本書針對國防軍事裝備、航空航天器件、汽車、微機(jī)電系統(tǒng)元件及民用產(chǎn)品等對精密小深孔技術(shù)的迫切需求,以槍鉆加工精度、表面質(zhì)量為主線,綜合運(yùn)用數(shù)值解析、模擬仿真與試驗(yàn)驗(yàn)證的方法,深入分析槍鉆加工力學(xué)分析與鉆削力計(jì)算方法,圓度誤差的形成與控制,直線度形成機(jī)理及變化規(guī)律,以及與加工質(zhì)量相關(guān)的磁流變液抑振技術(shù),構(gòu)建鉆削力、圓度誤差、直線度偏斜模型,著重分析影響加工精度的各控制因素的影響規(guī)律,探討了刀具磨損形態(tài)與孔表面微結(jié)構(gòu)之間的映射關(guān)系,通過理論與實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步拓展槍鉆技工應(yīng)用。
主要適用對象:本科生、研究生。
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 槍鉆深孔加工技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.3 槍鉆加工精度研究現(xiàn)狀
1.4 槍鉆加工孔表面質(zhì)量研究現(xiàn)狀
第2章 基于微元理論的槍鉆鉆削力學(xué)特性研究
2.1 槍鉆鉆削機(jī)理
2.1.1 槍鉆工作原理
2.1.2 槍鉆鉆頭幾何結(jié)構(gòu)
2.2 .槍鉆鉆削力建模
2.2.1 鉆削力和轉(zhuǎn)矩分析
2.2.2 鉆削微元模型
2.2.3 外刃鉆削微元模型
2.2.4 內(nèi)刃鉆削微元模型
2.2.5 鉆削力和轉(zhuǎn)矩求解
2.3 槍鉆鉆削力數(shù)值仿真
2.3.1 實(shí)例計(jì)算
2.3.2 鉆削力與刀具后角的變化規(guī)律
2.3.3 鉆削力與刀具齒寬的變化規(guī)律
2.3.4 鉆削力與刀具余偏角的變化規(guī)律
2.3.5 鉆削力與進(jìn)給量的變化規(guī)律
2.4 基于遺傳算法的刀具結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化
2.4.1 確定優(yōu)化變量
2.4.2 建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)
2.4.3 約束條件
2.4.4 模型求解與分析
2.5 軸承座深孔加工刀具優(yōu)化試驗(yàn)研究
2.6 小結(jié)
第3章 槍鉆鉆削孔圓度誤差影響規(guī)律及試驗(yàn)研究
3.1 圓度誤差形成機(jī)理
3.1.1 圓度誤差形貌模型
3.1.2 圓度誤差數(shù)值分析模型
3.2 考慮質(zhì)量偏心的圓度誤差分析
3.2.1 運(yùn)動軌跡模型的建立
3.2.2 槍鉆轉(zhuǎn)速對渦動軌跡的影響
3.2.3 槍鉆進(jìn)給量對渦動軌跡的影響
3.2.4 偏心結(jié)構(gòu)與渦動幅值的關(guān)系
3.3 圓度形貌預(yù)測
3.3.1 半頻效應(yīng)對圓度形貌的影響
3.3.2 多頻效應(yīng)對圓度形貌的影響
3.3.3 振幅和頻率對圓度形貌的影響
3.3.4 FFT法優(yōu)化預(yù)測圓度形貌
3.3.5 初始相位對圓度的影響
3.4 圓度誤差數(shù)值模型驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
3.4.1 實(shí)驗(yàn)方案
3.4.2 實(shí)驗(yàn)材料
3.4.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
3.4.4 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
3.4.5 數(shù)據(jù)采集與結(jié)果分析
3.5 小結(jié)
第4章 槍鉆加工直線度偏斜機(jī)理及試驗(yàn)研究
4.1 加工方式對孔軸線偏斜的影響
4.2 導(dǎo)向套偏心對深孔直線度的影響
4.3 鉆桿輔助支撐對孔直線度的影響
4.4 試驗(yàn)結(jié)果分析
4.4.1 試驗(yàn)方案
4.4.2 結(jié)果分析
4.5 其他因素對孔軸線直線度的影響
4.5.1 工件端面傾斜對孔直線度的影響
4.5.2 其他因素對孔軸線直線度的影響
4.6 小結(jié)
第5章 槍鉆加工孔表面特性試驗(yàn)研究
5.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
5.2 表面粗糙度試驗(yàn)結(jié)果及分析
5.2.1 表面粗糙度的形成機(jī)理
5.2.2 不同切削參數(shù)下的表面粗糙度
5.3 孔表面微觀結(jié)構(gòu)
5.4 表面層顯微硬度的結(jié)果分析
5.4.1 表面硬化的評價(jià)指標(biāo)
5.4.2 表面硬化程度的影響因素
5.4.3 不同切削參數(shù)對表面硬度的影響
5.5 槍鉆加工與麻花鉆加工的對比分析
5.5.1 麻花鉆鉆孔工藝分析
5.5.2 槍鉆加工工藝分析
5.5.3 試驗(yàn)對比分析
5.6 小結(jié)
第6章 基于三導(dǎo)向條結(jié)構(gòu)的槍鉆深孔加工圓度優(yōu)化方法研究
6.1 三導(dǎo)向條槍鉆結(jié)構(gòu)
6.2 三導(dǎo)向條槍鉆的結(jié)構(gòu)分析
6.2.1 槍鉆加工系統(tǒng)模型
6.2.2 優(yōu)化前后槍鉆鉆頭的受力對比分析
6.3 三導(dǎo)向條槍鉆與普通槍鉆的模態(tài)分析
6.3.1 模態(tài)分析簡介
6.3.2 槍鉆三維模型建立
6.3.3 設(shè)置材料屬性
6.3.4 網(wǎng)格劃分與施加載荷
6.3.5 槍鉆加工模態(tài)仿真結(jié)果分析
6.4 小結(jié)
第7章 磁流變液減振器對孔軸線偏斜的影響
7.1 磁流變液材料機(jī)理
7.1.1 磁流變液簡述
7.1.2 磁流變液組成
7.1.3 磁流變液的工作機(jī)理
7.1.4 磁流變效應(yīng)的影響因素
7.2 磁流變液工作模式
7.3 磁流變液減振器的設(shè)計(jì)
7.4 磁流變液減振器的安裝位置和動力學(xué)仿真分析
7.4.1 在深孔機(jī)床上的安裝位置
7.4.2 切削動力學(xué)模型分析及仿真
7.5 安裝磁流變液減振器的振動仿真
7.5.1 仿真方法研究
7.5.2 鉆桿振動系統(tǒng)仿真模型的建立
7.6 抑制振動對孔軸線偏斜的研究
7.7 小結(jié)
第8章 基于槍鉆加工系統(tǒng)的微銷孔精密高效加工技術(shù)
8.1 電機(jī)軸銷孔配打工藝分析
8.2 孔加工工藝技術(shù)研究
8.3 總系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
8.3.1 機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
8.3.2 控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
8.3.3 系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)證
8.3.4 加工測試分析
8.4 小結(jié)
第9章 深孔直線度與孔壁形態(tài)的激光檢測系統(tǒng)
9.1 直線度測量方法研究
9.1.1 無直線基準(zhǔn)測量
9.1.2 有直線基準(zhǔn)測量
9.2 深孔直線度檢測裝置
9.2.1 杠桿法
9.2.2 感應(yīng)式應(yīng)變片測量法
9.2.3 超聲波測量法
9.2.4 透光測量法
9.2.5 校正望遠(yuǎn)鏡測量法
9.2.6 準(zhǔn)直鏡測量法
9.2.7 同軸度測量深孔直線度法
9.3 基于半導(dǎo)體激光器的深孔直線度誤差評定方法
9.3.1 基于半導(dǎo)體激光器的深孔直線度檢測原理
9.3.2 激光光斑檢測系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
9.3.3 PSD后續(xù)處理電路硬件測試
9.3.4 測試條件對采集系統(tǒng)的影響
9.3.5 入射激光參數(shù)對PSD