本文關(guān)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(zhì)量、穩(wěn)定的加工性能,使得其成為深孔加工中應(yīng)用最為廣泛的一類刀具。BTA深孔鉆有單齒BTA深孔鉆和錯(cuò)齒BTA深孔鉆兩種,由于BTA錯(cuò)齒深孔鉆制造成本更高,且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,無法實(shí)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(cuò)齒深孔鉆應(yīng)用更為廣泛,但是在機(jī)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(yán)重影響深孔鉆的加工質(zhì)量,所以需要對單齒BTA深孔鉆系統(tǒng)展開一系列分析,為進(jìn)行有針對性的刀具改進(jìn)優(yōu)化指明了方向。本文就深孔鉆削以下4個(gè)難點(diǎn)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(chǎn)生的熱量難以散發(fā)。首先,介紹了深孔鉆削的技術(shù),以單齒BTA深孔鉆為主,介紹了它的工作原理和鉆頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)單齒BTA深孔鉆的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。并對單齒BTA深孔鉆鉆頭進(jìn)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(xué)模型,求解切削力分量。選擇確定了導(dǎo)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(jìn)行了分析。然后,進(jìn)行了單齒BTA深孔鉆系統(tǒng)的力學(xué)特性分析。通過建立單齒BTA深孔鉆的靜力學(xué)模型對其力學(xué)性能進(jìn)行了仿真分析,根據(jù)仿真中的應(yīng)力應(yīng)變云圖得出磨損較為嚴(yán)重的部位,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)對比驗(yàn)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(shí)對單齒BTA深孔鉆的鉆桿進(jìn)行諧響應(yīng)分析,得出鉆桿的共振頻率,并對載荷頻率進(jìn)行調(diào)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(jìn)行了合理加工參數(shù)的選擇和切削液的選定,通過實(shí)驗(yàn)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(guān)鍵詞】：單齒BTA深孔鉆 力學(xué)特性 切削液 模擬仿真
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(shù)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(shù)中難點(diǎn)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(shù)的國內(nèi)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(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.4 課題來源17-18
• 1.5 主要研究內(nèi)容18-20
• 2 單齒BTA深孔鉆力學(xué)模型的分析20-47
• 2.1 BTA鉆簡介20-25
• 2.1.1 BTA深孔鉆結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(xué)模型的建立27-29
• 2.3.2 求解深孔鉆削中各個(gè)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(dǎo)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(dǎo)向條位置分布和受力的分析33-35
• 2.4.2 導(dǎo)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(xué)模型41-42
• 2.6.2 瞬態(tài)切削力的計(jì)算42-44
• 2.6.3 深孔鉆削中的振動分析44-46
• 2.7 結(jié)論46-47
• 3 單齒BTA深孔鉆系統(tǒng)力學(xué)特性分析47-66
• 3.1 刀具的結(jié)構(gòu)47-48
• 3.2 單齒BTA鉆的靜力學(xué)特性分析48-53
• 3.2.1 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)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(shí)際鉆削實(shí)驗(yàn)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(chǔ)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(jì)算結(jié)果分析57-59
• 3.5 深孔鉆桿的諧響應(yīng)分析59-64
• 3.5.1 諧響應(yīng)分析的理論依據(jù)60-62
• 3.5.2 諧響應(yīng)計(jì)算結(jié)果分析62-64
• 3.6 結(jié)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(shí)驗(yàn)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(yàn)68-69
• 4.2.2 切削液的基本物理性質(zhì)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(jié)果分析71-80
• 4.3 結(jié)論80-81
• 5 總結(jié)與展望81-83
• 5.1 總結(jié)81-82
• 5.2 展望82-83
• 參考文獻(xiàn)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(xiàn)】

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本文編號：298294