钻 系统 。 该 枪钻加工系统 直接 应用在管件上 ， 其加工方法 简
单、 快捷 、 经济 实用 ， 在枪 钻加工 系统 的 的精确控 制下 ， 可实 现 ‘ ｐ ２ 一‘ Ｐ １ Ｏ ｍｍ小深孔 的一 次性成型 ， 实现高效加工 ， 极大的拓展了
实践 当中， 取得 了极好 的加 工效果。 关键词： 小孔径 ； 振动； 动 力学模型 ； 枪钻
引 言 ｔ
现代深孔加工长 径 比 Ｌ ／ Ｄ￣２ ０以上 、精度 和表面质量要求 较 高的细长深孔零件 的常规方法费时 、 费料， 根本 无法达到高效 的 目的 ，迫使对 现代 深孔加工技术提 出了更 高 、更新 的效率 要
３ 、 年入料衬套损失 ＝ ９ ５ ０ ０元 ／ 台 ８台 ＝ ７ ６ ０ ０ ０元
功 的基石 。本次改造取得的经验 、 技术资料等将是下一步的挖潜 增效 、 节能减排等技术改造方面的重要参考依据 。
当前 ， 我公 司正处在爬 坡过坎 、 攻坚 转型 的关 键时期 ， 钢 铁
市场形势极其严 峻 ， 我们 明确方 向， 抓住关键 ， 找准重点 ， 以改革
深孔钻床的功能 以及应用。
１ 枪 钻 系统 钻 削 中的 振 动 分 析
深孑 Ｌ 钻削作 为金 属切 削的一种加工方 式 ，在钻削 中必然存
图 １ 动 力学 模 型
在发生 自激振 动的可能 ，钻削加工 中的振 动是影响被加 工表面
质量和限制钻削加工生产率的一个 重要 因素 。当工件和刀具之 枪钻钻削的动力学模型如 图 １ 所示 ，建立守恒的微分方程