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准干式深孔加工系统研究

0前言深孔加工是机械加工中难度较大、技术含量高、成本较高的一种加工。为了加工的正常进行,必须要用大量的切削液用于排屑、冷却、润滑。据统计,切削液的费用占总加工成本的15%~20%,而且切削液还会造成加工环境或人员的污染。所以干式切屑和准干式切削是未来深孔加工的发展趋势。国外很多深孔加工已经在使用干式加工,但在国内由于很多条件的影响,准干式加工作为主要发展趋势。1准干式加工系统及工作原理准干式深孔加工系统是在BTA系统基础上实现的,用雾化液生成系统代替了之前的液压系统,使润滑、冷却、排屑形式发生了改变。其系统原理如图1所示。准干式系统的工作原理:空气压缩机提供具有一定压力(0.5~0.6 MPa)的空气,在出口处分为两路,其中一路通过雾化器带出一定量的切削液形成汽液混合物,在喷头处与另一路压缩空气相遇,汽液混合物通过喷头时被加速并向进气装置的空腔中喷出,形成高压、高速的雾化切削液,最后经过钻杆外壁与孔壁之间的通道被传送到钻头的切削...  (本文共2页) 阅读全文>>

中北大学
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准干式深孔加工负压抽屑装置的优化设计与仿真研究

机械制造的过程中通常都要使用切削液,以达到切削区温度的降低、刀具使用寿命的延长、生产率与表面质量的提高等等目的。但是任何事物都具有两面性。切削液的大量使用同时也产生许多负面作用,比如污染环境、危害工人健康与增加加工成本等。目前人们越来越重视切削液对环境资源所带来的影响。所以,在21世纪新式无危害的绿色加工技术将会成为机械制造领域研究的重点。准干式深孔加工就是一种新型绿色加工技术,它基于深孔加工特点和多种绿色润滑冷却技术,将雾化切削液作为润滑冷却的介质,附加复合喷雾装置以及负压抽屑装置构建而成。对准干式深孔加工技术的研究将会至关重要而且具有重大意义。本课题的主要研究内容如下:1、研究雾化器的工作机理,为雾化器的改进奠定基础;基于边界润滑膜和润滑模型两方面来研究雾化切削液的润滑机理,并建立了它的边界润滑模型;依据传热理论建立雾化切削液的热能方程,研究雾化切削液的冷却机理。2、运用CFD仿真软件FLUENT对负压抽屑装置进行多工况下的...  (本文共92页) 本文目录 | 阅读全文>>

中北大学
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准干式深孔加工系统及其冷却润滑机理研究

深孔加工是一种专业化程度较高的机械加工技术,现代深孔加工技术都需采用专用的深孔刀具(如枪钻、内排屑深孔钻、套料钻等)及深孔机床来进行加工,并需使用大量的高压切削油来实现冷却、润滑以及排屑,同时延长刀具使用寿命,提高生产效率和表面质量。然而切削液的使用也带来了负面影响,如对环境的污染、工人健康的危害以及加工成本的增加。随着人们的环保意识增强,环保法规日趋严格,使得制造企业面临更大的成本压力,因而,无危害的绿色切削技术成为21世纪机械制造领域的焦点和重点。准干式加工成为深孔加工技术的重要发展方向之一。OoW(微量油膜附水滴)技术是一种新型绿色切削加工技术。它通过复合喷雾装置使用高压冷空气和油的表面张力将微量可自然降解油剂(植物油和酯油)以及少量水,形成油膜包覆水滴的雾状切削液。OoW技术廉价、无污染、无公害及勿需回收,因此对OoW技术在深孔钻削中的应用进行深入研究,有重要的理论意义和实用价值。本论文以内排屑深孔钻削加工为研究对象,将...  (本文共110页) 本文目录 | 阅读全文>>

《机械设计与制造》2011年03期
机械设计与制造

准干式深孔加工系统构建

中图分类号:TH16,TG523文献标识码:A1引言深孔加工在制造业中扮演着重要角色,在切削加工中,孔加工约占加工总量的三分之一,而深孔加工又占孔加工的百分之四十。深孔加工是机械制造技术中的难点之一,其发展时间已经很长,人们也取得了许多进步,其谱系图如图1所示。在各种加工方法中,深孔加工是最困难的一类,从而使深孔加工技术成为机械制造业中的一项关键技术,也是当前制约整个制造业发展的瓶颈问题。在深孔加工中为了达到润滑、冷却、排屑的目的通常需要使用更多的切削液,而且大量使用切削液使加工的成本大大提高。据美国企业不完全统计,在制造加工业中,切削液使用费用约占总加工成本的(14~17)%,而刀具成本只占(2~4)%。据此测算,如果20%的企业在加工中不使用切削液,制造业总的生产成本可降低(1.6~2)%,同时对环境的影响等复合效应将会更大。21世纪,在制造领域里,对资源的合理利用,节约成本,降低对环境污染的“绿色制造技术”将成为机械加工行...  (本文共3页) 阅读全文>>

中北大学
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准干式深孔加工系统构建及关键技术研究

在机械制造业中,孔加工是一大难点,在各种孔加工方法中,深孔加工是最困难的一种。全部机械加工的三分之一都为孔加工,而在加工成本及工作量方面深孔加工占孔加工的百分之四十以上,可见深孔加工在当前的整个制造业中影响很大。深孔加工中需要用切削液来排屑、润滑和冷却,由于切削液用量大且含有有毒物质,就会浪费大量油品及能源,危害工人健康,污染环境。深孔加工属于封闭半封闭加工模式,其工作环境复杂,完全不使用任何介质,目前的技术尚且难以实现。为了解决这些问题,采用准干式深孔加工方法很有必要且意义重大。论文中的准干式深孔加工系统结合深孔加工的使用特点,综合多种现代绿色冷却润滑方法的优点,以油膜附水滴为冷却润滑介质,附加使用新型的负压抽屑装置和复合喷雾装置构建而成。它主要为了解决排屑难、冷却难、润滑难及切削液用量大等问题,适用于各种单管内排屑深孔钻削加工。本文准干式深孔加工系统变传统的浇注式深孔加工为新型环保的半干加工,实现深孔加工的准干式切削,在解决...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

中北大学
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基于FLUENT的准干式深孔加工系统结构的研究

孔加工在机械制造业中属于难点,深孔加工在孔加工中属于难点,可见深孔加工技术还存在很多难点需要进一步研究。作为加工中最昂贵的技术之一,国内很多深孔加工设备都是进口的。然而孔加工占据了全部机械加工的三分之一,深孔加工占据了孔加工的百分之四十以上。由此能够看出,深孔加工在目前制造业中占据着重要的地位。目前,冷却难、润滑难、排屑难依然是深孔加工中的技术瓶颈,如果能在这些方面有所突破的话,将会给制造业带来极大的方便,所以具有重要的理论意义和广阔的应用前景。本文研究的主要内容如下:(1)应用FLUENT软件仿真了抽屑器在不同负压流下产生的负压效果。传统的湿式加工是利用液体切削液来产生负压的,而准干式用的是空气,通过仿真可以看出,两者都可以产生负压效果,准干式产生的效果会好一些。(2)雾化器的工作机理研究。雾化器是准干式加工中区别于其他加工的标志,切削液经过雾化器之后以小液滴的形式通过“毛细管”进入切削区进行冷却、润滑,雾化液的高速运动也加快...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>