题目：微小孔超声振动钻削技术研究

喷嘴行业微小孔精密钻削是一直没有很好解决的关键问题，超声振动钻削技术具有解决这一问题的很好前景。本文针对超声振动钻削实用化面临的系统精度、运动方式、切削工艺等核心问题进行研究，设计了车床附件式、自动精密对中型自动进给微小孔超声振动钻削装置，对喷嘴微小孔超声振动钻削工艺性进行了实验研究和机理分析。 本文设计了卧式超声微小孔钻削系统，工件装卡在机床主轴上，振动刀柄安装在尾架上，进给系统实现尾架自动进给。这种钻削方式避免了回转供电问题，设备简单，运动精度高。设计了自动对中机构，实现机床主轴与钻头同轴度的快速调整，提高了调节效率，有利于精密微小孔加工精度的保证。 针对小深孔钻削时钻头寿命短问题，首先进行了连续进给超声振动钻削钻头寿命研究，分析了超声振动提高润滑、减小摩擦的特性，针对深径比较大的孔提出了冷却润滑差和切屑堵塞是造成刀具寿命低的主要原因。在此基础上提出超声步进钻削，分析了超声步进钻削方式的切削特性和提高冷却润滑与排屑效果的机理，实现了深径比较大的孔的步进钻削。 针对阶梯深孔钻削时微孔与小孔同轴度的问题，提出了同向超声入钻方式。分析了超声振动钻削提高阶梯孔同轴度的机理，分别进行了超声振动钻削入钻定位精度实验和阶梯孔同轴度实验，实验结果表明，振动钻削相对普通钻削可以显著提高孔的入钻定位精度和阶梯孔的同轴度，并且随着振幅的增加，定位精度和同轴度也有提高的趋势。 针对小深孔钻削直线度和表面粗糙度问题，分析了钻削时超声入钻精度与钻削过程引偏对钻孔直线度的影响机理；建立了普通扩孔和超声振动扩孔的纠偏模型，普通扩孔时，纠偏误差是逐步累积的，而超声振动扩孔时，扩孔纠偏过程为：即瞬间切入—微偏移—分离—复位—再切入的断续纠偏过程。实验结果表明，超声振动钻削可以显著提高小深孔钻削的直线度和表面粗糙度。