超声波振动钻削深孔的研究

频率的不同，各国专家们研发的振动钻削装置不同。
表 １ 振 动 钻 削 装 置 及 特 性 表
序号 １ ２
３
振 动频率 高频 低 频
低 频
激振方式 超声波振动 机械振动
机械振动
振 动方向 轴向 复合
扭转
出处 文献 ５ ， ８ ，０ ，７ ， １ ６ ，９ 文献 １ ， ，３ ｌ ２１ １
收 稿 日期 ：２ ｌ－５１ Ｏ ２０ ．６ 基 金 项 目：泉 州 师 范 学 院 校 自选 项 目 （ ０ ８ Ａ ３ ２０ Ｋ ０ ）
作者简 介：吴金妹 （９ ９ ） １７ 一 ，女 ，福建明溪人 ，泉 州师范 学院讲 师，硕士 ，研 究方 向：机械振动及噪声
控制 。
ｌ９ ３
根据振动钻削 的振 动方 向 ， 激振方式 以及振动
和 电磁振动 ，高频振动 （ 超声波振动 ） 的振 动频率
一
般在 １Ｋ ｚ ６ Ｈ 以上 ， 它的激振方式是超声波振动。 ”
装 置的振幅和频 率可实 现连续 可调 ， 专家们还 自己 设 计 制造 了小 直径 内排屑深 孔钻应用 于振动钻 削
中。
振动钻削 的振动方式 主要有 三种 ， 若振动方 向与钻 头轴线方 向一致称为轴 向振 动 ； 若振动方向与与钻
根据振动频率的不 同， 动钻 削分 为低频和高 振 频 振动钻 削 。低 频振 动 的振 动频 率最高 为几百赫 兹 ， 的振动激励方式 主要有机 械振动 、 它 液压振 动
钻 削装置 系统方 面 ， 他们研发 了超声波扭转和低频 轴 向复合 振动钻 孔等装 置。 在我 国，虽然振动钻 削技 术到上世纪 ８ Ｏ年代初期 才真正得 到认可 和发 展 ， 是在 ２ 世 纪 ８ 年代初 ， 但 ０ Ｏ 我国专 家就用伺服 电机 驱动偏 心凸轮实现钻 头的低频轴 向振动 ， 并研 制了安装在机床溜板上 的低频 振动刀架 ，到 ９ Ｏ年 代 ， 国专家设计 制造的机械式轴向激振装置 ， 我 该

机械机床毕业设计85超声深孔钻床设计超声深孔钻床是一种用高频振动的超声波作为切削工具进行加工的机床。

它具有加工效率高、精度高、切削效果好等优点，在航天、航空、汽车、模具等行业具有广泛的应用。

本文将对机械机床毕业设计85超声深孔钻床进行设计与分析。

一、设计需求1.加工工件要求：加工直径为85mm的深孔；2.加工精度要求：钻孔直径公差在±0.05mm范围内；3.设计深孔钻床结构：采用立式结构；4.主要设计参数：工件最大直径、钻孔深度、主轴转速、钻孔速度、进给速度等。

二、设计方案1.立式结构设计：选用立式结构的深孔钻床，便于工件装夹和加工操作，能够满足工件要求。

2.主轴系统设计：主轴系统是深孔钻床的核心部件，需要满足加工直径为85mm的工件要求。

根据工件要求，确定主轴转速为1000rpm，并根据锥度计算主轴座部分的设计尺寸。

3.进给系统设计：进给系统包括工作台和进给机构，需要满足加工深孔的要求。

根据工件要求，确定钻孔速度为0.1mm/s，进给速度为0.05mm/s。

根据进给速度和加工深孔长度计算进给时间和行程。

4.冷却系统设计：深孔钻床在加工过程中会产生大量的热量，需要冷却系统进行冷却。

设计采用冷却液循环系统，保证工件和刀具的冷却。

5.安全系统设计：在深孔钻床设计过程中，需要考虑安全问题。

设计安装限位开关和急停开关，确保在紧急情况下能够及时停机。

三、设计分析通过以上设计方案的分析，深孔钻床能够满足加工85mm直径深孔的要求。

主轴系统保证了主轴的稳定性和刚性，进给系统保证了钻孔的速度和进给的准确性，冷却系统保证了加工过程中的散热，安全系统保证了操作的安全性。

此外，还需要进行结构强度和刚度的分析，以确保深孔钻床在加工过程中不会发生变形和振动。

通过有限元分析和实验验证，可以对深孔钻床的结构进行优化，提高其加工精度和刚性。

四、总结本文对机械机床毕业设计85超声深孔钻床进行了设计与分析。

通过立式结构、主轴系统、进给系统、冷却系统和安全系统的设计，确保深孔钻床能够满足加工85mm直径深孔的要求。

前言
随着 科学技 术的 发展 ， 多种 产品不 断精 密化 、 微
１ 加工 难点分析
微 小深 孔 的加工 ， 由于 切削 空间 小 ， 刀具 的 刚性 差、 度低， 强 因而 切屑 排 出困难 ； 于难 加工材 料 ， 对 则 还 可 能 存在 材 料硬 度较 高 、 性 大 或导 热 系数 小 等 韧 问题 ， 用普 通钻削 方法 几 乎无法 加工 ， 在其 上加 工 要 微小 深孔 必须 采取相 应措 施 。一般考虑 工 艺和 刀具 材料 ， 微 小深 孔 加 工领 域 中 ， 在 由于 刀具 尺 寸 小 ， 相 对来说 工 艺措施 更为重 要 。微 小深孔 加工 的主要 难 点 在 于 刀 具 的 刚 度 、 度 低 ， 升高 ， 屑 、 屑 困 强 温 断 排 难 ， 改 善刀具 材 料来解 决效果 不够 明显 ， 通过 对于 断 屑 、 屑几 乎没有 效果 。 采用轴 向振动钻 削工 艺后 ， 排
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类 型 。选择 变 幅杆 时一 般 可
从 三 方 面 来 考 虑 ， 是 根 据 一
振 动 切 削 的具 体 要 求 ， 别 特 是放 大倍 数 ， 作 稳 定 性 、 工 切
削 用量等 来 选 择 合适 的变 幅
杆； 二是设 计 简单 ， 获得 较 可
准 确 的设 计 数 据 ； 是 加 工 三 制 造容 易 。此 设 计 选择 了 比 图２超声圆 变幅杆 锥形 较 容易加 工 的 圆 锥 型 变 幅 杆 （ ２） 材 料 为 调 质 ４ 图 ， ５
Ｅ ｅｔ ｃｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｃ ａ ｇｈ ４ ００， Ｈ ｌ ｒ ａ Ｅ ｇｎｅ ｎ ， ｈ ｎｚｉ ６ ０ Ｃ Ｎ） ｃ ｉ ｉ ０
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