CN1718336A - 低频轴向振动钻削工艺及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低频轴向振动钻削工艺及其装置，当加工难加工材料时，弹性模量小于250jpa时，振动频率与钻头转动频率比值的小数部分在0.1－0.2即可。当加工弹性模量为大于250jPa的难加工材料时，振动频率与钻头转动频率比值的小数部分在－0.1－－0.2即可；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。本发明实现了在难加工材料上实现小直径孔的加工。

Description

低频轴向振动钻削工艺及其装置
一、技术领域
本发明涉及一种低频轴向振动钻削工艺及其装置。
二、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。
三、发明内容
1.本发明涉及一种低频轴向振动钻削工艺及其装置，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，在难加工材料上实现小直径孔的顺利加工。
2.技术方案：
一种低频轴向振动钻削工艺，当加工弹性模量为小于170jPa的难加工材料时，振动频率与钻头转动频率比值的小数部分在0.1-0.2即可，当加工弹性模量为大于250jPa的难加工材料时，振动频率与钻头转动频率比值的小数部分在-0.1--0.2即可；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普通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普通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。
3.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工艺及其装置时，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。
四、附图说明：
图1是本发明的结构示意图；
五、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工艺的装置，一种使用权利要求1所述的工艺而设计的装置，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，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工艺，其特征是当加工弹性模量为小于170jPa的难加工材料时，振动频率与钻头转动频率比值的小数部分在0.1-0.2即可，当加工弹性模量为大于250jPa的难加工材料时，振动频率与钻头转动频率比值的小数部分在-0.1--0.2即可；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普通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普通材料时的进给量小一到两倍；振幅与进给量的比为3-5。
2.一种使用权利要求1所述的工艺而设计的装置，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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