CN100408238C - 低频轴向振动钻削方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低频轴向振动钻削方法及其装置，当加工弹性模量小于250jpa的材料时，振动频率与钻头转动频率比值的小数部分在0.1-0.2。当加工弹性模量为大于250jPa的材料时，振动频率与钻头转动频率比值的小数部分在-0.1--0.2；振动频率与钻头转动频率比值的整数部分在满足下式情况时，取振动系统能提供的最大值，tg-1[(frn+2πfa)/(πDn)]＜α；其装置是弹簧支承(7)、工作台(10)分别与振动轴(9)连接，弹簧(8)设置在振动轴(9)上，电机(1)通过皮带(2)与偏心轴(3)连接，偏心轴(3)上设置有偏心轴套(4)、轴承(5)、锁紧螺母(6)，轴承(5)与振动轴(9)连接。本发明实现了在材料上完成小直径孔的加工。
Description
技术领域
本发明涉及一种低频轴向振动钻削方法及其装置。
背景技术
轴向振动钻削技术是一项公认的、具有许多优点的孔加工技术，但推广应用很不好，其主要原因是加工参数选择难及没有一个较好的通用激振装置，无法在企业推广应用。
发明内容
本发明涉及一种低频轴向振动钻削方法及其装置，主要解决低频轴向振动钻削时的参数选择问题，及该技术在使用时所必须的、方便使用的激振装置，在材料上实现小直径孔的顺利加工。
技术方案：
一种低频轴向振动钻削方法，当加工弹性模量为小于170jPa的材料时，振动频率与钻头转动频率比值的小数部分在0.1-0.2，当加工弹性模量为大于250jPa的材料时，振动频率与钻头转动频率比值的小数部分在-0.1--0.2；振动频率与钻头转动频率比值的整数部分在满足下式情况时，取振动系统能提供的最大值，tg-1[(frn+2πfa)/(πDn)]＜α式中：fr每转进给量，n转头的转速，f振动频率，a振动幅值，α所用钻头的后角，D钻头直径，振动钻削的切削速度与普通钻削时加工材料时的切削速度相同；振动钻削的进给量比普通钻削时加工材料时的进给量小一到两倍；振幅与进给量的比为3-5。
弹簧支承7、工作台10分别与振动轴9连接，弹簧8设置在振动轴9上，电机1通过皮带2与偏心轴3连接，偏心轴3上设置有偏心轴套4、轴承5、锁紧螺母6，轴承5与振动轴9连接，偏心轴3与偏心轴套4组成双偏心轴结构，并且它们的偏心量相同；偏心轴3、偏心轴套4、轴承5、锁紧螺母6、弹簧支承7、弹簧8和振动轴9设置在箱体11内。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
使用本发明的低频轴向振动钻削方法及其装置时，将本装置安装于钻床工作台上，被加工零件安装于该装置工作台上，按本技术所提供的方法，可以很方便地找到一组可使用的振动钻削参数，实现对被加工零件的加工。从而使振动钻削技术可以很方便地被使用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
具体实施方式
实施例准备，将振动装置安装于普通立式钻床上，待加工零件安装于振动装置的工作台上。
实施例1，在钛合金TC4上加工Φ0.8mm的孔，使用的参数为：钻头转速2440r/min，进给量0.005mm/r，振动幅值0.015mm；振动频率48.07Hz。α为8°，钻头直径0.8mm，此时振动频率与钻头转动频率之比为1.1，振幅与进给量之比为3，加工过程很顺利。
实施例2，在钛合金TC4上加工Φ2mm的孔，使用的参数为：钻头转速1400r/min，进给量0.015mm/r，振动幅值0.075mm，振动频率31.33Hz。α为8°，钻头直径为2mm，此时振动频率与钻头转动频率之比为1.2，振幅与进给量之比为5，加工过程很顺利。
实施例3，在不锈钢1Cr18Ni9Ti上加工Φ2mm的孔，使用的参数为：钻头转速1400r/min，进给量0.02mm/r，振动幅值0.10mm，振动频率26.83Hz。α为8°，钻头直径2mm，此时振动频率与钻头转动频率之比为1.15，振幅与进给量之比为5，加工过程很顺利。
装置的实施例：
一种使用低频轴向振动钻削方法的装置，它包括电机1、皮带2、偏心轴3、偏心轴套4、轴承5、锁紧螺母6、弹簧支承7、弹簧8、振动轴9、工作台10和箱体11，弹簧支承7、工作台10分别与振动轴9连接，弹簧8设置在振动轴9上，电机1通过皮带2与偏心轴3连接，偏心轴3上设置有偏心轴套4、轴承5、锁紧螺母6，轴承5与振动轴9连接，偏心轴3与偏心轴套4组成双偏心轴结构，并且它们的偏心量相同；偏心轴3、偏心轴套4、轴承5、锁紧螺母6、弹簧支承7、弹簧8和振动轴9设置在箱体11内。
下面通过附图结合实施例进一步详述：
此处介绍一台振动钻削装置，设该装置已安装在普通立式钻床的工作台上，待加工零件已安装在该装置的工作台10上，各运动参数都按要求调整好了。
按动按钮，开始加工，首先由通用变频器(图1中没画出)驱动电机1按要求转速转动，由皮带带动偏心轴3转动，偏心轴3与偏心轴套4组成双偏心轴结构则按事先调好的偏心量带动轴承5转动，轴承5推动压在其上的振动轴9，使振动轴9连带工作台10一起作预定振幅和频率的正弦振动，弹簧8通过弹簧支承7使振动轴9始终和轴承5接触。使工件沿钻床轴线作预定振幅和频率的正弦振动。钻床转速、进给也按要求调整好，则可实现振动钻削。当钻削小直径孔时，还可以采用手动进给来实现振动钻削。
Claims (2)
1. 一种低频轴向振动钻削方法，其特征是当加工弹性模量为小于170jPa的材料时，振动频率与钻头转动频率比值的小数部分在0.1-0.2，当加工弹性模量为大于250jPa的材料时，振动频率与钻头转动频率比值的小数部分在-0.1--0.2；振动频率与钻头转动频率比值的整数部分在满足下式情况时，取振动系统能提供的最大值，tg-1[(frn+2πfa)/(πDn)]＜α式中：fr每转进给量，n转头的转速，f振动频率，a振动幅值，α所用钻头的后角，D钻头直径，振动钻削的切削速度与普通钻削时加工材料时的切削速度相同；振动钻削的进给量比普通钻削时加工材料时的进给量小一到两倍；振幅与进给量的比为3-5。
2. 一种为使用权利要求1所述的方法而设计的装置，它包括电机(1)、皮带(2)、偏心轴(3)、偏心轴套(4)、轴承(5)、锁紧螺母(6)、弹簧支承(7)、弹簧(8)、振动轴(9)、工作台(10)和箱体(11)，其特征是弹簧支承(7)、工作台(10)分别与振动轴(9)连接，弹簧(8)设置在振动轴(9)上，电机(1)通过皮带(2)与偏心轴(3)连接，偏心轴(3)上设置有偏心轴套(4)、轴承(5)、锁紧螺母(6)，轴承(5)与振动轴(9)连接，偏心轴(3)与偏心轴套(4)组成双偏心轴结构，并且它们的偏心量相同；偏心轴(3)、偏心轴套(4)、轴承(5)、锁紧螺母(6)、弹簧支承(7)、弹簧(8)和振动轴(9)设置在箱体(11)内。
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