（機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)論文）小深孔精加工電鍍cbn珩具的優(yōu)化設(shè)計(jì)與研究.pdf

太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 小深孔精加工電鍍c b n 珩具的優(yōu)化設(shè)計(jì)與麗 摘要 針對(duì)長(zhǎng)徑比大于5 ，直徑4 2 0 n l m 圓柱孔零件大批量生產(chǎn)的精加工要 求，電鍍c b n 珩具相比精密鏜孔、研磨和珩磨具有優(yōu)勢(shì)。但隨著精密零件 的發(fā)展需求，仍需進(jìn)一步提高內(nèi)孔加工精度和表面粗糙度。珩具受力變形 是降低內(nèi)孔加工質(zhì)量的關(guān)鍵因素，而受力變形由珩具結(jié)構(gòu)和加工工藝決定， 受力計(jì)算也沒有明確公式，因此對(duì)珩具結(jié)構(gòu)和加工工藝的優(yōu)化非常必要。 基于電鍍c b n 技術(shù)現(xiàn)狀和一般深孔加工理論，本文對(duì)電鍍c b n 珩具結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)及其參數(shù)優(yōu)化進(jìn)行了深入研究，具體內(nèi)容如下： 1 ) 分析了電鍍c b n 珩具精加工小深孔的鉸珩機(jī)理和珩具的受力。對(duì) 比鉸削、珩磨和磨削加工，電鍍珩具磨粒切削工件內(nèi)孔壁經(jīng)過了滑擦、耕 梨和切屑形成三個(gè)階段。珩具受切向力、法向力和軸向力的作用，切向力 是主切削力，由珩具旋轉(zhuǎn)與內(nèi)孔壁摩擦產(chǎn)生，因刀柄固定形成一對(duì)力偶； 法向力是內(nèi)孔壁對(duì)珩具的反作用力，最終抵消；軸向力由切削部分主偏角 產(chǎn)生；根據(jù)產(chǎn)生切屑的條件軸向力必須滿足一定數(shù)值要求，但軸向力又是 使珩具受力變形進(jìn)而影響內(nèi)孔加工質(zhì)量，故對(duì)珩具所受軸向力的數(shù)值優(yōu)化 是提高加工精度和表面質(zhì)量的良好途徑。 2 ) 推導(dǎo)了電鍍c b n 珩具鉸珩時(shí)軸向力計(jì)算公式和分析了主偏角、進(jìn) 給量、加工余量對(duì)軸向力的影響。依據(jù)內(nèi)鍍法制備電鍍c b n 珩具良好的性 能和深孔加工刀具計(jì)算理論，合理簡(jiǎn)化了c b n 磨粒形狀以及磨粒排列方式， 由此推導(dǎo)出了珩具所受軸向力的計(jì)算公式。通過數(shù)學(xué)方法分析可知：c b n i 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 珩具主偏角的大小對(duì)軸向力的影響最大，即軸向力隨主偏角增大而遞增， 同時(shí)也隨進(jìn)給量和加工余量的增加而增大。 3 ) 建立了以主偏角、進(jìn)給量、加工余量為設(shè)計(jì)變量，軸向力最小為目 標(biāo)函數(shù)以及各約束條件的優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型；利用m a ：n 。a b 求解設(shè)計(jì)變量 最優(yōu)值，從而確定了適合的工件導(dǎo)桿小深孔加工要求的電鍍c b n 珩具結(jié)構(gòu) 尺寸。 4 ) 采用控制變量法，利用m a ，a b 對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了圖形分析。分 別選擇三種進(jìn)給量o 7 衄：n r 、1 2 刪n r 、1 5 舢：哳，研究了軸向力、接觸應(yīng)力 隨主偏角、加工余量變化的分布情況。主偏角減小使軸向力減小，珩具受 力變形減??；進(jìn)給量增大使?jié)M足約束條件下軸向力達(dá)到最小，且生產(chǎn)效率 較高；由于加工余量變化范圍較小對(duì)軸向力影響不大。綜上所述，為了減 少軸向力，提高零件加工質(zhì)量，在滿足加工條件下，盡可能減少主偏角增 大進(jìn)給量對(duì)鉸珩是有利的。 關(guān)鍵詞：電鍍c b n 珩具，小深孔，精加工，優(yōu)化設(shè)計(jì)，m a ，a b 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 二二二二= = 二：= 一一一 咖0 p t a i ，d e s i g na n dr e s e a r c ho f d e e pa n ds n 呲lh 0 l l e f n 虹s h 田n g e l e c t r o p l a t i n gc b nh 淵g t o o l s a b s t r c t a c c o r d 噸t 0 也e 觚妣唱蝴e n to f l e n 是m 擊鋤e t e r 僦og r e 砒e r 也a l l 5a n d4 2 0 m mi i ld i 鋤晰，聊訪越c a 】；h o l e p a 腦謝廿1m em a s _ sp r o d u c t i o no f 廿1 e 咖e ，c o m p a r e d 謝t l lf i i l eb 響塔，l a p p 沁，h 濺g ，e l e c 仃o p l a t 噸c b n h o l l i i 培t o o l sw a so v 硎d i l 遮b u t 、釉m ed e v e l o p m e n t a ln e e do f p r e c i s i o np a r t s ， t l l em a c 蛐a c c u r a c ya n dt l l es 晌c e r o u g l l n e s so f 婦e rh 0 1 es t i nn e e dt 0b e 舢也e r i m p r o v e d t h ed e f - 0 m a t i o no f h o n 抽gt 0 0 1 sw m c hw a sd e t e n n i 】嗆db v 也e s t r i l c t u r ea i l dm a c h i 曲唱t e c h n 0 1 0 9 yo f h 【i i l gt 0 0 1 sw a sm ec r i t i c a l l c t o r so f 1 0 岫g 廿1 ep m c c s 血gq u a l 毋o fh o l e m - e a 刪l e ，南愆ec a l c u l a t i o nw a sa l s o n o te x p l i c i t f o m l i l l 鵲，s o “y 如n e c e 鼴a 巧也a tt 1 1 e 蚰n 】c t u r ea n dm a c b j i l i l l g t e c h o l o 影o f h 砌n gt o o l sw e r e0 p t 砌z e d b e 堍b a s e do n 讎p r e s e n ts i 饑a t i o n o fe l e m o p l 弛g t e c h n 0 1 0 9 ya n d 也e 腫e s s 血g 岫o f g e n 耐d e 叩h 0 王e ，m e d e s i 髓o fe l e c t r o p l a 緬gc b nh 0 血毽t o o l sa n dt h e 刪z 砸0 no fp 蹦珊e t e r s w e r er e s e a r c h e d 血r t i 賦c o n c r e t e c 咖【t e n t 秘f o l l o w s ： 1 ) 1 h er e a l n 迦- h o l l i n gm e c h 撕s m 筋s d e 9 pa n ds m a l lh 0 1 eb y u s i l l g e l e 出o p l a t 證gc b nh o n i n gt o o l s 鋤d 紕f o r c eo fh 豳gt o o l sw e r e 粕a l y z e d c o m p a r e dw i 也r e 鋤噸，h o n 堍a n d 炯i v em a c 堍，m e p r o c e s s 刪c hm e t h 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 g r a j no fe l e c 訊) p l a t h 培h o r d i 培t o o l sm a c m l l i n g e dm n e rh o l ec 優(yōu)沏i i l l e ds l i p p e 巧 w i p e ，p l o 咄鉞l ds c r 印sf o n n 血r e es t a g e s h o n i n gt o o l sh a dt a n g e n t i a lf o r c e ， n o m l a lf o r c e 缸da 姐a l 矗眥：e t h et a 】唱e 以a lf o r c ew l l i c h 、v 鶴p r o d u c e db yt 1 1 e 銜c t i o nb e 骶e n 也er o t a i o no fh 0 血gt o o l s 鋤d 廿1 es 血c eo fi n n e r h o l e 、糯廿l e m a i l lc u 仕i 1 1 9f 0 】r c e b e c a u s eo f 吐1 e 丘x e ds h 觚kh o i l i n gt o o l sh a dap a i ro fc 唧l e t h en ( 刪f o r c ew m c hw a s 也e r e a c 斑培f o r c eb y 也ei 撇e rh o l et oh o f 噸t 0 0 l s 儺c o u i 】【t e r a c t e d t h ea ) 【i a lf o r c e 、v 嬲p r o d u c e db y 也em a i l la n g l e t h ea 對(duì)a l f o r c em u s tm e e tw 油也ep r o c e s s i n gr e q u i r e m e n to fp r o d u c 證gs c r a p s ，b 毗t 1 1 e 戚a 1f o r c ec a u s e d 也ed e f 0 】m 撕o no fh o n 噸t o o l s ，w m c ha 恐c t e dm e p r o c e s s i n gq u a l 姆o f 也ei i l l l e r h o l e s om en _ u m e r i c a l 叩t i i i l i z 撕o no fm ea x i a l f - 0 r c ef o rh 0 血l gt o o l sw 銷ag o o dw a yo fi m p r 0 v i i l gm a c l l i l l i n ga c c l 瑚c y 鋤d s 嘶e q u a l 咄 2 ) t h ea 虹a lf - o r c ec a l c u l a t i o nf o m m l ao fe l e c t r o p l a t 迦c b nh ( m i i 瑪t o o l s 、阮sd e r i v e d 鋤d 吐屺砌u e n c eo f 也em a i l la n g l e ，m ef e e dr a t ea n d 也e m e c h 疵c a la l l o w 鋤c et 0m ea 虹a lf o r c ew 觴a n a l y z e d a c c o r d 逾gt 0 1 e 9 0 0 d - p e 觸觚c eo fe l e c 仃叩1 撕n gc b nh 衄i i l gt 0 0 1 sb e i i l j gm a n u f a 曲鵬db y 也ei i l s i d ee l e c 協(xié)) p l a t i l l ga n dm ec a l c u 吐o n a l 也e o 巧o fd e 印- h o l em a c l l i n i n gt 0 0 l ， m es h 印ea i l d 觚姐g eo fc m 叮蓼a i l l sw e r es i i n p l i f i e dr a t i o n a l l y 也e r e o 此m e 腳a lf o r c ec a l c u l 撕o nf o n i 】【u l aw 舔d e r e d t h es i z eo ft 1 1 em a i na n 9 1 e 矗) rc b n h o 正n gt o o l sw 髂m 6 鏟e a t e s ti i l l p a c tr ) rt l l ea ) 【i a lf o r c e ，m ea 對(duì)a lf o r c ew 懿 h c r e a s i i 瑪w i 吐lm em a i l l 齜培1 e ，m e 孤i w i l i l e ，也ea 姑a lf o r c ew a sa l s oi i l c r e 豁i i 瑪 w i 也也ei 1 1 c r e 2 l s eo ft 1 1 ef e e dr a t ea i l d l em e c h a l l i c a la l l o w a i l c e ，w l i c hw e r e 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 f b u n db y 廿1 em 礎(chǔ)e m a t i c a la i l 2 l 1 y s i s 3 ) t h em a 協(xié)e m a t i c a lm o d e lo f 叫m 2 l ld e s 啦w 嬲e s 協(xié)b l i s h e d 1 h ed e s i 盟 v a r ia _ b l e sc o l 也血e d 缸l em 血a 玎西e ，也ef e e dr a t e 砒1 d 也em a c l l i n i n ga n o w a n c e - n l e0 b j e 砸v e 缸c t i o n 麟也a t 此戚蛆f o r c e 、糯g i v e nt h em i n i m l 肛nv a l u e i t h a da nk i 工1 d so fm ec o n 舳c o n d i t i o n s 1 h e 叩t i n l a lv a l u e so f 仕圮d e s i 印 v 耐a b l e s 讞i r es o l v e db y u s i i l gm a = n ，a bs o 也a t 也e 痢a l 南r c e 、糯r e d u c e da s s 0 0 n 嬲p o s s i a b l e f i i l a l l y 也ep h y s i c a ld h e n s i o n so fe l e c 乜0 p l a t i n gc b nh o r 血1 9 t o o l sb e i l 唱a p p l i e di i l 也em a c l l i l l i n gr e q l l j 脅e 鵬o fd e 印髓ds m a l lh 0 1 eo f g u i d eb a rw e r ei d e “t i f i e d 4 ) u s 噸m ec o n 們l l e d v a r i a b l em 池d ，也e 刪r e s u h 嗍觚甜y z e d 洫 心l ef 0 1 強(qiáng)o f 慨e 一池e n s i o l l a l 伊a p l l i c sb yu s 噸m 衄l 蝠訛e n 齜岫ef e e d r a t e o 7 n 衄虎1 2 n 瑚此1 5 n m 以w e r e c h o s er 9 s p e c 咖e l y 廿1 ed i 矧b u t e d ， s m 觚o no f 也ea 茹a lf 0 r c ea i l d 也ec o n ：t a c ts 仃e s sw nm ec h a i 培e6 ft h em a 逾 柚哲e ，也em a c 址1 1 i n ga l l o w 趴c ew 鵲r e s e 礎(chǔ)d t h er e 捌o n o f 也em a i l l 砒四e m a d e 恤瘟a ls m a l l e r ，s om ed e f 0 力m 撕0 no f h 砌n gt 0 0 1 sw 舔d e s c r e 硒e d 1 1 1 e i n c r e a s eo f 也ef e e dr a t em a d e 也em 蛔i m u mv a l u eo ft l l e 戚a lf o r c es m a l l e r m e 酬l e ，吐l ep r o d _ u c t i o ne 伍c i 鋤c y 、7 l 懈u p p 甌b e c a ：u s et l l ev 甜u eo f 也e m 瓠趕瞄n ga l l 0 、v a n c ew 2 u sv e 巧s m a l l ，i t si n n l j e n c ew 缸t i i l y i nc o n c l u s i o n ，m e m 出鋤曾ew a sr e d u c e d 鋤d 也ef e e d 均| t e 、a si 1 1 c r e 弱e da ss o o n2 u sp o s s i b l ei 1 1 o r d e rt 0r e d u c e 也ea x i a lf - 0 r c eu n d e rc 咖隨m i l l tc o r l d i t i o n sb e i i 毽m e e t ，w h i c hi s b e n e f i cf o r h o i 崦 v 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 k e yw o r d s ：e l e c t r 叩1 a t 噸c b nh o l l i l l g t o o l s ，d e 印a i l ds m a l lh o l e ， 觚s h i n g ，o 塒m a ld e s i 弘，m a = ，a b 太原理工大!學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第一一章緒論 11 i ：簾吲 n t 掛阜 1 1 1 小深孔的定義及應(yīng)用 在機(jī)械制造中，將工件內(nèi)孔孔深三與孔徑d 之比：“痧5 的圓柱孔稱為深孔【l 】；對(duì) 深孔按照直徑大小分類：直徑眈0 0 m m 以上稱特大深孔；直徑m 6 5 m m 眈0 0 n 皿稱大 深孔；直徑西2 0 吼西6 5 m m 稱普通深孔；直徑西2 陋皿稱小深孔；直徑數(shù)值 0 4 d 瑚以下稱微小深孔【2 】。根據(jù)深孔的定義和直徑大小范圍，本文所要研究的內(nèi)容是小 深孔加工技術(shù)。 機(jī)器設(shè)備中，小深孔零件應(yīng)用很多，這類孔在內(nèi)燃機(jī)油泵油嘴和各種閥、汽車、微 小機(jī)械、航天航空及軍工領(lǐng)域中應(yīng)用相當(dāng)廣泛【3 】。 孔是各種機(jī)器零件上最多的幾個(gè)表面之一，按它和其他零件的連接關(guān)系可分為非配 合孔和配合孔。配合性小深孔與一般孔的加工技術(shù)有很大差別，并非簡(jiǎn)單外延1 4 】。在加 工配合性小深孔時(shí)，刀具因細(xì)長(zhǎng)剛性差、冷卻差、切屑不容易排出，且切削時(shí)切削變化 情況和刀具磨損情況不能觀察到，故是一種難度較大的加工工藝。目前，小深孔零件應(yīng) 用廣泛，加工要求越來越高，因此對(duì)小深孔加工技術(shù)的研究具有重大意義。 1 1 2 小深孔加工技術(shù)的發(fā)展概況 從剛開始的扁鉆至麻花鉆、槍鉆，直至b t a 深孔鉆，小深孔加工技術(shù)成為了制造 技術(shù)中的獨(dú)特分支?？v觀2 0 世紀(jì)期間，小深孔加工技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段： 1 ) 從實(shí)體金屬材料上用切削方法連續(xù)加工出深孔，深孔要求偏移量小、平直度高。 2 ) 對(duì)已加工的深孔精加工，包括磨削、研磨、珩磨、鉸削和其他精加工方法，加 工后孔的精度和表面質(zhì)量提高。 3 ) 隨著航天航空科技、計(jì)算機(jī)及微電子技術(shù)、新型材料的涌現(xiàn)，產(chǎn)生了特種加工 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 技術(shù)，包括電火花、電解、電子束和激光等。 1 1 3 常用的小深孔加工技術(shù) 小深孔加工中，常因加工技術(shù)缺點(diǎn)導(dǎo)致一系列問題，如：加工出的孔直徑擴(kuò)大、加 工精度低、表面粗糙度值大、刀具使用壽命降低等，因此新技術(shù)的改進(jìn)都應(yīng)朝著避免和 解決這些問題的方向發(fā)展。選擇合適的小深孔加工技術(shù)，要結(jié)合孔徑、孔深、孔的實(shí)際 結(jié)構(gòu)、公差和表面粗糙度要求，確保加工質(zhì)量【5 】。若小深孔加工精度、表面質(zhì)量要求不 高，一般常用的小深孔加工技術(shù)主要是傳統(tǒng)的鉆削、擴(kuò)孔、鉸削工藝，但2 0 世紀(jì)中葉 出現(xiàn)的特種加工技術(shù)，拓寬了小深孔加工技術(shù)的空間。 1 ) 傳統(tǒng)的鉆削、擴(kuò)孔、鉸削工藝 傳統(tǒng)鉆削、擴(kuò)孔、鉸削工藝的各刀具是麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、深孔鉆和鉸刀。鉆頭主要 鉆孔和擴(kuò)孔，鉸刀主要提高孔的精度和降低孔的表面粗糙度，一般用于加工直徑較小的 孔。在鉆床上，用旋轉(zhuǎn)的鉆頭鉆削孔，是孔加工最常用的方法。鉆孔精度比較低，一般 是i t l 3 i t l l ，表面粗糙度凡值是1 2 5 o 8 肛m ，因此若精度和表面質(zhì)量要求高的小孔， 鉆削之后要采用擴(kuò)孔和鉸孔進(jìn)行半精加工和精加工。用擴(kuò)孔鉆完成擴(kuò)孔，再用鉸刀鉸孔， 其加工精度能達(dá)到i t 9 i t 8 ，表面粗糙度月。值是1 6 0 4 岫1 。不同加工方法達(dá)到的孔 徑精度與表面粗糙度是不同的嘲，如表1 1 所示。 表1 1 不同加工方法的孔加工精度與表面粗糙度 1 a b 1 - lt h e c u r y 姐d 汕位er o u g h l l e s so f h o l e m h i i 】i i l gb i i 培o nd i 位r 鋤tp r o c e s s i l l gm e 血o d 加工方法 孔徑精度表面粗糙度風(fēng)乍眥 鉆i t l 2 1 31 2 5 鉆、擴(kuò) i t l o 1 23 2 6 3 鉆、鉸i t 8 1 11 6 3 2 鉆、擴(kuò)、鉸 1 t 6 8o 8 3 2 鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸 1 t 6 8o 8 1 6 雖然擴(kuò)孔與鉸孔使孔的加工精度和表面粗糙度提高，但是擴(kuò)孔和鉸孔時(shí)，擴(kuò)孔鉆和 鉸刀都是在原來底孔基礎(chǔ)上加工，所以不能提高孔軸線的直線度和位置精度。 隨著機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代深孔鉆削技術(shù)也得到長(zhǎng)足的發(fā)展。鉆削技術(shù)主要取 決于鉆頭結(jié)構(gòu)和工藝的不斷改進(jìn)，研制新型鉆頭仍然是小深孔加工技術(shù)方面研究的重 點(diǎn)，日本賽脫研究小直徑o 0 5 3 m m 導(dǎo)向孔專用鉆頭，由較短切削刃、小橫刃寬度和 端部，經(jīng)過倒棱加工，這樣的刃形結(jié)構(gòu)能夠防止切削時(shí)產(chǎn)生滑移及擺動(dòng)，故位置精度得 到提高。 2 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 2 ) 特種加工 2 0 世紀(jì)5 0 年代后，隨著航空航天及國(guó)防工業(yè)部門對(duì)高科技產(chǎn)品高精度、高速度、 高溫、高壓、大功率、小型化等方向發(fā)展的需求，出現(xiàn)了小深孔特種加工技術(shù)，如：電 火花、電解、電子束等加工，作為現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)一個(gè)重要組成部分，在小深孔加工 方面有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)忉。 ( 1 ) 電火花加工 電火花加工原理：利用火花放電產(chǎn)生的局部及瞬時(shí)高溫腐蝕去除材料【8 】。 與機(jī)械加工相比，它打破了工具材料硬度必須高于工件的限制，硬工件可用軟工具 加工，且切削力很小，電極強(qiáng)度剛度要求低，因此宜直徑0 3 3 m m 的小孔加工，適用 于難加工金屬材料、硬質(zhì)合金材料、硬質(zhì)合金小直徑鉆套、金屬陶瓷刀片上的小孔及異 型表面加工。不足之處：工具電極截面積小，可用的加工電規(guī)準(zhǔn)小，爆炸力弱，孔底電 蝕產(chǎn)物排除難；加工時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，因放電間隙電蝕產(chǎn)物濃度高而易搭橋，形成短路使加工 不穩(wěn)定；二次放電幾率愈高，則生產(chǎn)率下降，影響加工質(zhì)量。因此采用電火花加工小孔， 效率低質(zhì)量差，孔深受限制。尤其高速電火花小孔加工，加工的表面質(zhì)量差。 ( 2 ) 電解加工 電解加工原理：在電解液中利用金屬產(chǎn)生陽(yáng)極溶解的電化學(xué)反應(yīng)而對(duì)金屬材料的成 型加工工藝【9 】。 電解加工無需考慮材料強(qiáng)度和硬度，+ 適用于各種金屬材料，特別是高強(qiáng)度、高硬度 和高韌性材料；相比電火花加工，生產(chǎn)率高，可獲得較低且穩(wěn)定的表面粗糙度值( r 。 為o 2 0 8 肛m ) ；切削力為零，加工表面無殘余應(yīng)力、無殘余變形、無毛刺和刀痕；適 于難加工材料大批量生產(chǎn)。不足之處：工具陰極制造復(fù)雜；因加工間隙為0 1 l i n m ， 故加工精度不高；夾具和機(jī)床等有腐蝕現(xiàn)象出現(xiàn)。 ( 3 ) 電子束加工 電子束加工原理：真空條件下，利用聚焦使能量密度極高的電子束以極快的速度沖 擊到工件表面極小面積上，在極短時(shí)間內(nèi)能量大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使被沖擊部分的工件 材料因幾千攝氏度以上高溫而局部熔化和氣化，被真空系統(tǒng)抽走【1 0 1 。 目前，可加工直徑小于3 p m 的孔，應(yīng)用于微電子領(lǐng)域零件的打孔；斷面直徑是電 子束聚焦后最細(xì)部分長(zhǎng)度的數(shù)十倍，適于加工小深孔；打小孔時(shí)作用力小導(dǎo)致應(yīng)力變形 很小，可用于脆性和韌性材料等；在高真空中避免了空氣氧化，適于易氧化金屬和合金 3 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 材料的加工。不足之處：需要配備專用設(shè)備與真空系統(tǒng)，價(jià)格昂貴，生產(chǎn)應(yīng)用中受限。 綜上所述，內(nèi)孔高精度高表面質(zhì)量要求和難加工材料廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)鉆削、擴(kuò)孔、 鉸削無法滿足要求，特種加工主要對(duì)3 衄以下微小孔有優(yōu)勢(shì)，因此就本文研究的小深 孔加工技術(shù)，若要滿足高精度高表面質(zhì)量要求，只能在傳統(tǒng)鉆削、擴(kuò)孔、鉸削基礎(chǔ)上進(jìn) 行開發(fā)研究。 1 2 小深孔精加工技術(shù) 1 2 1 小深孔精加工概述 精加工是指在粗加工后從工件上切除很薄的材料層，提高工件精度和減少表面粗糙 度的加工方法。小深孔二次加工即小深孔精加工，實(shí)心材料在傳統(tǒng)鉆削、擴(kuò)孔、鉸削之 后，精度和表面粗糙度未達(dá)到要求，采用小深孔精加工進(jìn)行二次或更多次加工。在生產(chǎn) 中，液壓缸、儀器儀表精密管、泵筒和提供物理化學(xué)反應(yīng)場(chǎng)所的管道腔、精密傳感器管 體等深孔都要精加工，保證孔加工精度為i t 9 i t 5 ，表面粗糙度值為1 6 p m o 2 p m 【1 1 】。 由于小深孔精加工大多數(shù)是在通孔基礎(chǔ)上進(jìn)行，排屑不是主要問題，但仍需在孔的 封閉內(nèi)腔進(jìn)行，不易監(jiān)視和檢測(cè)加工過程；工件長(zhǎng)，零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工件剛度和刀桿剛 度難保證，因此小深孔精加工并非是孔加工的延伸，其難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于淺孔的精加工。 1 2 2 四種小深孔精加工技術(shù)的特點(diǎn) 目前，小深孔精加工常采用的方法有：精細(xì)鏜孔、研磨、珩磨及電鍍珩具加工。 1 ) 精細(xì)鏜孔 精細(xì)鏜孔與一般鏜孔基本相同，最初用金剛石做鏜刀，用于有色金屬合金和鑄鐵套 筒零件孔的最后一道工序，或珩磨前的預(yù)加工。 鏜削是小深孔精加工主要手段，特點(diǎn)是：可在鉆孔、鑄孔和鍛孔后鏜孔，滿足尺寸 公差等級(jí)和表面粗糙度值的要求范圍廣，除直徑小且深的孔外，各種直徑和結(jié)構(gòu)類型的 孔均可鏜削；適應(yīng)各種工件和材質(zhì)，工作效率高、裝備投資低，加工精度i t 8 ，表面粗 糙度r 。為o 8 i m ，若用自導(dǎo)鏜頭，位置精度高；有效校正上道工序位置誤差，但鏜桿直 徑受孔徑限制，剛性較差，易彎曲和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，尤其對(duì)細(xì)長(zhǎng)孔鏜削質(zhì)量不如鉸削；若以 4 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 切深和進(jìn)給量小多次走刀減小刀桿彎曲變形，生產(chǎn)效率低；調(diào)整鏜刀在刀桿上徑向位置， 操作復(fù)雜、費(fèi)時(shí)；用于單件小批量生產(chǎn)。 2 ) 內(nèi)孔研磨 研磨是利用涂敷或壓嵌游離磨粒與研磨劑的混合物，在一定剛性的軟質(zhì)研具上，通 過研具與工件向磨料施加一定壓力，磨粒作滾動(dòng)與滑動(dòng)，從被研磨工件上去除極薄的余 量，以提高工件精度和降低表面粗糙度值的加工方法【1 2 1 。 研磨是孔常用的一種精密加工方法。精鏜、精鉸或精磨后進(jìn)行研磨，孔尺寸公差等 級(jí)達(dá)皿6 i t 5 ，表面粗糙度值r a 達(dá)o 1 0 0 0 8 斗m ，孔的圓度和圓柱度提高。缺點(diǎn)：位 置精度只能靠前工序保證，對(duì)上道工序要求高；研磨之前需磨削、精鉸或精鏜等減少加 工余量，生產(chǎn)率較低：勞動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)操作人員的技巧和經(jīng)驗(yàn)要求高；尺寸分散性大； 孔兩端易產(chǎn)生喇叭口；研磨過程中，磨粒易造成環(huán)槽和直槽的損壞；由于使用難于清洗 干凈的研磨膏，造成清潔度超過標(biāo)準(zhǔn)。 3 ) 內(nèi)孔珩磨 珩磨是磨削或精鏜后，用油石條加工孔的一種高效率精密加工方法。珩磨加工精度 高，尺寸公差等級(jí)達(dá)i t 7 玎6 ，表面粗糙度值r a 達(dá)0 2 o 0 5 斗m ；應(yīng)用范圍廣，除易堵 塞油石的塑性金屬外，對(duì)鑄鐵件、淬硬和不淬硬鋼件、青銅等均可加工；可加工孔徑為 5 5 0 0 n 鋤，長(zhǎng)徑比大于l o 的深孔；油石與孔壁接觸面積較大，參加切削的磨粒多， 因此加工每顆磨粒上切削力小；因大量冷卻液發(fā)熱少，孔表面不易燒傷；珩磨頭與工件 和機(jī)床主軸都有少量浮動(dòng)，因此無法修正孔的直線度和位置精度。 4 ) 電鍍珩具內(nèi)孔加工 將金剛石、立方氮化硼等超硬磨料細(xì)粒放進(jìn)電解液中，使其沉積在金屬制成的工具 基體上，通過電鍍作用使鍍層將與基體接觸的一層磨粒固定，形成電鍍珩具。用于深孔 加工的電鍍珩具也稱為電鍍鉸刀，對(duì)小深孔精加工具有較高的加工精度及表面質(zhì)量。 電鍍珩具小深孔精加工特點(diǎn)：孔的尺寸分散小；幾何精度高達(dá)0 0 0 2 m m ；表面粗糙 度值欠a 小于0 4 o 2 阻【1 3 】；一次走刀或一次往返走刀完成，生產(chǎn)效率高；使用方便、 成本低、刀具使用壽命長(zhǎng)，平均每把可加工1 0 0 0 0 件以上；適于淬火鋼、氮化鋼等高硬 度鋼件的小深孔精密加工，尤其大批量生產(chǎn)加工具有良好互換性【。目前，在液壓元件 閥孔、航天航空儀表和電子產(chǎn)業(yè)中，作為小深孔精加工最后一道工序應(yīng)用廣泛。 綜上所述，對(duì)以上四種小深孔精加工方法特性的比較如表1 2 所示。 5 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 表1 2 四種小深孔精加工方法特性的比較 t a b 1 - 2n ec 鋤p a r i s o n0 ff i 冊(cè)s m a l ld e 叩h o l e - p l d c e s s i n gm e 也c i d si nm 砌：l i i l i n gc h 娥l c t e r i s t i c s 加生 工公差 表面粗糙 產(chǎn) 方等級(jí) 度風(fēng)( 岬) 類 優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn) 法 型 單 精1 、適用于各種工件和材質(zhì)；1 、鏜桿直徑受孔徑限制，剛性較 件 細(xì) i t 80 8 小 2 、工作效率高、裝備投資低；差，易引起彎曲和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)； 鏜 3 、能有效校正上道工序的位2 、調(diào)整鏜刀在刀桿上的徑向位 孔 批 置誤差。置，操作比較復(fù)雜和費(fèi)時(shí)間。 量 研 i t 6 小l 、精加工常用方法； l 、位置精度無法保證； 磨 0 1 0 0 0 8 批2 、尺寸精度和表面粗糙度好； 2 、研磨前需精鉸或精鏜，生產(chǎn)效 率低； i t 5 量 3 、可提高孔的圓度和圓柱度。 3 、尺寸分散性大，易產(chǎn)生喇叭口。 l 、材質(zhì)范圍廣，除易堵油石 珩 i t 7 小塑性材料；1 、油石易磨損，壽命低； 磨 o 2 0 0 5批 2 、孔徑5 5 0 0 m m ，長(zhǎng)徑比2 、珩磨無法保證修正孔的直線度 i t 6 量大于1 0 ；和位置精度。 3 、尺寸精度和表面粗糙度好。 l 、尺寸分散度??；幾何形狀 電 i t 5 大精度高，可達(dá)0 0 0 2 衄； 鍍小于0 4 批2 、生產(chǎn)效率高，一次走刀或加工前對(duì)孔徑的一致性要求高。 珩0 2 具 i t 4 量往返走刀； 3 、刀具壽命長(zhǎng)，成本低。 針對(duì)公差等級(jí)要求高的大批量生產(chǎn)條件，電鍍珩具對(duì)小深孔精加工有明顯優(yōu)勢(shì)，是 較為理想的加工方式。與珩磨相比，電鍍珩具外徑尺寸根據(jù)孔徑確定，磨粒的耐磨性使 直徑尺寸基本不變，不受上道工序幾何形狀誤差影響，并能校正誤差；與研磨相比，磨 粒固定在珩具基體上，規(guī)律性的作圓周和軸向運(yùn)動(dòng)，微刃切削金屬，比研磨中懸浮的磨 粒切削性能更強(qiáng)【1 5 1 。本文主要研究利用電鍍珩具對(duì)小深孔精加工。 1 3 電鍍珩具的概述 1 3 1 電鍍珩具的定義 目前文獻(xiàn)中定義，將金剛石、立方氮化硼等超硬磨料細(xì)粒置于電解液中，通過電鍍 方法使磨粒沉積在刀具金屬基體并由金屬鍍層固定，經(jīng)過電鍍工藝過程，磨粒被均勻地 6 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 鍍?cè)诮饘倩w上，形成電鍍鉸刀或電鍍珩具，其主要用于小深孔加工。 然而在1 9 世紀(jì)8 0 9 0 年代左右常被稱為“金剛石鉸刀【1 6 l 刀、“立方氮化硼鉸刀 1 4 】，、 “電鍍金剛石鉸刀叨”和“電鍍立方氮化硼鉸刀”等，其定義是：金剛石或立方氮化硼 鉸刀是以金屬鎳和鈷等作為粘接劑，把金剛石或立方氮化硼的細(xì)小顆粒包鑲在一定尺寸 和幾何形狀的鉸刀基體表面上，再經(jīng)過適當(dāng)?shù)男弈ザ瞥? 捫。 1 3 2 電鍍珩具的結(jié)構(gòu) 電鍍珩具應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)也逐漸改進(jìn)以保證適應(yīng)工件的加工要求。 1 ) 普通的電鍍珩具 電鍍珩具不是先用于孔加工而是代替砂輪磨削，稱為電鍍磨具。普通的電鍍磨具基 體按用途加工成各種不同的回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)形狀，磨料被電鍍于基體上制成相應(yīng)電鍍磨具。 電鍍磨具還可制成不同形狀的磨輪和銼刀，凡是用于替代各種普通砂輪的電鍍磨肖4 工 具，通稱為電鍍磨輪。不同結(jié)構(gòu)形狀的電鍍磨輪如圖1 1 所示。 鬻 瓣 緩 圖1 l 電鍍磨輪 f 追1 1e 1 e 曲o p l a e d 鰣鋤i n gw h e e l s 圖1 1 中，( a ) 是電鍍珩具應(yīng)用中最常用的小磨頭結(jié)構(gòu)。電鍍磨頭最小直徑o 2 m m ， 用以取代普通磨料的小磨輪，在氣動(dòng)內(nèi)圓磨床或坐標(biāo)磨床上磨削小孔，轉(zhuǎn)速達(dá)4 1 0 4 1 0 1 0 4 r 刀m ，最高可達(dá)2 3 1 0 ，磨削進(jìn)給量0 o o l n 盥【2 】，能加工各種淬火鋼、 硬質(zhì)合金、陶瓷等。加工過程中可不用冷卻液，一把電鍍小磨輪能連續(xù)加工數(shù)千件工件， 且不需修整，生產(chǎn)效率高。( b ) 是成形磨削的電鍍磨輪基體形狀，基體結(jié)構(gòu)形狀決定磨削 后工件要求的形狀。( c ) 是鋸片砂輪的基體。( d ) 也是鋸片砂輪的基體，因?yàn)殇徠拜喓鼙。?剛性差，所以用復(fù)合型保證剛度，實(shí)現(xiàn)與鋸片砂輪磨削的作用。 7 恩俐懈斟圉圈豳圈圉nhu 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 2 ) 用于深孔精加工的電鍍珩具 針對(duì)深孔精加工，若將電鍍磨料工具作為定尺寸加工，一般稱為“電鍍珩具”或“電 鍍鉸刀”，主要原因是：刀具和工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)與鉸削、珩磨較為類似，與磨削有很大區(qū) 別【1 9 1 。對(duì)于長(zhǎng)徑比小于1 0 、孔徑相對(duì)較大且沒有限制的深孔，一般使用的電鍍珩具( 鉸 刀) 結(jié)構(gòu)如圖1 2 所示。 ( a ) 圖l - 2 電鍍珩具 f 追1 - 2 n l ee l e 咖p k e dh o 蚰陷t 0 0 l s 當(dāng)直徑大于1 0 i n l 的孔精加工時(shí)，多采用圖1 2 中( a ) 結(jié)構(gòu)：套筒式電鍍金剛石或立 方氮化硼鉸刀，由一個(gè)專用錐形心軸和一個(gè)鍍有超硬磨料的開槽套筒裝配而成。開槽薄 壁套筒的內(nèi)錐面與心軸的外錐面相匹配，使開槽套筒準(zhǔn)確定心。當(dāng)孔加工余量0 0 5 m m 以下，套筒式電鍍珩具往復(fù)一次走刀完成加工。若預(yù)制孔公差超過磨粒磨損范圍，可采 用圖2 2 中( b ) 結(jié)構(gòu)：固定式( 又稱整體式) 珩具。一般固定式珩具制成尺寸大小不同的 兩把，分別粗磨和精磨，在加工過程中不需要調(diào)整，常用于大批量的生產(chǎn)加工。 3 ) 用于小深孔精加工的固定式( 整體式) 電鍍珩具 對(duì)于小深孔精加工，若采用上述1 ) 、2 ) 電鍍珩具，則存在以下問題： ( 1 ) 因珩具外徑與孔徑最終基本尺寸相等，故電鍍珩具磨粒外露高度決定加工余 量。一般磨粒高度2 3 被埋入鍍層，若選擇立方氮化硼磨粒粒度1 2 0 目，則平均直徑為 o 1 2 6 衄，磨粒高度0 0 4 2 衄裸露在基體外參與切削，故上道工序加工預(yù)留的加工余量 要小于0 0 4 2 衄。預(yù)留的加工余量由前道工序的加工工藝決定，上道工序切除余量大， 則預(yù)留余量小，否則反之。電鍍珩具精整加工質(zhì)量與上道工序內(nèi)孔加工質(zhì)量關(guān)系密切， 上道工序表面質(zhì)量愈好，電鍍珩具精整質(zhì)量也就愈好。裸露磨粒高度很小，加工余量和 精度要求使得對(duì)上道工序要求苛刻，因此需改進(jìn)電鍍珩具結(jié)構(gòu)擴(kuò)大加工余量。 ( 2 ) 根據(jù)小深孔刀桿較長(zhǎng)直徑小，若采用1 ) 、2 ) 電鍍珩具，加工時(shí)受力如懸臂梁， 無合理導(dǎo)向部分易彎曲變形，導(dǎo)致出現(xiàn)喇叭口，無法保證圓度和圓柱度等加工精度。 ( 3 ) 電鍍珩具加工的上道工序一般是鉆、鏜、鉸。若鉆頭剛度不足，進(jìn)給速度較 8 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 快，易產(chǎn)生引偏使被加工孔的中心偏斜，孔徑未變化；鏜孔有時(shí)會(huì)因機(jī)床主軸中心線和 導(dǎo)軌不平行或?qū)к壟でa(chǎn)生錐度；鉸孔后孔徑擴(kuò)大和表面粗糙度差，這些造成孔的各 種缺陷，如：圓度、喇叭口、錐形、產(chǎn)生的殘留切削痕跡及振紋，需在最后工序中得到 修正，但是1 ) 、2 ) 不能很好的起到這個(gè)作用。 對(duì)上述問題改進(jìn)電鍍珩具結(jié)構(gòu)，用于小深孔大批量精加工結(jié)構(gòu)示意圖如1 3 所示。 弋麟燃 、 x o 夸x ， x x x f n l 圖1 3 用于小深孔j 鴦加工的電鍍珩具 f 追1 - 3 m e l 鯽唧捌h 嘶n g t 0 0 i s l l s 噸i n 蛐瑚蛐0 f 鋤a l l 也印h o l e 電鍍珩具結(jié)構(gòu)有兩種：可調(diào)式和固定式。所謂可調(diào)式和固定式是根據(jù)電鍍珩具外徑 是否可調(diào)而定義?？烧{(diào)式電鍍珩具通過控制珩具外徑尺寸可加工不同直徑內(nèi)孔，而固定 式珩具外徑不變，外徑與孔的最終尺寸相等?？烧{(diào)式珩具外徑尺寸可調(diào)整，壽命長(zhǎng)，但 制造精度要求高，基體剛性差，珩具套易變形，加工精度比固定式低f 2 0 】。固定式珩具基 體剛性好，易修磨，加工孔的尺寸穩(wěn)定，但刀具壽命稍低。由于可調(diào)式珩具制造工藝復(fù) 雜，工廠多采用固定式珩具。一般粗加工和半精加工多用可調(diào)式，精加工多用固定式。 綜上所述，針對(duì)本文所研究的小深孔加工精度高和批量生產(chǎn)的要求，采用固定式電 鍍珩具加工是合理的。固定式電鍍珩具結(jié)構(gòu)示意圖如1 - 4 所示。 圖l _ 4 固定式電鍍珩具結(jié)構(gòu)示意圖 f i g i1 - 41 1 1 e 咖蛐瑚ld i a g 跚衄a l i c 血聊i n go f 五x e d 吒l e c 咖l a 舡沮h 0 i l i n gt i l s 用于小深孔精加工的固定式電鍍珩具結(jié)構(gòu)主要是在原來固定式結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，添加前 后的錐面和引導(dǎo)部分。錐角設(shè)計(jì)增大加工余量使對(duì)上道工序加工要求降低，前后引導(dǎo)部 分對(duì)珩具進(jìn)入和退出具有引導(dǎo)性。圖l - 4 中數(shù)字1 6 分別代表電鍍珩具的各組成部分， 依次是：前導(dǎo)向部分、切削部分、校準(zhǔn)部分、倒錐導(dǎo)向部分、后導(dǎo)向部分、柄部，前導(dǎo) 9 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 向部分、切削部分、校準(zhǔn)部分和倒錐導(dǎo)向部分合起來稱工作部分。各部分作用如下： ( 1 ) 前導(dǎo)向部分：引導(dǎo)電鍍珩具進(jìn)入工件，保護(hù)切削刃； ( 2 ) 切削部分：切除被加工工件加工余量的8 0 9 0 ，對(duì)電鍍珩具的壽命和加 工質(zhì)量有很大影響。主要參數(shù)是切削部分長(zhǎng)度和主偏角o 【； ( 3 ) 校準(zhǔn)部分：提高孔的加工精度和表面質(zhì)量； ( 4 ) 倒錐部分：減少校準(zhǔn)部分與孔壁的摩擦，避免因電鍍珩具在孔中的傾斜而導(dǎo) 致校準(zhǔn)部分后段孔變大； ( 5 ) 后導(dǎo)向部分：引導(dǎo)電鍍珩具退出工件； ( 6 ) 柄部：電鍍珩具的夾持。 圖1 4 中a 部分放大如圖1 5 所示，是電鍍珩具各鍍層的分布示意圖。電鍍珩具鍍 層包括：珩具基體、電鍍金屬結(jié)合劑、金剛石或立方氮化硼磨粒層。磨粒高度的2 3 被 埋入電鍍金屬結(jié)合劑層起到固定作用，剩余部分裸露基體外作為主要切削刃。 金剛石或立方氮 荊 圖1 5 電鍍珩具鍍層的局部示意圖 f i g 1 - 5t 1 1 el o c a ld i a g r u n n l a 垃cd n l w i n go fe l e c t r o p l 砷硒c o a 土i n go fe l e 咖p 1 蜀l t e dh o n i n g 屯l s 1 3 3 電鍍珩具在小深孔精加工中的應(yīng)用 精密性孔加工技術(shù)是金屬切削加工的一個(gè)難點(diǎn)，對(duì)小深孔而言加工難度更大，但液 壓、農(nóng)機(jī)、汽車、機(jī)床、航空、航天等行業(yè)中小深孔零件的應(yīng)用廣泛【2 l 】，內(nèi)孔尺寸精度 和表面粗糙度要求愈來愈高：圓度、圓柱度精度0 0 0 2 衄，表面粗糙度值o 1 6 0 2 p m ， 屬于精密加工范圍，且大批量生產(chǎn)類型，傳統(tǒng)的孔加工技術(shù)如：精鏜、精磨、珩磨、研 磨和滾壓等無法經(jīng)濟(jì)性實(shí)現(xiàn)，電度珩具就是針對(duì)這種加工要求應(yīng)運(yùn)而生田】。 電鍍金剛石鉸刀是1 9 7 5 年開始在國(guó)際上研究，被作為加工精密孔的先進(jìn)工具。美 國(guó)d i a g r i t 金剛石工具公司研制成功最早，聯(lián)邦德國(guó)在應(yīng)用方面處于世界上領(lǐng)先地位， 1 0 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 我國(guó)于1 9 7 9 年開始研制使用】。不論國(guó)外還是國(guó)內(nèi)，電鍍珩具最先應(yīng)用于液壓閥件的 精加工，而閥孔精加工主要是提高液壓裝置中的介質(zhì)壓力，一般方法是使閥體和閥套、 閥套和閥芯之間間隙減?。唤档蛢?nèi)孔表面粗糙度( 1 2 p m ) 【2 4 】，這要求對(duì)小深孔精密 加工。在液壓行業(yè)中，閥孔精加工是機(jī)械加工中的關(guān)鍵工藝，以前加工效率低、質(zhì)量差 的工藝過程無法實(shí)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)外對(duì)利用電鍍珩具精加工閥孔開始研究。 目前為止，對(duì)小深孔精加工的電鍍珩具結(jié)構(gòu)和工藝有較成熟的研究。機(jī)械工業(yè)部鄭 州磨料磨具磨削研究所研究的電鍍金剛石鉸刀已經(jīng)發(fā)展到0 6 西3 0 m m 十多種規(guī)格， 可加工鑄鐵、鋁合金，淬火鋼、4 0 c r 合金鋼、有機(jī)玻璃等瞄】。北京金剛石廠生產(chǎn)o1 0 n 皿， 1 2 衄，1 6 m m ，2 0 l m 四種規(guī)格的固定式人造金剛石鉸刀都達(dá)到精加工要求。隨 著立方氮化硼材料的出現(xiàn)，以相比于金剛石優(yōu)勢(shì)在硬度高的鋼制被加工材料內(nèi)孔精加工 應(yīng)用越來越廣泛。隨動(dòng)閥最核心的工序是對(duì)熱裝于閥體內(nèi)的淬火三聯(lián)缸套孔精加工，長(zhǎng) 城機(jī)床廠利用立方氮化硼鉸刀對(duì)淬火三聯(lián)缸套孔完成了精加工，精度穩(wěn)定地達(dá)到要求， 效率提高并具有極好地互換性，刀具內(nèi)柔外硬剛性好，具有一定的經(jīng)濟(jì)性陶。由于電鍍 金剛石和立方氮化硼鉸刀能夠高效、可靠、精確的對(duì)內(nèi)孔一次鉸珩達(dá)到加工精度和表面 粗糙度要求，所以備受廣大孔精密加工用戶的青睞。 1 4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 對(duì)電鍍珩具精加工小深孔提高內(nèi)孔加工精度和表面粗糙度，研究者是從加工精度和 表面粗糙度的影響因素角度分析。 1 ) 加工精度的影響因素 機(jī)械加工中，加工精度是指工件加工完成之后測(cè)量實(shí)際幾何尺寸包括基本尺寸、形 狀尺寸、位置尺寸，再與理想的幾何尺寸參數(shù)作對(duì)比，看其相符合程度。對(duì)加工精度的 量化主要是對(duì)實(shí)際幾何尺寸和理想幾何尺寸之間做差值，此差值稱為加工誤差，若加工 誤差數(shù)值大，則表明加工精度低；若加工誤差數(shù)值小，則表明加工精度高，因此加工誤 差反映加工精度。然而整個(gè)零件的加工完成是在由機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的工藝 系統(tǒng)中，零件最終的加工精度是由這個(gè)工藝系統(tǒng)中每個(gè)因素本身的加工誤差共同作用形 成，因此要想提高工件加工精度，需要減少工藝系統(tǒng)中各因素的加工誤差。 對(duì)工藝系統(tǒng)中直接引起加工誤差的因素稱為原始誤差，將原始誤差劃分如1 6 所示： 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 原始誤差 圖l _ 6 原始誤差分類 f 晦l - 61 1 1 ec a 鈀刪帆o f o r i 西n a l 鋤娼 基于上述原始誤差分類可知，加工精度主要受到工藝系統(tǒng)中原始誤差而形成。若要 提高加工精度，必須減少由工藝系統(tǒng)引起的各原始誤差。 2 ) 表面粗糙度的影響因素 表面粗糙度形成原因包括：幾何因素、物理因素和工藝系統(tǒng)的振動(dòng)。幾何因素是刀 具切削工件表面遺留下的切削層殘留面積，主要由刀具的形狀參數(shù)、進(jìn)給量和加工