小深孔精加工電鍍CBN珩具的優(yōu)化設(shè)計與研究.pdf

1、針對長徑比大于5，直徑4～20mm圓柱孔零件大批量生產(chǎn)的精加工要求，電鍍CBN珩具相比精密鏜孔、研磨和珩磨具有優(yōu)勢。但隨著精密零件的發(fā)展需求，仍需進一步提高內(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，受力計算也沒有明確公式，因此對珩具結(jié)構(gòu)和加工工藝的優(yōu)化非常必要。基于電鍍CBN技術(shù)現(xiàn)狀和一般深孔加工理論，本文對電鍍CBN珩具結(jié)構(gòu)設(shè)計及其參數(shù)優(yōu)化進行了深入研究，具體內(nèi)容如下：

2、r>　　 1)分析了電鍍CBN珩具精加工小深孔的鉸珩機理和珩具的受力。對比鉸削、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力偶；法向力是內(nèi)孔壁對珩具的反作用力，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而影響內(nèi)孔加工質(zhì)量，故對珩具所

3、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CBN珩具鉸珩時軸向力計算公式和分析了主偏角、進給量、加工余量對軸向力的影響。依據(jù)內(nèi)鍍法制備電鍍CBN珩具良好的性能和深孔加工刀具計算理論，合理簡化了CBN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算公式。通過數(shù)學(xué)方法分析可知：CBN珩具主偏角的大小對軸向力的影響最大，即軸向力隨主偏角增大而遞增，同時也隨進給量和加工余量的增加而增大。

4、>　　 3)建立了以主偏角、進給量、加工余量為設(shè)計變量，軸向力最小為目標函數(shù)以及各約束條件的優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型；利用MATLAB求解設(shè)計變量最優(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CBN珩具結(jié)構(gòu)尺寸。
　　 4)采用控制變量法，利用MATLAB對優(yōu)化結(jié)果進行了圖形分析。分別選擇三種進給量0.7mm/r、1.2mm/r、1.5mm/r，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