梳棉機(jī)箱體結(jié)合件鉆孔專機(jī)設(shè)計(jì)【鉆M6螺紋孔】【說明書+CAD】
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無(wú)錫太湖學(xué)院
信 機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書
一、題目及專題：
1、題目 梳棉機(jī)箱體結(jié)合件鉆孔專機(jī)設(shè)計(jì)
2、專題
二、課題來(lái)源及選題依據(jù)
來(lái)源于工廠生產(chǎn)實(shí)際?！ ?
隨著著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)?；I(yè)化、集中化、高度機(jī)械化乃至自動(dòng)化的步伐的加快，在進(jìn)行工件加工時(shí)，要求考慮使用專用機(jī)床和夾具。組合機(jī)床和組合機(jī)床自動(dòng)線是一種專用高效自動(dòng)化技術(shù)裝備,目前,由于它仍是大批量機(jī)械產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性生產(chǎn)的關(guān)鍵裝備,因而被廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)等許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。某企業(yè)因生產(chǎn)發(fā)展需要，擬開發(fā)梳棉機(jī)箱體結(jié)合件鉆孔組合機(jī)床，因此，選定“梳棉機(jī)箱體結(jié)合件鉆孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)”這一工廠實(shí)例作為課題具有實(shí)際意義?！ ?
三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：
① 設(shè)計(jì)原始參數(shù)：零件工序圖一張；生產(chǎn)綱領(lǐng)：2萬(wàn)/年；單班制；
② 完成滿足生產(chǎn)需要的機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)、組合機(jī)床多軸箱設(shè)計(jì)（折合零號(hào)圖3張以上）；
③ 編制設(shè)計(jì)說明書一份；
④ 完成英文技術(shù)資料翻譯8000~10000字符；
四、接受任務(wù)學(xué)生：
機(jī)械93 班 姓名 徐道明
五、開始及完成日期：
自2012年11月12日 至2013年5月25日
六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）：
指導(dǎo)教師 簽名
簽名
簽名
教研室主任
〔學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng)〕 簽名
系主任 簽名
2012年11月12日
編號(hào)
無(wú)錫太湖學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
相關(guān)資料
題目： 梳棉機(jī)箱體結(jié)合件鉆孔專機(jī)設(shè)計(jì)
信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)
學(xué) 號(hào)： 0923146
學(xué)生姓名： 徐道明
指導(dǎo)教師： 劉新佳 （職稱：副教授 ）
（職稱： ）
2013年5月25日
目 錄
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文資料翻譯及原文
三、學(xué)生“畢業(yè)論文（論文）計(jì)劃、進(jìn)度、檢查及落實(shí)表”
四、實(shí)習(xí)鑒定表
無(wú)錫太湖學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
開題報(bào)告
題目： 梳棉機(jī)箱體結(jié)合件鉆孔專機(jī)設(shè)計(jì)
信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè)
學(xué) 號(hào)： 0923146
學(xué)生姓名： 徐道明
指導(dǎo)教師： 劉新佳（職稱：副教授 ）
（職稱： ）
2012年11月12日
課題來(lái)源
來(lái)源于工廠生產(chǎn)實(shí)際
科學(xué)依據(jù)
（1）課題科學(xué)意義
人們把梳棉機(jī)看成紡紗廠的“心臟”。就梳棉機(jī)來(lái)講:它是利用包在刺輥、錫林、道夫、蓋板上的針布對(duì)纖維進(jìn)行梳理加工的。在梳理過程中,完成將纖維束分梳成單纖維,將各纖維均勻、混合,并清除塵雜疵點(diǎn)和短絨。上述分梳、除雜、均勻、混合作用效果的好壞,將直接影響成紗質(zhì)量,而分梳成單纖維又是除雜、均勻、混合的基礎(chǔ)。本文結(jié)合前有文章，以梳棉機(jī)箱體結(jié)合件為例進(jìn)行了工藝技術(shù)及加工設(shè)備、裝夾設(shè)備的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)。
本文結(jié)合組合機(jī)床在梳棉機(jī)制造過程中的應(yīng)用現(xiàn)狀，用梳棉機(jī)箱體結(jié)合件的加工為例，介紹了工藝、工裝、組合機(jī)床的設(shè)計(jì)過程及其與經(jīng)濟(jì)效益之間的關(guān)系。
（2）梳棉機(jī)的研究狀況及其發(fā)展前景
由于國(guó)內(nèi)梳棉機(jī)的科研力量比較薄弱，所以我國(guó)梳棉機(jī)的研制主要是在吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，國(guó)外梳棉機(jī)出條速度叫高，國(guó)外各公司先后推出了梳棉機(jī)C50, C51, DK760, DK788, DK803, DK903, CX400, MK5等超高產(chǎn)梳棉機(jī)，這些梳棉機(jī)普遍具有國(guó)際先進(jìn)水平，國(guó)外又于2004年推出了TC03, C60, MK6等超高產(chǎn)梳棉機(jī)，可達(dá)到約400m/min。在消化吸收并結(jié)合我國(guó)研究高產(chǎn)梳棉機(jī)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，中國(guó)紡機(jī)集團(tuán)清梳機(jī)械事業(yè)部于2004年推出了JFW1201, 202型高產(chǎn)梳棉機(jī)，可以被認(rèn)為是我國(guó)的第四代梳棉機(jī)，主要滿足國(guó)產(chǎn)清梳聯(lián)的要求。在我國(guó)已有以下研發(fā)經(jīng)歷和記載: 50年代初期，利用測(cè)繪傳統(tǒng)彈性針布梳棉機(jī)，制造成功國(guó)產(chǎn)第一代梳棉機(jī)，結(jié)束了我們梳棉機(jī)制造上的空白，進(jìn)入我國(guó)紡織行業(yè)利用國(guó)產(chǎn)梳棉機(jī)的新時(shí)代。于1965年設(shè)計(jì)制造并批量生產(chǎn)的A186型梳棉機(jī)，是取代A181型彈性針布梳棉機(jī)，一種典型金屬針布高產(chǎn)梳棉機(jī)。80年代: FA201裝有分梳板和前后固定蓋板; 90年代: FA203，F(xiàn)A231 , FA232 。1984年由山東紡織工程學(xué)會(huì)著作的《高產(chǎn)梳棉機(jī)研制工作組三十周年紀(jì)念專刊》著重分享了部分組員的一些研究方面的體會(huì)和經(jīng)驗(yàn)方面的總結(jié)。以上都是針對(duì)早期梳棉機(jī)的一些情況進(jìn)行編寫的，而且主要介紹的是高產(chǎn)梳棉機(jī)試驗(yàn)工作組的研究情況，青島紡機(jī)廠2003年編寫的《梳棉技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新文獻(xiàn)匯編》整理了有關(guān)近30篇有關(guān)梳理技術(shù)方面較有價(jià)值的文章。
研究?jī)?nèi)容
① 梳棉機(jī)箱體結(jié)合件的加工工藝；
② 組合鉆孔工序的夾具設(shè)計(jì)；
③ 液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和液壓元器件的選擇；
④ 組合機(jī)床設(shè)計(jì)對(duì)梳棉機(jī)箱體結(jié)合件的制造做了詳細(xì)的闡述，簡(jiǎn)要說明了現(xiàn)代制造工藝和制造設(shè)備與梳棉機(jī)的關(guān)系。
擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析
（1）實(shí)驗(yàn)方案
提出任務(wù)分析對(duì)梳棉機(jī)需求確定任務(wù)要求，完成設(shè)計(jì)任務(wù)書。方案設(shè)計(jì)階段對(duì)梳棉機(jī)進(jìn)行分析提出可能的方案，組合幾種可能的方案進(jìn)行評(píng)價(jià)決策，選定最優(yōu)方案該階段目標(biāo)為提出原理性的設(shè)計(jì)方案。技術(shù)設(shè)計(jì)階段明確設(shè)備要求完成硬件選型，寫出使用說明書、標(biāo)準(zhǔn)明細(xì)表、其他技術(shù)文件等。
（2）研究方法
通過參閱借來(lái)的參考資料，網(wǎng)上的介紹以及對(duì)梳棉機(jī)進(jìn)行實(shí)體觀察，了解梳棉機(jī)的工作原理。然后根據(jù)工作原理定制其控制系統(tǒng)，再與指導(dǎo)老師交流來(lái)修改并完成對(duì)梳棉機(jī)箱體的畢業(yè)設(shè)計(jì)。
研究計(jì)劃及預(yù)期成果
研究計(jì)劃：
2012年11月12日-2012年12月2日：按照任務(wù)書要求查閱論文相關(guān)參考資料，填寫畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告書。
2013年3月4日-2013年3月8日：初步構(gòu)思專用機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)。
2013年3月11日-2013年3月15日：專用機(jī)床總體方案設(shè)計(jì)。
2013年3月18日-2013年3月22日：繪制零件加工工序圖。
2013年3月25日-2013年3月29日：繪制零件加工示意圖。
2013年4月1日-2013年4月5日：繪制機(jī)床尺寸聯(lián)系圖。
2013年4月8日-2013年4月12日：繪制機(jī)床尺寸聯(lián)系圖，填生產(chǎn)率計(jì)算卡。
2013年4月15日-2013年3月19日：繪制夾具零件圖。
2013年4月22日-2013年4月26日：繪制夾具總圖。
2013年4月29日-2013年5月3日：多軸箱傳動(dòng)設(shè)計(jì)。
2013年5月6日-2013年5月10日：繪制多軸箱總圖。
2013年5月13日-2013年5月17日：檢查、修改、完善、撰寫設(shè)計(jì)說明書。
2013年5月20日-2013年5月25日：資料整理裝訂，準(zhǔn)備答辯。
預(yù)期成果：
設(shè)計(jì)出一個(gè)相對(duì)滿足生產(chǎn)需要的組合機(jī)床鉆孔夾具和多軸箱部分設(shè)計(jì)。
特色或創(chuàng)新之處
① 主題明確，有針對(duì)性，穩(wěn)定, 易操作, 通用性強(qiáng)。
② 使用簡(jiǎn)易，功能完善。
已具備的條件和尚需解決的問題
① 已經(jīng)通過課程設(shè)計(jì)等的專業(yè)訓(xùn)練，經(jīng)過畢業(yè)實(shí)習(xí)，前期調(diào)研，相關(guān)資料搜集，已做好進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)的相關(guān)準(zhǔn)備工作。設(shè)計(jì)思路及方案已基本明確。
② 該組合機(jī)床在應(yīng)用在實(shí)踐上的不足以及尚未考慮到可能引發(fā)的問題。
指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
教研室（學(xué)科組、研究所）意見
教研室主任簽名：
年 月 日
系意見
主管領(lǐng)導(dǎo)簽名：
年 月 日
英文原文
原文節(jié)選自Journal of Materials Processing Technology 103 (2000) 318-323
《Optimal selection of parameters in multi-tool drilling》
原文：
Optimal selection of parameters in multi-tool drilling
a.Department of Mechanical Engineering, Indian Institute of Technology, Chennai 600 036, India
b.Department of Humanities and Social Sciences, Indian Institute of Technology, Chennai 600 036,India
Accepted 4 January 2000
Abstract
In hole-making operation, the final size may be obtained by drilling with a single drill or pilot-drilling of one or more holes followed by enlargement to the final size. In this paper, a model based on production cost is presented and the optimal conditions are obtained considering technological and machine tool constraints. This approach is quite useful in arriving at the cutting parameters automatically in a computer-assisted process planning system.
Keywords: Optimal selection; Multi-tool drilling; Computer-assisted process planning system
Nomenclature
D drill diameter, mm
d pilot-drill diameter, mm
F thrust force in drilling, N
h1 tool return rate, min/mm
h2 time for tool retract-advance, min
k1 operating cost of drilling machine, $/min
kt drill cost, $
l depth of drilling, mm
M torque in drilling, N m
s feed, mm/rev
T drill-life, min
TR preventive tool-life
t depth of cut, （D-d）,mm
te time for tool-exchange, min
tm drilling time, min
tp tool preparation time, min
U cost of drilling, $
V cutting speed, m/min
1. Introduction
One of the important steps in any computer-assisted process planning (CAPP) is to determine the cutting parameters automatically. Once the operation sequences and the appropriate tools have been determined, success of the machining process depends on the selection of cutting parameters. For example, in the case of turning, cutting parameters include depths of cut, feeds and cutting speeds.
The cutting parameters are selected to achieve the desirable performance such as good surface finish, dimensional accuracy of the component, easy chip removal and so on. In addition, they must also satisfy an economic criterion like minimum production cost or maximum production rate. Thus machining economics involves the optimal selection of machining parameters such as cutting speed, feed and depth of cut subject to certain technological constraints such as tool wear, dimensional accuracy, surface finish and machine tool capabilities.
A human process planner selects the proper machining parameters using his/her experience or from handbooks based on the part geometry, technological requirements, the machine tool, cutting tool selected and the part material. Analogously, in a CAPP system, to select proper cutting parameters, all the information regarding the part and the machining resources should be available to the system in computer interpretable format. There are several ways this could be achieved. Existing computerized machining parameter selection systems can be classified into four major categories: Data storage and retrieval systems, empirical equations, expert systems and mathematical models. Of these four, the mathematical approach has received much attention, as it eliminates the need for a large amount of data storage required by the retrieval procedure and can be used to arrive at optimal machining parameters. Optimization of single-and-multiple-pass machining process, especially turning has been investigated extensively [1,2]. However, the drilling process has not received the same attention though as much as 40% of the machining time is devoted to hole-making as revealed by a survey of the medium-sized
industry [3]. When the total stock to be removed to achieve the final hole size exceeds the maximum allowable depth of cut due to various constraints on available machine power, tool force, etc. it is imperative that multi-tool machining is employed. For example, if a hole of big size is to be drilled, this may be preceded by drilling of one or two pilot holes. Thus, the sub-division of depths of cut is an important consideration in multi-tool drilling also.
In this paper, multi-tool drilling process is considered and the minimum production cost is taken as the objective with the constraints of the speed and feed ranges, strength of the drill, maximum axial thrust allowed by the feed mechanism and power of the machine tool. This model also includes the preventive tool replacement strategy practised in many industries. For a typical case, the results are presented in this paper.
2. Multi-tool drilling model
In manufactured components, more holes are produced than any other shape and a large proportion of those are made by drilling. The basic motions required for drilling are relative rotation between the workpiece and the tool with relative longitudinal feeding. Being an important production process, the geometry of the drill, the cutting mechanics and the life aspects have been extensively studied [4-8].
However, the optimal conditions in drilling, particularly in multi-tool machining, have not been studied. In drilling, multi-tool machining is used, when the total stock to achieve the final size exceeds the maximum allowable depth of cut (i.e. the drill size) due to various technological constraints and the machine capabilities. In multi-tool machining, drills of different sizes are used to arrive at the final dimension. When the required size can be machined with one drill itself(i.e. without a pilot-hole drilling), it is referred to as single stage drilling. If the hole size to be drilled is large, one or more pilot holes have to be drilled before enlarging the hole with a final size drill (Fig. 1). The first hole is drilled in solid work material and hence it is referred to as direct drilling. The selection of pilot-drills, which decides the sub-division of depths of cut, can be done on the basis of total production cost model.
Total production cost model for the multi-tool drilling with the constraints of the speed and feed ranges, strength of the drill, maximum axial thrust allowed by the feed mechanism and power of the machine tool is given below. The model makes use of tool life equation and preventive tool replacement strategy practised industrially. Tool life equation in drilling is expressed in terms of cutting speed (V), feed (s) and drill size (D) as
where Cv, xv, yv, zv and m are tool-life constant and exponents, whose values depend on the tool and work material combination. Kv is a general correction factor for other machining conditions [9].t in the above expression refers to depth of cut in enlarging a hole and its value is given by
where d is the pilot-hole size.
Total cost (Ut): The total cost of drilling a hole is given by
where Ud is the cost of direct drilling, Uei the cost of enlarging the ith hole and n refers to the number of enlarging operations. In a single-stage drilling, the second term is absent. A4 represents the cost of tool preparation given by
where tp is the tool preparation time and k1 the overhead cost. Cost of direct drilling/enlarging is given by
The first term represents the machining cost where the time required for drilling is given by
where l is the length of drilling, s the drill feed and N the rpm of the drill. The second term denotes the tool cost and the third term represents the tool-exchange cost. The fourth term gives the cost corresponding to idle tool motions, where h1 refers to the rate at which the tool return is done after the completion of drilling and h2 denotes the time taken for retracting and advancing the drill to start the drilling cycle. The minimization of cost function (Eq. (5)) is done for each stage considering the following aspects.
Tool life (T): The tool-life in drilling is given by Eq. (1). For the preventive tool replacement strategy, the tool life is specified on the basis of shop floor practice. The chosen parameters have to satisfy this requirement. Using the minimum and maximum speed limits the following constraint is obtained:
Thrust force (F): The drill can withstand only a limited axial force. The allowable axial load on the drill to avoid buckling is given by
where L is the drill length (excluding the shank) of the drill, Dav the average diameter (Dav.0.7D) and the factor of safety, fs1.2.0 [1]. Also, the feed mechanism of the drilling machine is designed to withstand a specified force. The maximum allowable force, Fsp is therefore specified by the machine tool manufacturers. Considering the above forces, the maximum allowable thrust force is taken as
The thrust force in drilling is given by
where Cf, zf, yf and xf are the coefficient and exponents of force equation and Kf a thrust correction factor [9]. The drilling parameters are chosen such that the Fmax given by Eq. (9) is not reached.
Torque (M): The torque (M) that the drill can withstand is given by [1]
where t is the shear strength of drill-material and fs2 the factor of safety. The torque in drilling is given by
where Cm, zm, ym and xm are constant and exponents of the torque equation and Km the correction factor. The drilling parameters are chosen such that the torque value given by Eq. (12) is not exceeded,i.e.
Power (P): The power requirement in drilling is expressed by the following equation:
where Cp, zp, yp and xp, are constants and exponents of the power equation and Kp the correction factor [10]. The drilling machine must be capable of delivering the above power at its spindle.
Since the power constraint contains the velocity term, substituting for V from Eq. (1), the following equation is obtained,
Speed (V) and feed (s): The allowable speeds and feeds in drilling are given in the handbooks, taking into account the practical difficulties including the chip-disposal problem.
3. Proposed methodology
In drilling, one of the important issues is to decide whether a given hole can be drilled with a single drill or using multiple drills, subject to constraints such as machine tool and cutting tool capabilities and other requirements.
In the present work, the minimization of the product cost is done in two phases. In the first phase, the costs of individual stages of direct drilling/enlarging are determined with the optimal speed and feed values. In the next phase, the combinations of different drilling/enlarging stages are worked out such that a final hole of specified diameter is obtained. The combinations which leads to minimum total production cost, gives the drill sizes as well as the optimum speed and feed values for the respective drills. The methodology followed for obtaining the optimal values at each stage of drilling/enlarging is explained below.
Based on the constraints given in Eqs.(7), (11), (14), (17) and (18), the maximum values of the feed are obtained as s1, s2, s3, s4 and s5, respectively. Here Eq. (17) giving the power constraint in terms of tool-life (T) is used, as the aim is to have the tool life as planned. Optimum value of feed (s0) is selected such that
Using this optimum feed, optimum speed is obtained from the tool-life equation (Eq. (1)). The cost is calculated from (Eq. (5)), using the optimal values of speed and feed.
中文譯文
原文節(jié)選自 材料加工Technology103雜志（2000）318-323《多功能工具鉆參數(shù)的優(yōu)化選擇》
原文
多工具鉆參數(shù)的優(yōu)化選擇
A.機(jī)械工程系，印度技術(shù)學(xué)院，036奈600，印度
B.人文社會(huì)科學(xué)部，印度技術(shù)學(xué)院，036奈600，印度
接受4一月2000
摘要
在鉆孔制作中，最后的大小可以由一個(gè)單一的鉆或一個(gè)或多個(gè)孔決定，其次是擴(kuò)大試點(diǎn)鉆并獲得最終尺寸。在本文中，基于生產(chǎn)成本并考慮技術(shù)和機(jī)床約束條件得到優(yōu)化條件模型。這種方法在到達(dá)切削參數(shù)自動(dòng)在計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃系統(tǒng)是非常有用的。
關(guān)鍵詞：最優(yōu)選擇；多工具鉆；計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃系統(tǒng)
命名
鉆孔直徑，毫米
D導(dǎo)鉆直徑，毫米
在鉆井F推力，N
H1工具的收益率，最小/毫米
H2時(shí)間提前退刀，分鐘
鉆井機(jī)K1的運(yùn)營(yíng)成本，美元/分鐘
KT的鉆探成本，美元
鉆進(jìn)給的深度，毫米
在鉆井米的最大扭矩，N M
進(jìn)給量，毫米/轉(zhuǎn)
T鉆頭壽命，分鐘
TR預(yù)防工具壽命
換刀時(shí)間，分鐘
TM鉆井時(shí)間，分鐘
TP工具的準(zhǔn)備時(shí)間，分鐘
u鉆井成本，美元
V切割速度，米/分鐘
1.簡(jiǎn)介
一個(gè)計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃(CAPP)是重要的步驟，以確定切削參數(shù)自動(dòng)。一旦操作序列和相應(yīng)的工具已被確定，對(duì)加工過程的成功取決于切削參數(shù)的選擇。例如，在車削時(shí)，切削參數(shù)包括切削深度，進(jìn)給量和切削速度。切削參數(shù)的選擇，以達(dá)到理想的性能，如良好的表面光潔度，組件的尺寸精度，排屑容易等。此外，他們還必須滿足最小的生產(chǎn)成本或最高生產(chǎn)速率的經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)。因此，經(jīng)濟(jì)學(xué)涉及加工切削參數(shù)的最優(yōu)選擇，如切削速度，進(jìn)給量和切削深度受到一定的技術(shù)限制，如刀具磨損，表面光潔度和尺寸精度，機(jī)床的能力
一個(gè)工藝人員選擇適當(dāng)?shù)募庸?shù)，他/她的經(jīng)驗(yàn)或零件的幾何形狀的基礎(chǔ)上，使用手冊(cè)的技術(shù)要求，機(jī)床，刀具的選擇、零件材料。類似地，在CAPP系統(tǒng)，選擇合適的切削參數(shù)，所有有關(guān)的信息部分和加工資源應(yīng)在計(jì)算機(jī)可解釋的格式可用于系統(tǒng)。有幾個(gè)可以實(shí)現(xiàn)方法。現(xiàn)有的數(shù)控加工工藝參數(shù)的選擇系統(tǒng)可分為四大類：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索的系統(tǒng)，經(jīng)驗(yàn)方程，專家系統(tǒng)和數(shù)學(xué)模型。這四人中，數(shù)學(xué)的方法備受關(guān)注，因?yàn)樗藬?shù)據(jù)的存儲(chǔ)檢索過程中需要大量的數(shù)據(jù)，可以使用到最佳加工參數(shù)。單和多孔型加工工藝的優(yōu)化，特別是將已被廣泛研究[ 1,2 ]。然而，鉆井過程中沒有受到同樣的重視，但高達(dá)40%的加工時(shí)間是專門制作的孔中的一項(xiàng)調(diào)查顯示工業(yè)[ 3 ]。當(dāng)總庫(kù)存將達(dá)到最終的孔的大小超過所允許的最大切削深度由于對(duì)機(jī)器的可用功率，各種約束條件下的切削力，等。這是必要的，多用工具加工。例如，如果大尺寸的孔被鉆，這可能是由一個(gè)或兩個(gè)導(dǎo)孔鉆。因此，對(duì)切削深度細(xì)分是一個(gè)重要的考慮也多工具鉆。
在本文中，多工具鉆井過程被認(rèn)為是與生產(chǎn)成本最低為目標(biāo)與約束的速度和進(jìn)給范圍，鉆頭的強(qiáng)度，最大軸向推力的機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)和權(quán)力允許。該模型還包括預(yù)防工具更換策略在很多行業(yè)實(shí)行。一個(gè)典型的情況下，本文提出的結(jié)果。
2。多功能工具鉆模
在制造的部件，更是比其他任何形狀的孔產(chǎn)生的很大一部分是由鉆井。鉆井所需的基本運(yùn)動(dòng)和工件的相對(duì)縱向進(jìn)給工具之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的。作為一種重要的生產(chǎn)過程中，鉆頭的幾何形狀，切削力學(xué)和生活方面得到了廣泛的研究[ 8 ]。
然而，在鉆井的最佳條件，特別是在多工具加工，還沒有被研究。在鉆井，多工具加工使用，當(dāng)總庫(kù)存達(dá)到最終尺寸超過允許的最大深度削減（即鉆頭尺寸）由于各種技術(shù)的限制和機(jī)器的能力。在多刀具加工不同尺寸的鉆頭，以達(dá)到最終尺寸。當(dāng)所需的大小可以用一個(gè)鉆頭本身（即無(wú)先導(dǎo)孔），它被稱為單級(jí)鉆。如果孔被鉆大，一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)孔被鉆在擴(kuò)大的最終尺寸鉆孔（圖1）。鉆在扎實(shí)的工作材料，因此它被稱為直接鉆是第一個(gè)洞。飛行員訓(xùn)練的選擇，決定的切削深度細(xì)分，可以在生產(chǎn)總成本模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。
總生產(chǎn)成本模型的多工具鉆與約束的速度和進(jìn)給范圍，鉆頭的強(qiáng)度，最大軸向推力的機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)和權(quán)力允許如下。該模型利用刀具壽命方程和預(yù)防工具更換策略實(shí)行工業(yè)。在鉆具壽命方程的切削速度(V)表示，飼料(S)和鉆孔尺寸(D)為
在CV，十五，電視，ZV和M是刀具壽命的常數(shù)和指數(shù)，其值取決于刀具和工件材料的組合。kV是其他加工條件[ 9 ]一般的校正因子。在上面的表達(dá)式是指切削深度增大孔及其所賦予的價(jià)值
這里D是先導(dǎo)孔的大小。
總成本（UT）：鉆孔是給定的總成本
UD是直接鉆井成本，擴(kuò)大與UEI孔成本和N指的是一些擴(kuò)展操作。在一個(gè)單級(jí)鉆井，第二項(xiàng)是不存在的。A4是工具制備的成本
在TP工具的準(zhǔn)備時(shí)間和K1的開銷。直接鉆/擴(kuò)大成本的
第一項(xiàng)表示加工成本在需要鉆井時(shí)間了
其中L是長(zhǎng)度的鉆，鉆頭進(jìn)給和N的鉆頭轉(zhuǎn)速。第二項(xiàng)是指刀具成本和第三項(xiàng)表示換刀成本。第四項(xiàng)給出相應(yīng)的成本，閑置的刀具運(yùn)動(dòng)，其中H1指的是速度的工具是鉆井和H2返回后完成表示采取收縮和提高鉆開始鉆井周期時(shí)間完成。成本函數(shù)的最小化（方程（5））為每個(gè)階段考慮以下方面。
刀具壽命（T）：在鉆井工具生活給予的情商。（1）。為預(yù)防工具替換策略，刀具壽命是在實(shí)踐的基礎(chǔ)上指定的車間。所選擇的參數(shù)必須滿足這個(gè)要求。使用的最低和最高限速以下約束得到
推力（F）：鉆可以承受只有有限的軸向力。允許的軸向載荷對(duì)鉆避免彎曲：
其中L是鉆頭長(zhǎng)度（不包括柄）的鉆，DAV的平均直徑（DAV。0.7d）和安全系數(shù)，fs1.2.0 [ 1 ]。同時(shí)，鉆孔機(jī)的送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)承受一定力。允許的最大力量，F(xiàn)SP是由機(jī)床制造商因此指定?？紤]到上述的力量，允許的最大推力為
在鉆井推力是由公式
在CF，ZF，YF和XF的系數(shù)和力方程指數(shù)和KF推力修正系數(shù)[ 9 ]。鉆井參數(shù)的選擇，給出了方程（9）沒有達(dá)到最大。
轉(zhuǎn)矩（M）：轉(zhuǎn)矩（M），可以承受的[ 1 ]
其中T是鉆頭材料和FS2的安全系數(shù)，抗壓強(qiáng)度。在鉆井扭矩是由
在厘米，ZM，YM和XM是恒定的和指數(shù)的轉(zhuǎn)矩方程和公里的校正因子。給出了方程（12）的扭矩值不超過鉆井參數(shù)的選擇，即
功率（P）：在鉆井的功率要求由以下方程表示：
在CP，ZP，YP和XP，是常數(shù)和功率方程和KP指數(shù)修正系數(shù)[ 10 ]。鉆井機(jī)必須能夠在其主軸提供上述功率。
由于功率約束包含速度項(xiàng)，取代V從式（1），得到以下方程，
速度（V）和飼料（s）：在鉆孔的允許速度和飼料在手冊(cè)中給定的，考慮到實(shí)際的困難，包括芯片的處理問題。
3。提出的方法
在鉆井，其中一個(gè)重要的問題是決定是否一個(gè)給定的洞可以鉆一鉆或使用多個(gè)演習(xí)，受到限制，如機(jī)床和切削工具的能力和其他要求。
在目前的工作中，對(duì)產(chǎn)品成本的最小化兩個(gè)階段完成。在第一階段，對(duì)指導(dǎo)鉆井/擴(kuò)大各階段成本確定的最佳速度和進(jìn)給值。在下一個(gè)階段，不同階段鉆井/擴(kuò)大組合工作以便獲得指定最后一孔直徑。的組合，導(dǎo)致最小的總生產(chǎn)成本，使鉆頭尺寸以及最佳速度和進(jìn)給值相應(yīng)的鉆頭。方法隨訪在鉆井/擴(kuò)大每個(gè)階段獲得最優(yōu)值的解釋如下。
基于給定的約束方程。（7），（11），（14），（17）和（18），進(jìn)料的最大值為S1，S2，S3，S4和S5，分別。在這里，方程（17）在刀具壽命的功率約束（T）的使用，作為目標(biāo)是有刀具壽命的計(jì)劃。進(jìn)給量的最佳值（S0）是這樣選擇的
由最佳的飼料，最佳的速度得刀具壽命方程（方程（1））。成本計(jì)算（公式（5）），由速度和進(jìn)給量的最優(yōu)值得。
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