珩齿加工机床设计-实习报告

毕业实习报告学院：机械与动力工程学院专业：机械制造与设计及自动化班级：机制 042 班学号：0403010216河南理工大学本科毕业实习报告- 1 -姓名：刘 伟目录1 前言2 公司简介3 深孔加工简介4 常用深孔加工系统简介5 枪钻的结构与特点6 深孔加工工艺7 枪钻机床的特点8 结束语河南理工大学本科毕业实习报告- 2 -1 前 言毕业实习是毕业设计关键环节，是为做毕业设计提供感性的基础，为毕业设计提供一个大概轮廓。毕业设计与毕业实习相结合，是我们第一次比较综合的运用所学的知识，把理论变为现实的一次实践过程。要求我们充分利用所学的理论知识与实践相结合，在此基础上有新的发展、开拓我们的知识面，将所学的知识更融会贯通，并运用于实践。通过毕业实习使我们了解到，真正要做好一件产品，是离不开工程实践的，要理论加实践才能出成果。这也为我们以后工作和学习提供了经验。河南理工大学本科毕业实习报告- 3 -2 公司简介焦作市博瑞克液压机械有限公司创建于 1958 年，是国家机械工业部确定的冶金设备用液压缸唯一定点生产厂家；国家液压缸行业标准起草，修定单位之一，宝钢设备配件研制中心成员单位之一；焦作市高新技术企业之一。2001 年 7 月经国家经贸委批准“双高一优”项目，投资 3000 万元的冶金设备用液压缸易地经改项目已完成。并能够独立生产多种高难度非标油缸替代进口油缸，且 CAD 覆盖率达 100。公司主要加工设备 260 台，其中投资额 1200 万元从美国西来公司引进目前世界上最先进的内孔加工设备刮削滚刀机，采用镗，滚压方法，一次装卡完成，使缸体内孔精度达 IT8 级，并具有压力自动补偿刀具，保证表面粗糙度始终如一。同时公司还用有先进的数控机床，卧镗铣床，多台深孔强力珩磨机床，深孔钻镗床，8 米外园磨床，14 米车床以及车削中心，数控加工中心和先进的综合性能实验台等完善的检测设备。该公司的主要产品有：1. 重型冶金设备用液压缸（1） JB216291 冶金设备用液压缸（2） JB/ZQ439596 重型冶金设备用液压缸（3） CD250/CG250 重型冶金设备用力士乐液压缸（4） YHG 冶金设备标准液压缸（5） 伺服压下缸（6） 齿条压下油缸（7） 带位移显示传感器液压缸2. HSG01 工程用液压缸河南理工大学本科毕业实习报告- 4 -3. 标准系列气缸（1） 冶金设备用气缸 JB1444144874（2） QG 国际标准中型汽缸4. 设计制造各种非标准液压缸，气缸以及液压泵站等产品。3 深孔加工简介现代深孔加工技术的发展，面临着多品种、小批量、新型工程材料及愈来愈高的精度要求的挑战。由于机械工业产品多品种、小批量的比重日益增加，提高劳动生产率、降低生产成本成为深孔加工技术的中心课题。发展成组技术和发展计算机辅助设计及计算机辅助制造，实现自动化生产是提高深孔加工劳动生产率和经济效益的根本途径。新型工程材料对深孔加工技术的挑战，在于要求提高传统深孔加工方法的水平开发新的制造技术与加工方法。愈来愈高的精度要求，需要发展深孔精密加工技术，并相应地发展精密测量及精密机械设计。在实现深孔加工自动化生产中，需要解决加工中异常情况的监控及自动检测。目前深孔加工中的这些问题、虽然落后于车削、铣削，但已有一些国家在开发研制，进行解决。 随着深孔工技术的发展深孔加工技术的基础理论研究也在不断加强并取得了有价值的成果。深孔加工难度高、加工工作量大，已成为机械加上中的关键性工序。随着科学技术的进步，产品的更新换代十分频繁新型高强度、高硬度的难加工零件不断出现，无论是对深孔加工的质量、加工效率，还是刀具的耐用度都提出了更高的要求。因此研究深孔加工的新工艺、探索深孔加工刀具的新结构、深孔加工的检测方法和监测系统等已成为人们河南理工大学本科毕业实习报告- 5 -十分关注的问题。孔加工分为浅孔加工和深孔加工两类也包括介于两者之间的中深孔加工。一般规定深孔 L 与孔径 之比大于 5，即 L 5 的孔称为ODOD深孔; L 5 的孔称为浅孔。 孔的深度与直径之比，决定了孔加OD工工艺系统的刚度及刀具结构的特点。L 增大，工艺系统刚度降O低切屑排出及冷却润滑的难度加大。4 常用深孔加工系统简介深孔加工可分为一般深孔加工(钻、镗、铰等)、精密深孔加工(珩磨、滚压等)和电深孔加工(电火花、电解等)。按加工方式可分为 :实心钻孔，镗孔法，套料钻孔法； 按运动形式可以分为 :工件旋转、刀具作进给运动，工件不动、刀具旋转又作进给运动,工件旋转、刀具也作相反方向旋转又作进给运动,工件作旋转运动与进缩运动、刀具不动 ; L按排质方法分为:外排屑, 内徘屑; 按加工系统(冷却、排屑系统 )分为:枪钻系统,BAT 系统, 喷吸钻和 DF 系统。深孔加工是处于封闭或半封闭状态下进行的，故具有以下特点：(1).不能直接观察到刀具的切削情况。目前只能凭经验，通过听声音、看切屑、观察机床负荷及压力表、触摸振动等外观现象来判断切削过程是否正常。(2).切削热不易传散。一般切削过程种 80%的切削热被切屑带走，而深孔钻削只有 40。刀具占切削热的比例较大扩散迟、易过热，刃口的切削温度可达 600，必须采用强制有效的冷却方式。(3).切屑不易排出。由于孔深、切屑经过的路线长，易发生阻塞，造成钻头崩刃。因此，切屑的长短和形状要加以控制，并要进行强制性排屑。 (4).工河南理工大学本科毕业实习报告- 6 -艺系统刚性差。因受孔径尺寸限制，孔的长径比较大，钻杆细而长、刚性差易产生振动，钻孔易走偏，因而支承导向极为重要。目前，国内、外常用的深孔加工系统有枪钻系统、BAT 系统、喷吸钻系统和 DF 系统。这些系统除用于与之对应的钻头进行钻削外，亦可以用于其它深孔刀具切削加工，如深孔镗削、铰削和珩磨等。枪钻系统属于外排屑方式， 主要部件由中心架、扶正器、钻杆联结器和冷却润滑油路系统组成。其中中心架辅助机床卡盘用于装夹工件；扶正器主要用于钻头人钻时导向并提供向外排屑的通道；尾架用于夹持钻头柄部，支承钻削扭矩和轴向力。枪钻系统的工作原理是：切削液通过尾架上输油人口进入钻杆内部，到达钻头头部进行冷却润滑，并将切除的切屑从钻头外部的 V 型槽中排出。由于切屑由钻头和钻杆外部排出，容易接伤已加工孔表面，其加工质量要低于内排屑方式的系统。该系统主要用于小直径(一般 20 mm)深孔加工。BAT 系统属于内排屑方式。 主要由中心架、授油器、钻杆联结器和冷却润滑油路系统组成。BAT 系统中的授油器与枪钻系统中的扶正器功能不同，授油器除了具备导向扶正功用外，还提供了向切削区输油的通道。BAT 系统的工作原理是：切削液通过授油器从钻杆外壁与已加工表面之间的环形空间进入，到达刀具头部进行冷却润滑，并将切屑经钻杆内部推出。该系统使用范围广泛，适用于深孔钻削、镗削、铰削和套料，但受到钻杆内孔排屑空间的限制主要用于直径 12mm 的深儿加工。喷吸钻系统主要用于内排屑深孔钻削加工：喷吸钻系统利用流体力学的喷射效应的原理，当高压流体经过一个狭小的通道喷嘴高速喷射时，在这般喷射流的周围形成低压区，可将喷嘴附近的流体吸走。其工作原理是：切削液在一定压力作用下，由联结器上输油口进入其中 23河南理工大学本科毕业实习报告- 7 -的切削液向前进入内、外钻杆之间的环形空间，通过钻头柄部上的小孔流向切削区，对切削部分、导向部分进行冷却与润滑并将切屑推人内钻杆内腔向后排出；另外 13 的切削液，由内钻杆上月牙状喷嘴高速喷入内钻杆后部，在内钻杆内腔形成一个低压区，对切削区排出的切削液和切屑产生向后的抽吸，在推、吸双重作用下促使切屑迅速向外排出。因此，在喷吸钻钻孔时，切削液压力低而稳定不易外泄，徘屑顺畅，降低了钻削系统的密封要求，保证了钻削加工可以在较大的切削用量下进行。喷吸钻系统由中心架、扶正器、内钻杆、外钻杆及冷却润滑系统等组成。由于有内管，喷吸钻加工最小直径范围受到限制，般不能小于 I 8mm。DF 为英文 Double Feeder 的缩写，原意为双进油装置，是 20 世纪70 年代中期研制出来的。它并非独创，而是将 BTA 方法推出切屑与喷吸钻吸出切屑的方法相结合，仅用一个钻杆完成推、吸双重作用。它同时具备了 BTA 系统和喷吸钻系统的优点并克服不足，使钻削直径范围增大(最小直径可达 46mm)，密封压力减小，加工精度和效率提高。DF系统需要把切削液分成两条路线分别供给授油器和联结器，其工作原理是：约 2/3 的切削液同 BAT 系统一样由授油器进入，并从钻杆外壁与已加工孔表面之间的环形空间到达钻头头部，并将切屑从钻杆内部推出；另外 1/3 的切削液直接从钻杆联结器的负压装置进入钻杆内腔，产生一定的负压。将切削区的切削液和切屑向后抽吸，促使切屑顺利排出。河南理工大学本科毕业实习报告- 8 -5 枪钻的结构与特点枪钻是一种比较古老的深孔加工刀具，最初用于加工枪管，故名为枪钻。枪钻是外排屑深孔钻的代表。也是小直径 10mm 以下)深孔加工的常用力法。目前硬质合金枪钻的最小直径为 1mm；钻孔深度与直径之比超过 100,最大可至 250；钻孔精度为 IT7-IT9；钻孔表面粗糙度 R 为 3.2 一 0.4um.枪钻具有一次钻削就获得良好精度和表面粗糙度低的特点，近几年来，已用于精密浅孔和特殊孔加工。而且枪钻的使用范围也在不断扩大，不仅用于加工通孔,还可以加工盲孔、阶梯孔、斜孔、半圆孔、断续孔和叠层板孔等。枪钻由头部 1、钻杆 2 和传动部 3(柄部)三部分组成，如图 1 所示。头部材料有高速钢和硬质合金两种并与钻杆焊接为一体、目前常用硬质合金枪钻。图 1.枪钻的结构钻头头部有出油孔，出油孔的形状和大小主要根据切削液流动特性和流量的要求来确定。常用的形状有单圆孔形、半月形、八字形及双圆河南理工大学本科毕业实习报告- 9 -孔形 4 种，如图 2 所示。其中双圆孔形及八字形的出油孔截面积为最大,常用于大直径枪钻或双刃枪钻。小直径枪钻或单刃枪钻,常用单圆儿及半月形截面形状。图 2.枪钻油孔形式枪钻钻杆一般用高强度合金管压制而成,有 D 形,V 形,U 形,中心槽形,圆型,麻花形几种。其中，D 形钻杆适用于 speedbit 枪钻；中心槽形钻杆适用于销式枪钻；v 形钻杆和圆形钻杆适用于普通(标准)枪钻；v 形钻杆用于钻深一些的孔；圆形钻杆用于钻浅孔；麻花形钻杆用于立式钻削。设计时，钻杆直径必须略小于钻头直径，但不宜过小否则切屑容易泄漏到 v 形槽外，划伤已加工面。通常，钻杆直径 (mm)取1d10d(.26)式中 钻头直径，mm。0钻杆壁厚 取t=(0.10.2) 0d钻杆长度 L(mm)取123456Lll式中 -钻头可重磨长度，mm;河南理工大学本科毕业实习报告- 10 -孔深,mm；2l-切屑箱长度，mm；3-予留余量,mm；4l-中心架长度, mm；5-柄部长度,mm。(见图 3)6l图 3.钻杆长度确定示意图柄部是将钻头和机床连接起来的部分钻柄与机床的连接孔要求有一定的同轴度，并且连接必须牢靠以便有效地传递力和力矩。6 深孔加工工艺深孔零件加工过程可划分为以下 5 个阶段：1.准备阶段；主要包括工件的热处理，探伤检查毛坯外观检查尺寸的检测，毛坯校正，工件两端车削(平端面)等项准备工作。2.粗加工阶段：此阶段的主要任务是用较高的生产率来切除大量的河南理工大学本科毕业实习报告- 11 -加工余量，如深孔钻削及粗镗等方法。3.半精加工阶段：此阶段的主要任务是进一步提高加工精度，并减少表面层残余缺陷，为精加工作好准备(保证一定的加工精度和加工余量)。4.精加工阶段；如精镗、浮动铰，它是部分深孔加工零件的最终加工阶段，对于要求加工质量更高的零件，还需给光整加工阶段留加工余量。5.光整加工阶段：以提高尺寸精度和降低表面粗糙度为主的阶段，如滚压、沂磨等。深孔零件的加工工艺路线的安排视零件结构持征、加工方法、加工要求、刀具结构、设备状况等因素而不向，工艺路线常有下列几种安排顺序：1.钻前的准备工序热处理实心料钻探孔(或管坯粗铿深孔半精镗铰(粗铰、精铰)滚压(或珩磨辅助表面加工检验。2.准备工序热处理钻(镗)热处理车削工序镗浮动堂滚复合检验。3.准备工序热处理钻(镗)镗铰滚复合珩磨检验。4.准备工序热处理钻铰检验。5.准备工序热处理镗铰滚复合(珩磨)检验。目前由于深孔刀具的发展，深孔工已能实现高效精密加工，所以深孔表面的加工工序已大为简化和趋于工序集中。河南理工大学本科毕业实习报告- 12 -7 枪钻机床的特点枪钻钻削需要使用专用机床。一般使用专门设计的专用枪钻钻床，这种钻床是根据枪钻钻削的特点而设计的用它可以获得最佳的钻削效果。另外，也可以将普通机床改装为枪钻钻床，通常用普通车床改装，但钻削效果比专用机床要差一些。一台好的枪钻机床应满足下述要求：(1)刚性好，振动小。用普通车床改装时，应特别注意进给机构的刚性。(2)具有足够大的功率。(3)具有足够高的主轴转速。普通车床最高转速一般远远不能满足小直径( 10 mm),深孔加工转速的要求，所以 ,改装机床时需要提高0d原机床的转速。(4)进结机构稳定(最好有无级进给)，进给量范围合适。改装时，一般需重新配挂轮，减小进给量档次。(5)具有满足要求的切削液装置和排屑装置(最好使用外排肩 D