1、编 号无锡太湖学院毕 业 设 计 （ 论 文 ）题目： 钻削精密深孔扭振发生装置的设计 无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚 信 承 诺 书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 钻削精密深孔扭振发生装置的设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。III无 锡 太 湖 学 院机 电 系 数 控 专 业毕 业 设 计 论 文 任 务 书一、题目及专题：1、题目 钻削精密深孔扭振发生装置的设计 2、专题 二、课题来源及选题依据近年来，新型非金属工程材料的应用不
2、断扩展，其中不乏难加工材料，这对振动钻削工艺提出了新的挑战，同时也为展示其优良工艺效果提供了机遇。隈部教授采用超声波扭转振动和低频轴向复合振动钻削工程陶瓷，石川惠一采用单一的低频轴向振动钻削工程陶瓷，均取得了改善加工能力、提高钻头寿命的实验结果。北京航空航天大学陈鼎昌教授和哈尔滨工业大学张其馨先后用超声波振动钻削碳纤维增强复合材料(CFRP) ，不但改善了对硬而韧的碳纤维的切削能力，同时还可抑制钻削中材料的层间剥离。三十多年来，国内外学者对振动钻削作了大量理论与实验研究工作，振动钻削能提高钻孔质量、延长刀具寿命和改善对难加工材料切削能力等优良工艺效果已在机械加工领域得到普遍承认。综观国内外振动
3、钻削的研究现状，目前主要存在以下问题：对振动钻削的理论研究尚不充分，还未形成完整的理论体系，现有理论具有II较大局限性，尚需修正和完善，以充分揭示振动钻削的动力学本质；对振动钻削工艺效果的研究大多局限于直径大于 1mm 的孔径区域，而直径小于 0.5mm 的微小孔加工条件最为恶劣，且加工数量与日俱增，所以对振动钻削微小孔的研究更具实际意义，需予以更多关注； 迄今对振动钻削的研究均属于定参数振动钻削，无法同时满足钻削三区段不同钻削机理的要求，难以达到进一步提高钻孔整体加工水平的要求。因此，三区段变参数振动钻削，特别是对微小孔的三区段变参数振动钻削是在定参数振动钻削基础上的一次飞跃，是具有重要科研
4、及应用价值的研究课题。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 熟悉低频振动深孔钻削的发展历程，特别是近十几年来提出的直径小于 0.5mm 的微小孔加工； 熟悉低频振动深孔钻削的工艺效果； 熟练掌握低频振动深孔钻削的三种振动方式：轴向振动(振动方向与钻头轴线方向相同)、扭转振动(振动方向与钻头旋转方向相同)和复合振动(轴向振动与扭转振动迭加)； 掌握了解针对不同的材料所需要的加工参数； 能够熟练使用振动钻削的自动控制系统，实现振动钻削的自动化和智能化。 四、接受任务学生：机械 91 班 姓名 刘路路 III五、开始及完成日期：自 2012 年 11 月 7 日 至 2013 年 5 月 25
5、日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师 签名签名签名教 研 室 主 任学科组组长研究所所长 签名系主任 签名2012 年 11 月 7 日IV摘 要孔加工是金属切削加工中最常用的加工工艺。据统计,孔加工的金属切除量约占切削加工总金属切除量的 1/3,钻头的产量约占刀具总产量的 60%。目前用于加工微小孔的工艺方法虽然较多,但应用最广泛、生产实用性最强的仍是采用麻花钻钻削加工。随着对孔加工质量和效率的要求不断提高,传统的钻削工艺已显示出极大的局限性,而近年来迅速发展的振动钻削工艺则日益显示出其独特的优势及广阔的应用前景。本文主要介绍了振动钻削，振动钻削是振动切削的一个分支，它与普通钻削的区别
6、在于钻孔过程中通过振动装置使钻头与工件之间产生可控的相对运动。振动方式主要有三种,即轴向振动、扭转振动和复合振动。本文讲述了如何匹配加工参数来实现精密深孔的加工，并设计了扭振发生装置，综合分析了振动钻削的工艺效果。低频振动切削技术目前已应用于孔加工(包括钻、扩、铰、锁、攻丝等)和外圆车削加工等领域，解决实际生产中诸如切屑处理、改善切削加工性、提高加工质量、延长刀具寿命等问题，理论上也获得了许多发展。关键词 ： 麻花钻 ；振动钻削 ；振动装置 ；低频振动 VAbstractHole processing is the most commonly used metal cutting machin
7、ing processing technology. According to statistics, hole machining of metal removal accounted for about one-third of the total machining metal removal of the, drill production accounted for about 60% of the total tool production. Process methods now used for machining small holes while more, but the
8、 strongest is still the most widely used, the production practicality is uses the twist drill drilling processing. As the hole of the requirement of increasing the quality and efficiency, the traditional drilling technology has shown great limitations, in recent years the rapid development of the vi
9、bration drilling technology is increasingly shows its unique advantages and broad application prospects.Vibration drilling is mainly introduced in this paper, the vibration drilling is a branch of vibration cutting, the difference between it and common drilling through vibration device in the proces
10、s of drilling bit and generate controllable relative movement between parts. Vibration mode mainly has three kinds, namely axial vibration, torsional vibration, and vibration compound. This article tells the story of how the matching processing parameters to achieve precision deep hole machining, an
11、d torsional vibration generator is designed, the comprehensive analysis of the vibration drilling technology effect. Low frequency vibration cutting technology has been applied to the machining (including drilling, expanding, hinge, lock, tapping, etc.) and cylindrical turning processing, etc, to so
12、lve practical production in cutting machining, such as chip removal, improve processing quality, prolong tool life and other issues, theory also received many development. Keywords： Twist drill ；Vibration drilling；Vibration device；Low frequency vibrationV目 录摘 要 .IVAbstract.V目 录 .VI1 绪论 .11.1 振动钻削技术的
13、发展历史 .11.2 振动钻削的工艺效果 .21.3 振动钻削的应用前景及前沿课题 .42 振动钻削的原理 .72.1 振动钻削的机理 .72.2 振动钻削系统的稳定性与振幅损失 .82.2.1 振动钻削时的切削力 .92.2.2 振动钻削系统的稳定性 .102.2.3 产生横向摆振与钻杆弯曲振动的原因 .122.2.4 振幅损失 .133 深孔加工的高效解决方案 .143.1 深孔加工 .144 装置设计 .164.1 装置总体方案 .164.2 电机的选择 .184.3 带传动设计 .204.3.1 确定计算功率 Pca.204.3.2 选择带型 .204.3.3 确定带轮的基准直径 .2
14、04.3.4 确定中心距 a 和带的基准长度 Ld.214.3.5 验算主动轮上的包角 1 .214.3.6 确定带的根数 Z.214.3.7 确定带的预紧力 F0.224.3.8 计算带传动作用在轴上的力（简称压轴力）F p.224.3.9 V 带轮设计 .224.3.10 V 带传动的张紧装置 .234.4 偏心轴及其附件设计. .244.4.1 轴承的选用 .264.4.2 轴承底座 .274.4.3 端盖和透盖 .284.4.4 偏心销钉 .294.5 主轴及其附件设计 .294.5.1 主轴 .29VI4.5.2 弹性夹头 .304.5.3 轴承的选用 .314.5.4 轴承座 .324.5.5 夹紧螺母 .324.5.6 轴承盖 .334.5.7 摆杆 .334.6 底板设计 .335 致谢 .35参考文献 .36
