普通车床的深孔加工机床改造设计.doc

1、本科毕业设计(论文)题目：普通车床的深孔加工机床改造系 （部）： 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 学 生： 学 号： 指导教师： 2010年 05月2普通车床的深孔加工机床改造摘 要本文研究的主要内容是：由于深孔加工难度高，加工工作量大，已成为机械加工的关键性工序，随着技术的发展，产品更新换代的迅速，新型高强度、高难度、难加工零件的不断出现，对深孔加工的质量、加工效率和刀具等都提出了更高的要求，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。在普通机床上加工深孔, 由于刀具刚性差, 在深孔加工中容易引偏, 使孔的轴心线歪斜切屑的排出和刀具冷却也较困难而且,

2、 难以保证所要求的加工精度和表面粗糙度。而采用普通车床改装为深孔加工机床，由于其成本低，制造周期短以及一床多用（深孔钻削、车削，深孔镗削和深孔珩磨）等优点，已为许多厂家所接受。本文实现的是利用普通车床对深孔进行加工，利用车床的改造对深孔完成加工。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;油路部分主要含进油器、回油路以及排屑箱、油箱等。安装上深孔钻削装置，即完成普通车床的深孔加工机床改造。由此改造后能对深孔加工，从而降低了生产成本。关键词：车床改造；深孔加工；DF系统；排屑装置Reconstruction of Deep Hole Proces

3、sing Machine for Ordinary Lathe AbstractThe main contents of this text , Because of the deep hole processing of high difficulty, Large a amount of processing work, Has become the machining of key processes, along with calculator technical development, the product of rapid upgrade, New high strength,

4、 difficult, difficult to machine parts emerging on the deep processing, quality, processing efficiency and tool are all put forward higher requirements, due to the particularity of deep hole drilling, the price more expensive for non-professional deep processing factory, the cost is too high. Deep i

5、n the general machine tool, tool rigidity as bad, easy to lead in the deep processing of partial to the hole axis line skew the discharge of chip and tool cooling is also more difficult and is difficult to guarantee the required machining accuracy and surface roughness degree. And converted into a d

6、eep hole with lathe machines, because of its low cost and short manufacturing cycle, and more than one use (deep hole drilling, turning, deep hole boring and honing), etc, has been accepted by many manufacturers. This realization is the use of ordinary lathe processing deep hole, using Lathe complet

7、e processing of the hole. Converted into a deep hole machine tool lathe main machine and two major oil line. Machine mainly consists of a center frame, granted the three major oil players and coupling components; oil line into the oil with some of the major device, back to asphalt and chip removal b

8、oxes, fuel tanks and so on. Installed on the deep-hole drilling equipment to complete the deep hole machine tool lathe transformation. After this transformation can deep processing, thus reducing production costs.Key Words: Reconstruction of Lathe; The deep hole processing; DF system; Scraps dischar

9、ge of device ii目 录主要符号表1 绪 论11.1 研究背景11.1.1国内外发展现状11.1.2深孔加工的发展21.1.3深孔的加工特点32 研究内容42.1本课题研究的主要内容42.2拟采用的研究方案43改装总体设计83.1机床的改造83.2运动方式的确定104 DF系统设计理论114.1 DF系统的分类114.1.1内排屑DF系统114.1.2外排屑DF系统114.2 DF深孔钻124.2.1 DF深孔钻的特点124.3 DF深孔钻的使用124.3.1对加工系统的要求124.3.2切削用量的合理选择144.3.3提高加工精度的措施155改造装置165.1 中心架165.1.

10、1局部滚动式中心架165.1.2整体滚动式中心架165.2授油器175.2.1不旋转式授油器175.2.2旋转式授油器175.3联接器185.3.1典型结构185.3.2结构设计196冷却排屑系统的设计206.1油路设计206.2冷却排屑系统结构设计216.3深孔加工的切削液216.3.1切削液的机能216.3.2深孔加工切削液的选用226.4切削液的流量与压力226.5切削液的使用与管理236.6油箱容积、油泵压力及流量的确定236.7加工孔的工艺分析246.8加工工艺246.8.1工件预加工246.8.2工件及长杆钻头的装夹246.8.3冷却液256.8.4退刀排屑257 结 论26参考文

11、献27致 谢29毕业设计（论文）知识产权声明30毕业设计（论文）独创性声明31附录 设计图或其他需要作为附录的资料3228主 要 符 号 表M 钻削扭矩Nmd 钻削直径mm f 钻孔进给量mm/rN 钻削轴向力NP 钻削功率kwn 钻孔转速r/s QS 通往授油器的流量L/min Q1 通往联接器的流量L/minQ 油泵输出的流量L/min本科毕业设计（论文）1绪 论孔加工分为浅孔加工和深孔加工两类，也包括介于两者之间的中深孔加工。一般规定孔深L与孔径d0之比大于5，即L/ d05的孔深为深孔；L/ d05的孔深为浅孔9。深孔加工难度大、加工工作量大，已成为机械加工中的关键性工序。随着科学技术

12、的进步，产品的更新换代十分频繁，新型高强度、高硬度的难加工零件不断出现，无论是对深孔加工的质量。加工效率，还是刀具的耐用度都提出了更高的要求。因此，研究深孔加工的新工艺、加工方法已成为人们十分关注的问题。由于深孔钻床的特殊性，其价格比较昂贵，对于非专业化的深孔加工的厂家，成本过高。而采用普通车床改装为深孔加工机床，由于其成本低，制造周期短以及一床多用（深孔钻削、车削，深孔镗削和深孔珩磨）等优点，已为许多厂家所接受。1.1 研究背景深孔加工难度高，加工工作量大，已成为机械加工的关键性工序，随着技术的发展，产品更新换代的迅速，新型高强度、高难度、难加工零件的不断出现，对深孔加工的质量、加工效率和刀

13、具等都提出了更高的要求，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。而采用普通车床改装为深孔加工机床，由于其成本低，制造周期短以及一床多用（深孔钻削、车削，深孔镗削和深孔珩磨）等优点，已为许多厂家所接受。深孔加工技术已在国防工业、石油采掘、航空航天、机床、汽车等行业获得相当广泛的应用，且由于其高效、高精度等优越性，深孔加工技术也在某些零件的浅孔加工中得到应用。近年来，深孔加工技术的发展很快，我国机械制造加工业对深孔加工技术的研究也取得了长足的进步，如将深孔钻削与低频振动切削结合起来形成的深孔振动钻削技术；喷吸钻系统、单管内排屑喷吸钻(SED)系统、枪钻系统、BTA

14、钻削系统、深孔套料钻削系统等也都有相应的研究和创新1。1.1.1 国内外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2mm。而内排屑深孔钻削的孔径很少有小于16mm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7。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3.7mm3。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

15、技术优势。1.1.2 深孔加工的发展最早用于加工金属的深孔钻头是扁钻，它发明于18世纪。1860年美国人对扁钻做了改进，发明了麻花钻，在钻孔领域卖出了重要的一步。但用麻花钻钻深孔时，不便于冷却与排屑，生产效率很低。随着枪炮生产的迅速发展，在20世纪初期，德、英、美等国的军事工业部门先后发明了单刃钻孔工具，因用于加工枪孔而得名枪钻。枪钻也称为月牙钻、单刃钻及外排屑深孔钻。枪钻钻杆也为非对称形，故扭转强度差，只能传递有限扭矩，适用于小孔零件加工生产，效率较低7。 在二次世界大战前和战争期间，由于战争的需要，枪钻不能满足生产效率的要求，在1943年，德国海勒公司研制出比斯涅尔加工系统。战后，英国的维

16、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，简称BTA协会。20世纪70年代中期，由日本冶金股份有限公司研制出的DF法为单管双进油装置，它是把BTA与喷吸钻法两者的优点结合起来的一种加工方法，用于生产后得到了满意的结果，目前广泛应用于中、小直径内排屑深孔钻削。由于我国机械制造业的迅速发展，深孔加工技术在我国也得到了广泛的应用。20世纪50年代群钻的研制成功，使钻孔效率大为提高。1958年BTA钻头在我国开始使用，在此之后，70年代初，我国开始研制和推广喷吸钻，到1978年DF法已在我国设计完成并于1979年正式用于生产

17、，现广泛用于中小直径内排屑深孔钻削。国内几家重型机器制造厂相继研制和采用了深孔套料钻，已成功地加工出12m长的发电机转子内孔。西安石油大学于1989年成功地将喷吸效应原理用于外排屑强钻系统，使枪钻的加工性能大大提高；1994年又研制成功多尖齿内排屑深孔钻，使深孔钻削的稳定性和耐用度大大提高。随着生产与科技的进步，深孔零件在材质及毛坯、刀具材料、深孔加工机床、基础理论研究、检测等方面都有了较大的进展。深孔零件的材质，过去多采用碳素结构钢、低合金钢和高强度合金钢。新型工程材料，如钛合金、不锈钢、耐热钢、耐磨钢、陶瓷、塑料、碳纤维塑料、复合材料等，开始在深孔零件上采用。新材料的逐步采用对深孔加工提出

18、了新的技术难题。除了深孔零件的材质外，零件的毛坯质量也有很大的改观。现在深孔加工零件的毛坯除了采用一般的铸、锻、轧制毛坯外，对于机械性能要求高的深孔零件，采用真空冶炼、电渣重熔等方法获得高质量的铸锭后，进行压力加工。在管坯生产中，除了一般的热轧、冷轧无缝管材外，现已采用精轧无缝管材。冶金技术的进步，提高了材料的机械性能，是材料的加工性能发生了显著的变化；锻造及压力加工技术的进步，使得毛坯材料的去除率大为降低。另外，由于热处理技术的发展，深孔工件经热处理后，在机械性能、结晶与显微组织都有了较大的改善，这直接影响着材料的再加工性。随着新材料的发展及材料机械性能的提高，促使了新道具材料的不断发展。深

19、孔加工刀具所使用的刀具材料多为高速钢、YG及YT类的硬质合金。目前，已开始试验和采用新型高速钢材料、超细晶粒硬质合金、涂层刀片、陶瓷（金属陶瓷）、立方氮化硼、金刚石等新型刀具材料。深孔加工机床现在所采用常规机床，有深孔钻镗床、深孔磨床、珩磨机及通用车床改造的深孔钻镗床1。1.1.3 深孔的加工特点(1)刀杆受孔径的限制，直径小，长度大，造成刚性差，强度低，切削时易产生振动、波纹、锥度，而影响深孔的直线度和表面粗糙度。(2)在钻孔和扩孔时，冷却润滑液在没有采用特殊装置的情况下，难于输入到切削区，使刀具耐用度降低，而且排屑也困难。(3)在深孔的加工过程中，不能直接观察刀具切削情况，只能凭工作经验听

20、切削时的声音、看切屑、手摸振动与工件温度、观仪表(油压表和电表)，来判断切削过程是否正常。(4)切屑排除困难，必须采用可靠的手段进行断屑及控制切屑的长短与形状，以利于顺利排除，防止切屑堵塞。(5)为了保证深孔在加工过程中顺利进行和达到应要求的加工质量，应增加刀具内(或外)排屑装置、刀具引导和支承装置和高压冷却润滑装置9 。本科毕业设计（论文）2 研究内容2.1 本课题研究的主要内容(1）了解国内外深孔加工技术的发展与研究现状；(2）对金属切削加工的原理与一般规律进行分析，计算选择合理的相关切削工艺参数，包括切削热分析、主轴电动机功率和切削功率等； (3）进行总体改造方案比较，完成结构设计；2.

21、2 拟采用的研究方案由于该设计为普通车床改装为深孔加工机床,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;油路部分主要含进油器、回油路以及排屑箱、油箱等1。安装上深孔钻削装置，即完成普通车床的深孔加工机床改造。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安装在车床内导轨上。原机床主运动和进给运动机构不变，不要用原机床油路系统，另外配置油箱和排屑箱，并在授油器和连接器上接冷却润滑油路。改装后的钻床拆除深孔钻削装置后，仍可作为车床使用。在车床上安装深孔钻削装置随后进行孔加工。目前国内外常用的深孔加工系统头枪钻系统，

22、BTA系统，喷吸钻系统和DF系统。方案一：深孔钻削装置采用枪钻系统，其结构如图2.1枪钻系统属于外排屑方式，主要有中心架、扶正器、钻杆联结器和冷却润滑油路系统组成。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型槽中排除1。由于切屑由钻头和钻杆外部排除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（20mm）深孔加工。图2.1 枪钻结构图方案二深孔钻削装置采用BTA系统，工作原理如图2.2，BTA系统属于内排屑系统，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系统的工作原理是：切

23、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1。该系统使用范围广，适用于深孔钻削、镗削、铰削和套料，但受到钻杆内孔排屑空间的限制，主要用于直径12mm的深孔加工。图2.2 BTA系统工作原理图方案三：深孔钻削装置采用喷吸钻系统如图2.3，喷吸钻系统主要用于内排屑孔钻削加工。喷吸钻系统利用了流体力学的喷吸效应的原理，当高压流体经过一个狭小的通道喷吸高速喷射时，在这股喷射流的周围形成低压区，可将喷嘴附近的流体吸走。其工作原理是：切削液在一定压力作用下，由联结器上输油口进入，其中2/3的切削液向前进入内、外钻杆之间的环形空间，通过钻头柄部上

24、的孔流向切削区，对切削部分、导向部分进行冷却与润滑，并将切屑推入内钻杆内腔向后排出；另外1/3的切削液，由内钻杆上月牙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、吸双作用下，促使切屑迅速向外排出1。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。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。图2.3 喷吸钻系统方案四深孔钻削装置采用DF系统，DF系统是20世纪70年代中期日本冶金有限公司研制出来的，它并非独创，而是将BTA方法推出切屑与

25、喷吸钻吸出切屑的相结合，仅用一个钻杆完成推、吸双作用。它具备了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。其工作原理是：约2/3的切削液同BTA系统一样由授油器进入，并从钻杆外壁与已加工空表面之间的环形空间到达钻头内部推出；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，促使切屑顺利排出1 。图2.4 内排屑DF系统综上所述：在进行四种方案比较后由于DF系统具有BTA系统和喷吸钻系统的优点，并克服不足，使钻削

26、直径范围大，密封压力减小，加工精度和效率提高，排屑顺畅等特点。因此在车床改造后机床部分主要有中心架、授油器和联结器。油路部分主要含进油器、回油路以及排屑箱、油箱等。深孔加工采用DF系统。本科毕业设计（论文）3改装总体设计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;油路部分主要含进油器、回油路以及排屑箱、油箱等。安装上深孔钻削装置，即完成普通车床的深孔加工机床改造4。3.1 机床的改造改造对机床的要求不高，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，换上联接器，授油器和中心架分别安装在车床内导轨上。原机床主运动和进给运动机

27、构不变，不用原车床油路系统，另行配置油箱和排屑箱，并在授油器和联接器上接冷却润滑油路，改装后的钻床拆除钻削装置后，仍可作为车床使用。车床型号的选择:车床型号的选择主要取决于深孔钻削的功率。由于还没有成熟的计算深孔钻削功率的经验公式, 一般可用相应直径麻花钻的功率计算公式进行计算。钻削扭矩式中 M钻削扭矩Nm；d钻削直径mm；f钻孔进给量，mm/r。式中d取70mm；f取0.1。所以有 钻削轴向力式中 N钻削轴向力，N。钻削功率 式中 P钻削功率，kw；n钻孔转速，r/s。式中 n取15r/s。考虑到麻花钻有横刃和刀具材料为高速钢等因素, 取计算值的85% 作为深孔钻削功率的近似值。通过计算,

28、钻削直径在70mm以下的孔，切削功率近似为7kW。机床电机功率近似为7.5kW。选择改造车床型号首先应考虑机床功率。我国国产CA6140主电机功率一般为7.8kw。用此，加工常用孔径（小于70mm）的深孔时，选用CA6140车床比较合适，功率可达到要求，并且操作方便。对于大于70mm的深孔一般采用深孔镗削的方式解决，也可以选用大功率的车床进行改装。改装前CA6140型普通车床可加工的最大工件长度为1500mm，改装后的车床如图一所示：图3.1 改装结构总图目前国内CA6140车床最大转速一般1400r/min，最小进给量大于0.08r/min，根据深孔钻削推荐值，该用量适合加工2570mm的普

29、通合金钢深孔，若能将最小走刀量细化到0.01mm/r，则加工孔径范围可以扩大到1070mm，并能加工如不锈钢和钛合金等难加工材料。3.2 运动方式的确定在深孔加工时主要的运动形式有以下几种：（1）工件旋转，并且工件进给，刀具固定不动；（2）工件旋转，刀具进给；（3）工件进给，刀具旋转；（4）工件固定不动，刀具旋转并进给；由于此次改造的机床是普通车床，由于车床的本身主运动和进给运动的确定，以及尽量减少改装的复杂性，因此，在改造时车床的主运动和进给运动不变，因此改造的运动方式确定为工件旋转，刀具进给，这样在没有改变原机床的主运动和进给运动，改装后的钻床拆除钻削装置后，仍可作为车床使用。4 DF系统

30、设计理论4 DF系统设计理论DF系统是目前应用最为广泛的一种深孔加工系统。到了20世纪90年代，又将DF原理推广应用到外排屑钻削系统中，缓解了小直径深孔加工的排屑、密封等难题，并且还可以应用到普通立式钻床和普通车窗上，为解决深孔麻花钻深空的冷却、排屑问题开辟了一个新途径。4.1 DF系统的分类4.1.1 内排屑DF系统图4.1 内排屑DF系统 内排屑DF系统由工件、钻头、授油器、钻杆和负压抽屑装置构成，结构如图所示。4.1.2 外排屑DF系统外排屑DF系统由工件、钻头、负压抽屑装置和联接器构成，其工作原理是：大部分切削液从尾座输油口进入，通过钻杆内部到达切削区，并冷却润滑钻头，并将切屑从钻头外

31、部V型槽或螺旋槽中推出；另一小部分切削液从外排屑负压装置进入，通过喷嘴到达钻杆外壁，并向后喷射，在钻杆V型槽或螺旋槽内产生负压，将切削去的切屑向外抽吸，促使切屑排除。DF系统负压产生的机理是：切削液经负压装置高速射入排屑通道，与向外流动的切削液混合进行能量转换。排屑通道中向后流动的切削液，在射流喷嘴口处的能量转换区获得能量，切削液流速得以提高。这样，排屑通道内向后流动的切削液，在能量转换前后的流速产生梯度，具有不同的能量，形成压力差。在能量转换区前的切削液压力低，在能量转换区后边的压力高，因而产生真空区，即负压区。在负压区切削本科毕业设计（论文）液的流动速度加快，提高了排屑效果 2 。4.2

32、DF深孔钻DF深孔钻，亦称单管喷吸钻或双进油深孔钻，它结合了BTA系统与喷吸钻系统的推、吸排屑方式的优点，是一种被广泛应用的深孔钻。4.2.1 DF深孔钻的特点（1）排屑效果良好。尤其对于直径为620mm的小直径深孔加工，其优点就更为突出，可取代部分枪钻来加工小直径的深孔。（2）只要一根钻杆，省掉了喷吸钻的内管。钻杆内有冷却液的支托，切削振动较小，排屑空间较喷吸钻大，排屑顺畅。因此，加工精度略高于喷吸钻。（3）冷却压力较BTA方式深孔钻低，一般冷却压力为12MPa,流量小于135L/min。（4）生产率高。加工效率一般比BTA深孔钻高12倍。（5）DF系统深孔钻加工的孔径范围为6180mm，长

33、径比为3050，最大可达100。但对于直径大于65mm的深孔，抽屑效果下降，因此，DF系统比较适合于中、小直径的深孔加工 1 。4.3 DF深孔钻的使用4.3.1 对加工系统的要求在内排屑深孔加工中，加工系统各部分对孔的加工质量有很大的影响，各部分自身精度及安装精度的高低直接反映到孔加工质量的好坏，因此面对加工系统的各部分应有一定的要求，以保证得到较高的加工精度和生产率。深孔加工时的注意事项:（1）钻孔前先预钻一个与钻头直径相同的浅孔,以便对位和钻孔时起到导向定心作用；（2）应保证工件孔中心轴线、给液器导向套轴线与钻杆中心轴线重合；（3）根据工件材质合理选用切削用量,加工高强度材质工件时,应适

34、当降低切削速度V ；（4）为保证排屑、冷却效果,切削液应保持适当的压力和流量。加工小直径深孔时可采用高压力、小流量；加工大直径深孔时可采用低压力、大流量；（5）开始钻削时,应首先打开切削液泵,然后起动钻头再走刀切削；钻孔结束或发生故障时,应首先停止走刀,然后停住钻头,最后关闭切削液泵 10 。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很大的影响。（2）应具有足够的功率，在计算电动机额定功率时，应考虑到机床的效率。（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

35、适宜多种材料的深孔加工，一般进给量在0.050.35mm/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得超过0.02mm。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的同轴度误差，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距离不得超过1mm，以保证钻头粗钻时良好的贯穿

36、和足够的冷却液流量。（3）钻杆的联接器与机床主轴之间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，钻杆联接器应严格对中，以保证与机床主轴有公共的旋转轴线。3对冷却润滑液的要求在深孔加工中，冷却润滑液对加工质量和生产率有相当大的影响。根据内排屑深孔钻的加工特点，对所使用的冷却润滑液有以下要求：（1）应采用低压大流量的冷却润滑方式，由于采用大进给量的加工方式，单位时间内产生的切屑多，切削温度高，因此保证尽快冲走切屑和冷却润滑刀头是十分重要的。（2）宜采用油脂类切削油。由于钻头的导向块在切削时受到较大的径向压力以及摩擦力，要是冷却润滑不好往往会造成导向块的急剧磨损和剥离。若选用极压强化切削油

37、，会在导向块表面形成一润滑膜，起到润滑和支承重载的作用，这对减小导向块的磨损和延长刀具的寿命极为有利。（3）要求保持冷却润滑的清洁。由于脏的冷却润滑液会导致破坏导向块表面润滑膜，或使小直径深孔钻的油路堵塞，也容易使高压泵及阀门过早磨损，因此，必须对冷却液进行过滤，可采用先粗后精的过滤方式。4.3.2 切削用量的合理选择对于内排屑深孔钻，有4个基本因素影响切削用量的选择：切屑的大小及形状；机床的功率；合理的刀具耐用度；加工孔的尺寸的精度及表面粗糙度要求。其中，切屑的大小和形状是最为重要的，因为切屑在钻头和钻杆内能否顺利排出是加工能否正常进行的必要条件，当然所选的用量必须是在机床的额定功率内，同时

38、在考虑钻头耐用度及内孔的加工要求。切屑的形成，除了断屑台的形状外，在很大程度上也受切削速度和进给量的影响。一般来说，固定进给量而加大切削速度将使切屑变大、变软，而固定切削速度加大进给量将减短切屑长度，增大切削厚度。在实际使用中，可以通过以下几个步骤来确定合适的切削用量：（1） 根据加工材料粗选切削速度以及相应的进给量。（2） 检查机床功率是否合适，注意应参考机床的效率值。（3） 进行一些试验，以形成良好的切屑为标准，决定最佳切削用量。表4.1 切削速度和进给量1 材料硬度/HB切削速度/(mmin-1)进给量/(mmr-1)碳素钢15022576910.100.38易切钢17525076910

39、.100.38锰钢17525076910.100.38镍钢13527576910.100.38镍铬钢15025045910.100.30钼钢15025045910.100.30铬钢15025045910.100.30高速钢17527545910.100.30不锈钢13527545910.100.30铸铁14022045910.100.30可锻铸铁135250761200.150.50黄铜50160761200.150.50铝40150911830.150.50高强度耐腐蚀镍铜合金20030045910.050.25钛合金18022035650.060.22沉淀硬化不锈钢32038030600.

40、050.20在试验时须注意一下几点：如果中间齿形的切屑呈长条形，可用减小进给量的方法来解决，这时切削速度也要随之减小（起减小切屑长度的作用），以便使边上的切削刃也能形成合适的切屑。对一些特别难加工的材料，如氮化钢、不锈钢及钛合金等，切削速度要进一步减小，以便所有的切削刃都能形成合适的切屑。4.3.3 提高加工精度的措施1 加强导向以减小钻孔偏斜（1）适当增加钻头锋角，可减小钻削径向力，有利于降低导向块的磨损和减小钻孔的偏斜度。（2）改变钻头角度和刀齿宽度，必须保证径向合力始终压向导向块，绝不允许偏离导向块方向。径向力既不可太小，也不可太大。太小的径向力会使钻头导向削弱，容易产生振动；太大的径向

41、力容易破坏导向块的油膜，是导向块磨损较快。（3）提高导向套或引导孔的精度，加强导向作用。2 控制加工系统各部分的位置精度来提高钻孔尺寸精度（1）控制机床主轴、导向套（或引导孔）及联接器内孔三者的同轴度误差必须小于0.03mm。（2）严格控制导向套或引导孔与钻头的间隙，并尽可能采用导向套旋转的方式，以便保证钻孔的尺寸精度。（3）应保证足够的冷却液流量和选用抗黏附性好的导向块材料，以防止堵屑和导向块上的切屑黏附。3 稳定钻削来降低钻孔表面粗糙度（1）钻头外齿副切削刃及导向块的表面粗糙度应低于钻孔粗糙度23级，最好用油石壁光副刃及过渡刃。（2）选用适当的冷却液及有效的冷却方式。选用冷却效果好，抗黏结

42、性能力强的深孔切削液，保证供给充足的冷却液，使得排屑顺利，散热快。另外，；冷却液必须很好的过滤，以降低钻孔的表面粗糙度。（3）导向块采用耐磨、抗黏附性好的硬质合金材料，以减小切屑的黏性。本科毕业设计（论文）5改造装置5.1中心架中心架是深孔钻削装置中三大部件之一，其主要功能是支承、扶正旋转的工件，与普通车床中心架功能相同。但是由于深孔加工零件较重，工件外圆速度较高，因此，必须使用滚动支承。目前常用的有局部滚动和整体滚动两种形式，分别使用三点支承和四点支承。5.1.1 局部滚动式中心架局部式中心架的结构与普通车床中心架结构相同，只是支承采用了滚动式，这种中心架的优点是工件装夹方便，其缺点是刚性较

43、差，工件外圆必须预先车出定位基准，并且找正步态方便。由于深孔钻床没有尾座，采用这类中心架，一般必须在工件端面上车定位基准和授油器导向锥面配合定心。5.1.2 整体滚动式中心架整体滚动式中心架适用于中小型深孔加工机床，其结构如图5.1所示，有轴承、支座、支承套、支承调节螺钉和底板等构成。工件安装在支承套内，调整4个支承螺钉进行工件对中。改中心架具有刚性好，回转精度高，找正方便等优点，但工件的装夹不如局部滚动式中心架方便，需要移动中心架。图5.1 整体滚动式中心架由于机床的运动形式的确定为工件旋转，刀具只进给不旋转，对局滚动部式中心架和整体滚动式中心架的比较确定后，选用整体滚动式中心架，因为整体滚

44、动式中心架具有刚性好，回转精度高，找正方便的优点，在改装后的机床上对保证深孔加工的精度有很大的保证。5.2 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，分别用于工件不旋转和旋转两种方式。授油器的设计要点： 导向套孔、端盖中心孔与动力头中心孔应保证共轴线； 导向套横截面形状应与钻头的最大横截面形状相同,最大直径比钻头直径大0. 050. 1mm ，侧隙0. 51mm ，最小直径与钻杆没有配合要求,导向套与壳体为H7/ H6 的间隙配合; 端盖中心孔与刀杆滑动配合,对刀杆起支承作用,使切削过程平稳。授油器有一定的密封要求,所以在各个连接

45、面需要设置相应的密封圈或密封垫。授油器的支座安装在车床导轨上,可在导轨上移动和固定,其工作的过程是:先将授油器移开至工件一定的距离,使钻杆穿过授油器,从导向套中伸出足够的长度,将钻头安装好;重新移动授油器使钻头的大部分退入导向套,与工件上的加工孔位找正,然后将授油器贴紧工件加工面并加以固定,接上给液管,先开启切削液泵,再开启动力头,即可进行切削加工。5.2.1 不旋转式授油器不旋转式授油器是由支架、前密封圈、导向套、伸缩轴、手轮、支承螺母和后密封圈等组成，支架可沿机床导轨移动并紧固。钻孔时，旋转手轮使伸缩轴靠向工件表面。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形成的环形缝隙进入切削区，冷却润滑钻头。后密封圈是为了防止压力油从钻杆露出而设置的，钻头进入工件时，油导向套引导稳定钻削，这种授油器主要用于刀具旋转的深孔加工方式。5.2.2旋转式授油器旋转式授油器主要是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，是导向套