發(fā)布時間：2017-04-11 04:15

  本文關鍵詞：單齒BTA深孔鉆系統(tǒng)的研究與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：BTA深孔鉆具有良好的加工質量、穩(wěn)定的加工性能,使得其成為深孔加工中應用最為廣泛的一類刀具。BTA深孔鉆有單齒BTA深孔鉆和錯齒BTA深孔鉆兩種,由于BTA錯齒深孔鉆制造成本更高,且結構復雜,無法實現(xiàn)小深孔的加工,所以小直徑孔的加工是由BTA單齒深孔鉆來完成的。因此,雖說BTA錯齒深孔鉆應用更為廣泛,但是在機械裝備制造行業(yè)中BTA單齒深孔鉆也是必不可少的。單齒BTA深孔鉆鉆頭出現(xiàn)磨損、變形和鉆桿的振動等現(xiàn)象將嚴重影響深孔鉆的加工質量,所以需要對單齒BTA深孔鉆系統(tǒng)展開一系列分析,為進行有針對性的刀具改進優(yōu)化指明了方向。本文就深孔鉆削以下4個難點展開分析:(1)鉆頭容易磨損斷裂;(2)刀具系統(tǒng)易偏離加工中心;(3)鉆削系統(tǒng)排屑難;(4)加工產生的熱量難以散發(fā)。首先,介紹了深孔鉆削的技術,以單齒BTA深孔鉆為主,介紹了它的工作原理和鉆頭的結構特點單齒BTA深孔鉆的結構特點。并對單齒BTA深孔鉆鉆頭進行受力分析,依據(jù)鉆頭在鉆削加工過程中的受力建立數(shù)學模型,求解切削力分量。選擇確定了導向條的位置分布和參數(shù),對鉆削過程中的刀具穩(wěn)定性進行了分析。然后,進行了單齒BTA深孔鉆系統(tǒng)的力學特性分析。通過建立單齒BTA深孔鉆的靜力學模型對其力學性能進行了仿真分析,根據(jù)仿真中的應力應變云圖得出磨損較為嚴重的部位,并結合實驗對比驗證了仿真的正確性。通過單齒BTA深孔鉆的模態(tài)分析,得出其前十階固有頻率及變形振型圖,了解了頻率對振幅的巨大影響,為避免發(fā)生共振,提高加工過程的穩(wěn)定性提供了依據(jù)。同時對單齒BTA深孔鉆的鉆桿進行諧響應分析,得出鉆桿的共振頻率,并對載荷頻率進行調整,優(yōu)化加載方式減小刀具振動幅度。最后,從改善刀具排屑性能與延長刀具壽命方面進行了合理加工參數(shù)的選擇和切削液的選定,通過實驗選擇出最易排出的切削形態(tài)和切削參數(shù);通過ANSYS模擬仿真選擇出排屑效果和冷卻效果最佳的切削液。切削形態(tài)和切削液的合理選擇對改善刀具排屑性能,延長刀具壽命,改善工件加工精度方面都有著很重要的意義。
【關鍵詞】：單齒BTA深孔鉆 力學特性 切削液 模擬仿真
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG52
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 課題研究的意義10
• 1.2 深孔加工技術簡介10-14
• 1.2.1 深孔鉆削常見問題的分析11-12
• 1.2.2 深孔加工技術中難點的解決途徑12-13
• 1.2.3 深孔鉆削的工藝13-14
• 1.3 深孔加工技術的國內外發(fā)展現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 深孔鉆削的工藝發(fā)展14-16
• 1.3.2 BTA深孔鉆削的國內外發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.4 課題來源17-18
• 1.5 主要研究內容18-20
• 2 單齒BTA深孔鉆力學模型的分析20-47
• 2.1 BTA鉆簡介20-25
• 2.1.1 BTA深孔鉆結構特點20-22
• 2.1.2 切屑處理方式22-25
• 2.2 BTA深孔鉆工作原理25
• 2.3 單齒BTA深孔鉆的受力分析25-33
• 2.3.1 單齒BTA鉆鉆削力學模型的建立27-29
• 2.3.2 求解深孔鉆削中各個切削力分量29-31
• 2.3.3 鉆削力扭矩MA的測量方法31-32
• 2.3.4 軸向切削力FT的測量方法32-33
• 2.4 對導向條位置分布和受力的分析以及尺寸參數(shù)的確定33-37
• 2.4.1 對導向條位置分布和受力的分析33-35
• 2.4.2 導向條尺寸參數(shù)的確定35-37
• 2.5 鉆削穩(wěn)定性分析37-41
• 2.6 振動分析41-46
• 2.6.1 深孔鉆削的動力學模型41-42
• 2.6.2 瞬態(tài)切削力的計算42-44
• 2.6.3 深孔鉆削中的振動分析44-46
• 2.7 結論46-47
• 3 單齒BTA深孔鉆系統(tǒng)力學特性分析47-66
• 3.1 刀具的結構47-48
• 3.2 單齒BTA鉆的靜力學特性分析48-53
• 3.2.1 結構靜力學的分析理論48-49
• 3.2.2 有限元求解步驟49-53
• 3.3 單齒BTA鉆的實際鉆削實驗53-55
• 3.4 單齒BTA鉆的模態(tài)分析55-59
• 3.4.1 模態(tài)分析的基礎思想56
• 3.4.2 模態(tài)分析的理論依據(jù)56-57
• 3.4.3 模態(tài)計算結果分析57-59
• 3.5 深孔鉆桿的諧響應分析59-64
• 3.5.1 諧響應分析的理論依據(jù)60-62
• 3.5.2 諧響應計算結果分析62-64
• 3.6 結論64-66
• 4 單齒BTA深孔鉆排屑與冷卻系統(tǒng)分析研究66-81
• 4.1 切削參數(shù)對排屑的影響66-68
• 4.1.1 深孔鉆削切屑形態(tài)研究66
• 4.1.2 實驗過程以及其數(shù)據(jù)分析66-68
• 4.2 不同切削液對冷卻與排屑效果的影響68-80
• 4.2.1 切削液模擬仿真和試驗68-69
• 4.2.2 切削液的基本物理性質69-70
• 4.2.3 深孔刀具中不同切削液物性參數(shù)的確定70-71
• 4.2.4 模擬仿真的結果分析71-80
• 4.3 結論80-81
• 5 總結與展望81-83
• 5.1 總結81-82
• 5.2 展望82-83
• 參考文獻83-87
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果87-88
• 致謝88-89

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 沈興全;王慧榮;李永春;王唯;;BTA深孔鉆削力學特性分析及鉆頭優(yōu)化[J];制造業(yè)自動化;2015年14期

2 馮斌;沈興全;王剛;;BTA深孔鉆內流道排屑機理數(shù)值仿真研究[J];機械設計與制造;2014年10期

3 馬龍;沈興全;任曉敏;;高速小直徑深孔鉆削過程中的切屑形態(tài)分析[J];制造技術與機床;2014年02期

4 沈興全;張利新;;基于DEFORM-3D的小深孔鉆削模擬研究[J];中北大學學報(自然科學版);2013年04期

5 蘇國勝;劉戰(zhàn)強;萬熠;艾興;;高速切削中切削速度對工件材料力學性能和切屑形態(tài)的影響機理[J];中國科學:技術科學;2012年11期

6 李建;王彪;劉永姜;李道波;付力;;深孔鉆削的有限元仿真分析[J];機械設計與制造;2012年11期

7 李道波;王彪;李建;付力;;基于Deform-3D準干式深孔BTA刀具鉆削的仿真研究[J];工具技術;2012年09期

8 孔虎星;郭拉鳳;尹曉霞;;基于ANSYS的深孔鉆結構有限元分析[J];機械;2011年06期

9 趙如意;關世璽;;深孔鉆削切屑形態(tài)的研究[J];新技術新工藝;2010年02期

10 李文亮;王愛玲;劉兆華;管政;郭衛(wèi)衛(wèi);;深孔鉆削中油路系統(tǒng)靜態(tài)特性分析[J];現(xiàn)代制造工程;2009年01期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 陳振亞;基于流體動力潤滑理論的深孔加工直線度誤差分析研究[D];中北大學;2015年

2 黃曉斌;EA4T車軸深孔鉆削切屑形態(tài)及刀具磨損的研究[D];中北大學;2015年

3 蘇國勝;高速切削鋸齒形切屑形成過程與形成機理研究[D];山東大學;2011年

4 孔令飛;深孔加工中鉆桿系統(tǒng)非線性動態(tài)行為研究[D];西安理工大學;2010年

  本文關鍵詞：單齒BTA深孔鉆系統(tǒng)的研究與分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：298294