试析微机控制钻攻两用机床的研制及工艺参数的确定

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1、福建农业大学硕士学位论文微机控制钻攻两用机床的研制及工艺参数的确定姓名：吕英波申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：何聪惠2003.5.1福建农林大学硕士学位论文摘要在金属切削加工中，螺孔的加工远比钻孔、铰孔和镗孔等孔加工复杂，尤其对难加工材料，加工效率低，精度不易保证，为此寻找一种高效率的精密内螺纹的加工方法具有重要的意义，而采用振动攻丝是解决此问题行之有效的方法。本项研究应用振动分析理论和正交分析理论，全面分析各项参数对加工螺纹精度的影响以确定最佳工艺参数，并以此为依据研制新式的钻攻两用机床，使

2、研制的机床在加工螺纹方面具有效率高、质量好的特点。关健词：振动攻丝，正交分析，螺纹精度，工艺参数福建农林大学硕士学位论文AbstractThevibro—cuttingasanewmethodofmachininghasbeensuccessfullyusedforprecisetapping．Inthispaper，therelationshipbetweentappingtorqueandexcitationparametersisgivenbyusingvibrationtheory．Inthisbas

3、e，anewmachineiSstudied．ItisverifiablethatthisdeviceisefficientforimprovingtheaccuracyofthesurfaceofthethreadKEYWORD：vibrationtapping，tappingmachine，excitationDarameter2福建农林大学硕士学位论文．12．—x—1日Ⅱ吾1．1本课题的研究意义随着科学技术的不断发展，人们对机械零件的精度要求越来越来高，同时也涌现出一大批新型材料，而这些新型材料采用传统

4、的工艺方法很难加工。目前，在机器制造业中，以丝锥攻制内螺纹的加工方法，加工质量差，生产效率低，特别是在难加工材料上面攻丝，如在粘而韧的不锈钢零件上攻丝，加工更为困难。加工中切削扭矩大，极易产生有害振动，丝锥崩刃、折断或磨损等现象时有发生【”。加工后的螺纹廓形严重失真，尺寸精度低，表面粗糙度大。本项研究旨在通过一种新的加工方法一振动攻丝，来解决上述存在的问题。本次研究采用微机控制振动频率和主轴的正反转，一改过去机械装置既笨重又难操作的特点，同时又大大降低成本使振动攻丝容易得到推广和应用。本课题是利用原有的工作基

5、础和成果，开展设备的研制工作并对其工艺参数进行优化，以满足生产上对小而深或在难加工材料上攻制螺纹的加工要求。1．2振动攻丝研究的现状振动攻丝作为一种特种加工方法，在许多国家进行了研究并取得很好的加工效果。1．2．1国外的发展概况最早将振动引入到加工技术中是1954年日本隈部淳一郎教授提出的，山于振动切削良好的加工工艺效果引起国内外研究者的普遍关注并很快应用到攻丝等其它方面‘21。目前，美、日等工业发达国家在国防和尖端技术领域中已应用此技术，在航空难加工材料上振动攻丝和钻孔已获成功并得到福建农林大学硕士学位论文

6、应用，在复合材料、不锈钢、高强度钢等材料钻孔和攻丝等方面都有应用。振动切削在先进工业国家已成为切削加工业的一部分，并有专用的振动切削加工机床和刀具给生产技术的发展提供了有利条件[31。1．2．2国内的发展情况尽管振动切削(包括振动攻丝)在我国起步比较晚，但发展较快，特别近几年，许多专家学者以及一些研究机构在振动攻丝方面取得了一系列的可喜成果，可直接在台钻、立钻、摇臂钻、加工中心的主轴上实现扭转振动攻丝。丝锥寿命由原来的根本无法加工，提高到一把丝锥能加工几十件到上百件：平均攻丝扭矩是普通攻丝的1／15，螺纹精度

7、得到明显改善【钔。不过，就国内总体情况而言，振动攻丝的应用还是处于起步阶段。大多数工厂仍然采用传统的加工方法攻丝，一方面是由于没有成熟和完善的加工设备来代替，另一方面在设备更新方面投资太大，对中小企业根本承受不起。本项研究就是针对上述情况进行了钻攻两用机床的研制工作。1．3振动攻丝的应用前景及前沿课题近几年．由于材料科学的飞速发展，具有优良机械性能和物理性能的新型材料不断涌现，并逐渐在各个领域得到应用。高强度、高硬度的金属材料和正交纤维束增强复合材辩等的应用日益广泛．尤其是正交纤维束增强复合材料以其优良的高强

8、度、高刚度而被广泛应用于飞机结构中，然而其主要弱点之一层间剪切强度低，采用普通攻丝加工时因轴向力较大，使层间容易产生脱层现象。由多种材料(如钛合金、铝合金及复合材料)组合构成的叠层材料已逐渐应用于新型飞机的制造中，其应用前景十分广阔，但由于其切削性能很差，成为推广应用的主要障碍．因此亟需解决其切削加工难的问题。极有发展前途的金属基(主要是铝基)非连续增强复合材福建农韩大学硕士学位论文料以及最近出现的