深孔钻削机床的机构

《机床与液压》２０Ｏ２．Ｎｏ．２　深孔钻削机床的机构　李长胜　（河南机电高等专科学校，河南新　提高了深孔钻头柄部的稳定性，对深孔钻削机床设计具有重要指导作用。　关键词：深孔钻削；附加移动支撑；稳定性；机床设计　中国分类号：ＴＧ５０２．３　文献标识码：Ｂ　４５３００２）　摘要：针对深孔钻削加工的特点，设计了几种安装附加移动支承的深孔钻削机构，保证了中间移动支承间距离的定比值　文章编号：１００１—３８８．１（２００＂２）２—１３８—２　Ｏ问题的提出　床传动机构，将大大简化机构设计。　１　钴削深度与中间支承的关系　由于深孔钻削加工有以下特点　１：刀具细长，刚　性差，加工时容易引偏和产生振动，在加工小直径深　孔时尤为严重；刀具冷却散热条件差，切削温度容易　设计具有重新分配载荷的机床传动机构的通用结　构是拟定中间支承的基础。支承通过重新分配载荷机　升高，使钻头磨损加剧，耐用度降低；切屑排出困难，　不仅会划伤已加工表面，严重时会造成刀具崩刃，甚　至折断。所以深孔钻削加工是零件加工工艺的困难工　构由进给机构带动。与传统方法不同，工作进给速度　控制中间支承位移，重新分配机构载荷，保证作用在　弹性元件上的轴向载荷分散在支承上控制位移，这样　简化了传动机构设计，并简化了支承位移控制机构设　计。　序之一，在实践应用中，针对深　Ｌ钻削加工的特点，　大多采取改进刀具结构、改进刀具导向结构及压力输　如图１（Ｃ）所示，由于可伸缩套３安装了弹性中　化，此时：　间支承，保证在工作进给过程中支承间距离ｌ　均匀变　１ｌ＝［ｔ＋（ｎ一１）ｈ］／ｎ．　式中卜一给定的钻削深度；　，．　．　．．．．．．＾带＾下　一支承数目；　中间支承宽度　墓　Ｌ　：：：：　止　一由公式可以看出，在给定钻削深度时，钻头多支　承安装导致其长度增加。由此表明，尽可能为多个支　承间距离选择最佳比，并合理地提高钻头纵向稳定性。　图２所示，极限切削力Ｐ与中间支承跨距数ｍ　（ｍ＝ｎ一１）的关系曲线，其中工件材料为钢，钻削深　度ｆ一定，ｈ＝１０ｒｒａｎ，钻头直径ｄ＝６ｍｍ。由图２可　见，增加跨距数ｍ，力Ｐ增加，其增加程度与给定的　钻削深度有关　在引人中间移动支承时，在钻头工作　部分强度允许的条件下，图示直线部分（Ｐ＝Ｐ一）为　极限力增加的范围界限　图１深孔钻床钻头安装与传动联结简图　送冷却液等方法。如图１（ａ）所示钻头安装情况，通过　钻头１的柄部动态稳定性研究－　Ｊ表明：轴向力Ｐ的临　界值与比值ｂ／ａ＝０．５／０　６相适应。如果安装附加移动　支承２（图１ｂ～ｆ）时，比值ｂ／ａ：０．３／０．８５，此时轴　向力Ｐ的临界值增大１．５～２倍，而柄部稳定性系数增　大３倍多。这将有利于提高刀具刚性．防止钻头引偏　露　豳　图２扳限力与中间支承　跨距数ｍ的关系曲　线　图３进给量与中间支承　跨距数ｍ的关系曲　线　和振动　但是对于安装附加移动支承的情况，目前还　不多见：主要原因是在钻削过程中很难保证中间支承　距离的定比值。如图１（ｂ）中，如果支承间距离　．　均匀变化，并与钻削过程中工作进给速度成比例时，　钻头柄部就具有最大的稳定性。要想实现这个条件，　要求利用单独传动复杂系统使附加支承移动，这将使　机构设计复杂化。为此，设计具有重新分配载荷的机　图３所示，纵向进给量，与支承跨距数ｍ的关系　曲线。可以看出，在，相同情况下，随着钻削深度ｆ　的增加，跨距数ｍ也增加。但是随着ｌ的增加，每个　后续支承的有效性降低。这表明，在较小钻削深度时，　仅仅引入一个移动中间支承是有效的。在钻削深度一　定的条件下，按照钻头的强度条件允许的进给量（ｆ　维普资讯 http://www.cqvip.com

《机床与液压》２００２＂．Ｎｏ　２　：　）来限制中间移动支承数目。　由此可见，增加中间移动支承数使极限力增加，　对深孔钻削过程，实际上提高了钻头柄部纵向稳定性。　２深孔钻削机床机构　图４所示为移动式固定架，它是在图１（ｃ）的基　趋近。液压进给机构使钻头往复运动，保证按预定程　序在液压缸体１中旋转，左右腔内液压工作进给，液　压传动控制工作循环，按预定程序利用自动装置实现　调整。　图６所示为深孔钻削动力头。包括机体３、液压　缸５　活塞４、圆柱杆６（固定在液压缸盖２和１Ｏ上）、　钻头７和中问移动支承８，钻头的尾部嵌入活塞４的横　向槽内，钻头轴向移动靠定位器支承，定位器本身包　括球１３、弹簧１５和螺栓１４，移动支承８被剐度均匀的　础上研究设计的结构　固定架包含有套筒２、４和６与　固定套３、５和７及被隔开的弹簧１３、１２和１１活动联　接，机体套筒２固定在组合机床动力头滑套１上或移　动部件上，安装在机床主轴上的钻头ＩＯ由套３、５和７　支承，并沿长度　均匀分布。可移动式固定架能够利　用销９在装夹工件８的夹具上定位。在工作进给过程　中，套筒２、４和６轴向移动，这时，弹簧保证固定架　套筒问距离均匀减少，提高了钻头柄部的纵向稳定性，　使进给量增加，从而提高钻削生产率　另一方面，随　着中间支承数的增加，在给定钻削深度的情况下，极　弹簧９分开。在接通电动机时，轴１转动传动盖２的　同时．液压缸５、圆柱杆６、活塞４、支承８、盖１Ｏ和　钻头７与轴１同步转动。　大地增加所需钻头长度，为增加导向装置提供方便。　图１（ｄ）所示，提高钻头柄部纵向稳定性问题将导致　利用导向套５提高液压进给传动杆４的稳定性问题　图６深孔钻削动力头　液压缸（图６未表示）使钻头往复运动，油由被　周４移动式固定架　安装在机体上的液压分配器经过孔１２，在压力下进入　液压缸内。这时，活塞压缩弹簧，快速地把钻头引向　工件ｌ１．接通液压缸中供油系统的自动换向节流阀，　图５（ａ）所示为机床深孔钻削的传动机构，它与　图１（ｅ）所示的简图相对应，该传动机构包含长机体　２，其内轴承上安装主轴４，以液压缸形式实现与套１　传动联系。活塞３的杆５与钻头７刚性联接，用套６　导向。　实现工作进给过渡。在加工完毕，由于液压分配器腔　与油箱联结，弹簧使活塞与钻头返回原始位置，移动　中间支承消除钻头弯曲，提高刚性。　３结束语　深孔钻削中，冷却、排屑　导向、刚性问题是保　证加工质量的关键问题。本文所研究的深孔钻削各种　机构，保证了中间附加移动支承的定比值，提高了钻　头柄部纵向稳定性，较好地懈决了钻头刚性差、导向　性不好的问题　参考文献　【１】华南工学院等．金属切削原理及刀具设计．上海科学技　术出版社，１９８０　【２】Ｆｌｏ￣ｙｉｔｔｅｒ，Ｂ．ｙｅｒ￣ｆｆｉ．，ｅ．ｍｏｃ￣Ｈ．，０ｌ６　ＮⅢ　出．Ｂ口　ｎ　Ｍｌ　Ⅻｃ－ｒｅ６ａｎ　ａｍ＂ｒｐｙ＇ｕ￣ｍ＇ａ　ｎｌｍ　ｏＯｍｍｔｏ￣　Ｈ　ｓｎ６ｐａｔｍｏｍ．ｘ￣ｃｏｅｐ．ｑｅｔｑ￣硼ｙ６衄　Ｋ饥｜ｅｐｅ脚图５深孔钻削机床传动机构　∥Ｉ４３ｓ．　８ｙｓｏＢ．Ｍａｒｍｍｏｃｒｐｏｅａｎｅ，１９９６．Ｎｏ２．Ｃ．１２９—１３７　图５（ｂ）所示的机构是按图１（ｆ）简图设计的，　提高杆４的纵向稳定性是通过安装中问支承６来实现。　支承６中开有油槽，活塞２、支承６和液压缸３内端面　闯放有等剐度的弹簧７，工作进给由液压缸实现，活　塞压缩弹簧保证中间支承在进给方向上均匀移动均匀　【３１李华机械制造技术．机械工业出版社，１９９７　作者简介：李长胜，男，１９６４年１Ｏ月生，副教授，西安　交大工学硕士，主要从事机械制造、机电控制等方面的教学　与研究。　收嚣对魏缸麴缸鲁０６－＿２１