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深孔加工技术是进行深径比较大的孔加工的一种工艺技术。由于深孔加工技术在孔加工过程中采用强制冷却、润滑及排屑等,使孔的加工效率和加工质量大大提高,在机械制造业中的应用越来越广。随着社会的发展和科技的进步,以及不锈钢、钛合金、耐热钢等难加工材料的不断涌现,对深孔加工技术提出了更高的要求。
本文以DF深孔钻负压排屑系统为研究对象,根据计算流体力学理论,建立了负压排屑系统的分析模型;运用FLUENT软件研究分析了喷嘴锥角、喷嘴间隙、切削液压力、切削液流量、喷嘴锥面长度对负压的影响规律;采用正交试验方法获得了在一定工况条件下各参数的理想组合;通过试验研究对仿真分析结果进行了验证,试验研究结果与仿真分析结果总体趋势相同。
研究分析表明,喷嘴锥面长度对负压值的影响不大;随着喷嘴锥角和喷嘴间隙的增大,负压值逐渐减小,在喷嘴锥角为140,喷嘴间隙为0.34mm左右时,负压值最小,负压装置的排屑能力最强,随着喷嘴锥角和喷嘴间隙的进一步增大,负压值开始增大;随着切削液流量和切削液压力的增大,负压值逐渐减小,在切削液流量为36L/min,切削液压力为3.5MPa左右时,负压值最小,随着切削液流量和切削液压力的进一步增大,负压值趋于稳定。
另外,为了进一步提高负压排屑系统的抽吸能力,根据负压装置内部切削液的流场特性,对普遍采用的圆锥面负压结构进行了设计改进及仿真分析。结果表明,采用圆锥面与圆弧面结合的负压结构,有利于提高负压抽屑能力。