基于电机电流自适应深小孔钻削技术的研究

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1、烟台大学硕士学位论文基于电机电流的自适应深小孔钻削技术研究姓名：赵春锋申请学位级别：硕士专业：机械制造及其自动化指导教师：王东兴2011-03烟台大学硕士学位论文摘要随着工业化的发展，制造业的进步，深小孔钻削在机械加工中占据的位置越来越重要，在工业生产中进行的深小孔加工也越来越多。在深小孔加工时，存在导向、排屑、散热和润滑等工艺难题，容易造成钻头易卡易折，加上小钻头自身存在的不利条件，严重制约了钻削效率的提高和深孔加工业的发展。为了解决深孔加工过程中的这些技术难题，本文在总结国内外深小孔研究的基础上，提出了一种新型深小孔自适应钻削的设计方法，通过检测驱动钻头电机的电流感应电压值

2、大小作为进给判断依据，实现自适应调整的目的；并自行研制了深孔钻削平台，进行了实际钻削实验，取得了理想效果。首先对麻花钻进行结构分析，建立主要的数学模型，指出深孔钻削的影响因素，找出适合深孔钻削的麻花钻结构类型，进行有限元仿真分析，分析在钻削过程中的孔深、应力和扭矩等影响因素。其次根据前文的分析，设计出实验平台，对系统进行编程设计。以钻头驱动电机的电流感应电压值为控制量，根据瞬时电压值的大小来调整进给量，使钻头一直工作在最佳工作状态，预防了钻头受力过大现象的出现。实验平台以AT89C55单片机为核心，由A/D、过零比较、精密整流、电压采集等电路组成。最后进行钻削实验，模拟工厂的实

3、际加工过程。实验结果表明，此系统能够平稳的控制加工过程，提高加工效率，同时能够对钻头起到很好的保护作用。本课题实现了对深孔钻削过程的智能控制，提高了钻削效率和自动化程度；同时有效的对钻头进行了保护，防止了因钻头工作异常和工件因素对加工过程的不利影响，预防了在钻削过程中易卡易断等异常现象的出现，保证了钻削过程的稳定性和可靠性。关键词：深小孔钻削；霍尔效应；有限元仿真；感应电压值；I烟台大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofindustrializationandtheprogressofthemanufacturingindustry,deepp

4、inholedrillingtechnologyoccupiesanincreasinglyimportantpositioninthemachiningtechnology,andmoreandmoredeeppinholedrillingprocessingappearsinthemachining.Inthedeeppinholeprocessing,therearemanyprocessingproblems(suchasguidance,chipremoval,coolingandlubricationetal.),whichwillmakeiteasierforth

5、edrillbittoblockandbreak.Inadditionaltotheexistingdisadvantagesofthedrillbit,thedrillingefficiencyandthedevelopmentofdeepprocessingindustryareseriouslyrestricted.Inordertosolvethesetechnicalproblemsexistingduringthedeepprocessing,basedonsummarizingthehomeandabroadresearchesondeeppinhole,this

6、paperproposedanewdeeppinholeself-adaptivedrillingdesignmethod,whichwilljudgethefeedaccordingtotheinfluencedvoltagevaluebydetectingthedrillmotorcurrent.Thenadeeppinholedrillingplatformwasdeveloped,practicaldrillingexperimentswerecarriedout,andasatisfactoryeffectwasachieved.Firstly,conductstru

7、cturalanalysisonthetwistdrill,establishthemainmathematicalmodel,findtheimpactfactorsofdeeppinholedrilling,selectasuitablestructuraltypeoftwistdrillfordeeppinholedrilling,andcarryonfiniteelementsimulationtoanalyzetheaffectingfactorsduringofthedrilli