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在原子能工业、宇航制造业、电力工业等领域,为了满足特殊功能的需要,一些关键零部件都设计有特殊功能性的深孔,因此深孔加工显得尤为重要。特别是针对一些具有强度大、硬度高的良好的机械性能材料(如不锈钢、钛合金及高温材料等)进行深孔加工,存在加工时切削抗力大,刀具磨损快,切削温度高,断屑、排屑困难等问题,如何在这类材料上高效、优质、低成本进行深孔加工,将直接影响到加工效率、加工成本和加工质量。 本课题在深入分析深孔加工特点,典型深孔刀具应用特点基础上,从优化刀具技术、断屑技术、排屑技术、质量控制、孔加工中常出现的异常现象及解决措施等方面开展了深孔加工技术的研究。 本课题取得的主要研究成果和结论: (1)通过分析深孔加工特点和典型深孔加工刀具的应用特点,提出了合理选取深孔加工刀具建议。 (2)研究了优化刀具结构,如修磨几何角度(顶角、前角、后角、螺旋角、横刃和长度等)、分屑槽、断屑槽、改变刀片形状和磨双重甚至多重顶角,采用涂层技术等来提高深孔切削性能。研究表明:这些技术提高了深孔加工的稳定性和加工效率,减小了刀具磨损,使断排屑更加顺畅。 (3)通过切削实验,研究了切削用量、切削液的压力和流量对断排屑的影响。研究表明:通过合理的配匹它们之间的数值,能有效形成易于排屑的切屑形态,使断排屑更理想,提高了刀具的使用寿命和孔的加工质量。 (4)研究了增加工装(如采用导向套、导向块、中心架、跟刀架、减振块或预钻定心孔等)对深孔加工质量的影响。研究表明,这些工艺措施提高了深孔加工工艺系统的刚度,减小了深孔加工过程中的振动,可以显著提高深孔加工的质量。 (5)对深孔加工中出现的典型故障进行分析和研究,提出了相应的解决方案,为实际生产提供了参考。