[机械设计自动化精品] 枪钻结构优化设计与受力分析 深孔加工 文献翻译.doc

深孔加工
1、深孔钻削
深孔钻削是指对孔进行相对大的孔深与直径比的加工。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10倍直径都应称为深孔,这需要一种特定的钻削技术的支持。
深孔钻削可采用多种机床安装方式:旋转工件、旋转刀具以及刀具和工件都旋转。但是,当刀具以线性进给的方式移动时,最常用的安装方法是采用工件旋转的方式。
无论采用何种机床安装方法,钻削的基本原则是:应用和纠正切削速度与进给的选择依旧至关紧要。切削刃良好的断屑和排屑性能,同时不会损坏刀具和工件,则是必须条件。
枪钻能够比单管钻系统(STS)钻削更小直径的孔,但是单管钻系统则较枪钻具有更高的生产率(4-6倍),因而,只要可能,应始终首选应用单管钻系统。当批量钻削小直径孔而单管钻系统不能满足特定加工要求时,请选用喷吸钻系统。
2、深孔钻削系统的差异
在深孔钻削中,刀具结构和切削液压力的组合目的是为了从孔中排出切屑。这三种不同的钻削系统是通用的。所有这三种系统都能够钻削出杰出表面质量、小的公差以及良好同心度的孔。
喷吸钻系统
它类似于单管钻系统,但是其钻头是与内外钻管相连接。切削液在内外钻管间流经钻头,并且切削液完全在钻体内而不是经过钻头表面,切屑在钻体内部先流出外钻管再流经内钻管。
这种独立的系统较单管钻系统而言所需的压力更小,并且通常能够安装在通用的机床刀具中而无需对机床进行大的改造。
单管钻系统
高压力的切削液流经介于钻头和已钻削孔之间的外钻管。钻柄本身是空的,切削液携带切屑进行钻体,流经钻头内的排屑槽,然后排出钻管。
高的切削液压力使得单管钻系统比喷吸钻系统更加可靠,当钻削材料(如低碳钢和不锈钢)难以获得良好的断屑性能时尤为如此。
枪钻系统
枪钻的钻柄也是空的,由外部供应的切削液流经钻头内输送管,并强行流经切削头内的孔。钻柄外侧有一个沿着长度方向的V形槽,切削液携带切屑通过此V形槽,并经过钻头外侧最终将切屑从孔中排出。枪钻可应用于普通加工中心,但是需要高压力的切削液。
深孔钻削的通用特征是它具有高的材料去除率和高精度——孔具有高的直线度、小的尺寸公差及高的表面质量。当钻削深孔时,深孔钻削对刀具、机床及其相关设备有着极高的要求。
深孔钻削在如钢、核能、航空航天、石油和天然气等行业有着广泛的应用。在这些行业中,对孔的尺寸和形状公差质量有着非常高的要求。
工件可能非常昂贵,并基于经济性的原因而导致或多或少地不采用这些昂贵的工件。因此,在加工期间,通常优先考虑的是可靠性。所有这些意味着已研发
的刀具和钻削系统要满足这些要求,就应在某些应用场合(甚至当钻削浅孔时)中提供令人满意的高质量。
3、何时选择喷吸钻和单管钻系统
喷吸钻系统:
•在工件和钻套之间不需密封。
•易于适应现有机床,特别适合普通车床、车削中心、卧式镗床和加工中心。
•用于加工可能出现密封问题的工件。
•它有一个优点,这就是它可以直接使用已预钻的孔,而不需用钻套来导向,例如在机械加工中心。
单管钻系统:
•在不锈钢和低碳钢等切屑形成差的材料中使用。
•当存在断屑问题时,可用于不均匀结构材料。
•在长时间生产时具有更多的优点。
•加工特别长的工件时一致性好。
•适用于直径大于200 mm的孔。
•要