孔心偏斜是深孔加工中難以避免的技術(shù)難題拭牌。由于各種原因筋讨，如刀桿支承偏斜赊舶、導(dǎo)向套偏斜淤刃、切削力不對稱等均會使鉆頭產(chǎn)生初始偏斜量晒他，且這一偏斜量將隨著鉆孔深度的增加而不斷增大，最終導(dǎo)致鉆頭的鉆進(jìn)方向越來越偏離工件旋轉(zhuǎn)軸線逸贾，嚴(yán)重時會使鉆頭從被加工零件的側(cè)壁鉆出陨仅，造成加工事故。雖然目前已有不少用于深孔加工的糾偏措施铝侵，但應(yīng)用較多的方法還是在鉆削完成后根據(jù)偏斜量的大小灼伤，以孔心線為基準(zhǔn)重新車削工件外圓，以達(dá)到糾偏的目的咪鲜。但這種糾偏方法的使用范圍有限狐赡，且不能從根本上消除偏斜擴(kuò)大現(xiàn)象∨北　　

　　試驗研究和加工實踐表明颖侄，振動鉆削是一種可顯著提高深孔加工質(zhì)量的新型工藝方法。振動鉆削與普通鉆削的區(qū)別在于鉆削過程中通過振動裝置使鉆頭與工件之間產(chǎn)生可控的相對振動聋遮，從而改變鉆削機(jī)理重柄，提高鉆削質(zhì)量庆率。振動鉆削可使孔心偏斜現(xiàn)象明顯改善，不少文獻(xiàn)對其作用機(jī)理進(jìn)行了探討汤史。鉆頭高頻振動的“靜止化效果”和“剛性化效果”的綜合作用可有效抑制鉆孔偏斜软殿，從而提高鉆孔的直線度。但由于在低頻區(qū)間振動的鉆頭的“靜止化效果”和“剛性化效果”很弱邓樟，因此上述理論具有一定局限性缸秀。考慮到振動鉆削的脈沖切削特性役默，探討了振動鉆削減小孔心偏斜的內(nèi)在機(jī)理唯碗，并通過振動鉆削試驗對理論推導(dǎo)結(jié)果進(jìn)行了驗證。

　　鉆削加工孔心偏斜的機(jī)理分析

　　(1)普通鉆削的孔心偏斜量

　　深孔加工系統(tǒng)中冤牢，鉆頭的初始偏斜量對孔心偏斜起著重要作用铐向，由于初始偏斜量的存在，鉆頭軸線相對于工件旋轉(zhuǎn)軸線產(chǎn)生偏斜丙者，且偏斜量隨著鉆削深度的增加而逐漸擴(kuò)大复斥，鉆頭軸線軌跡也越來越遠(yuǎn)離理論鉆削軸線。通過對鉆削過程進(jìn)行簡化械媒，建立鉆削入鉆階段力學(xué)模型如圖2所示目锭。

　　在普通鉆削加工中，隨著鉆削深度的增加纷捞，在初始偏斜量的影響下痢虹，刀頭離目標(biāo)軸線的偏差逐漸增大。設(shè)刀具瞬時進(jìn)給量為Δl主儡，孔深為ln奖唯，則孔在任意位置處的偏斜量為

　　即在鉆桿長度一定的情況下，普通鉆削的孔心偏斜量與入鉆偏斜量q0和鉆削長度ln有關(guān)糜值》峤荩　　

　　（2）振動鉆削的孔心偏斜量　　

　　討論振動鉆削的孔心偏斜量寂汇，首先需要對振動鉆削過程進(jìn)行分析病往。在振動鉆削中，鉆尖沖擊一次工件表面后立即退回免姻，它受橫向力瞬間作用產(chǎn)生的變形在鉆頭脫離工件后又復(fù)位變直狐兴，然后再重新入鉆。因此恐程，與普通鉆削相比伦捐，振動鉆削的孔心偏斜量具有兩個特點：①在入鉆階段，振動鉆削將普通鉆削時鉆頭的一次性連續(xù)切入轉(zhuǎn)變?yōu)槎啻蚊}沖式切入皿理，由于鉆尖是在偏移恢復(fù)后再次沖擊工件孟庵，鉆入偏移量得到了校正近窟，因此可使鉆尖以較小偏移量鉆入工件，即有q0振＜q0普补蠢。②在鉆削階段伦颊，由于鉆頭的脈沖作用，使鉆頭的每次入鉆不是在全部上一次入鉆偏差的基礎(chǔ)上進(jìn)行姜架，而是在減小了的上一次入鉆偏差基礎(chǔ)上繼續(xù)鉆削青弃。設(shè)偏差減小系數(shù)為δ(δ＜1)，則可得到振動鉆削時在鉆削深度ln處的孔心偏斜量為

　　對比式(10)和式(12)可知隙譬，當(dāng)用同一鉆頭鉆削相同深度的深孔時卖氨，與普通鉆削相比，振動鉆削在鉆削深度上的孔心偏斜量明顯減小负懦，即有q振＜q普筒捺。

　　3.鉆削加工對比試驗

　　為驗證上述理論分析的正確性，對普通鉆削和振動鉆削兩種鉆削加工方式的孔心偏斜量進(jìn)行了對比試驗纸厉∠悼裕　　

　　我們設(shè)計的振動鉆削加工系統(tǒng)。振動裝置采用機(jī)械式雙偏心輪機(jī)構(gòu)颗品，振幅可在0～0.5mm范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)肯尺，直流電機(jī)轉(zhuǎn)速由直流電源控制，振動頻率可在100Hz內(nèi)通過調(diào)節(jié)直流電源電流進(jìn)行選擇躯枢，因此該振動鉆削系統(tǒng)能夠滿足不同工況下的振幅和振動頻率要求则吟。

　　試驗用鉆頭為?7.9mm的小直徑DF內(nèi)排屑深孔鉆，刀具長度L=630mm闺金，刀片材料為YT798；試件為?14×130mm的TC-4鈦合金棒料峰档；振動裝置的振幅為0.05mm败匹，頻率為90Hz；進(jìn)給量為0.008mm/r步蛮，主軸轉(zhuǎn)速為1250r/min遂冰，加工中切削液選用5＃機(jī)械油，油壓4MPa西寸。普通鉆削與振動鉆削的孔心偏斜量試驗結(jié)果對比茉蔗。從圖中可看出迫讨，振動鉆削狀態(tài)下的孔心偏斜量較小，這與上述理論分析結(jié)果一致。

　　結(jié)論

　　振動鉆削改變了鉆頭的切削機(jī)理饼暑，將普通鉆削的一次性連續(xù)鉆入變?yōu)橹芷谛缘拿}沖楔入，振動鉆削存在切削—復(fù)位—再切削的動態(tài)過程。與普通鉆削相比，振動鉆削的這一特性不但提高了鉆頭的入鉆精度杉朝，而且還減緩了孔心偏斜量在切削深度上的累積速度，因此振動鉆削可顯著減小深孔切削過程中的孔心偏斜誤差怔樊。

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