AZ91D压铸镁合金超声振动钻削实验

镁合金材料由于特殊的物理性能,传统的机械加工方法很难保证要求的精度和质量,具有一定的局限性。介绍了超声振动钻削镁合金材料的加工机理,通过改变切削速度、进给量、振幅等加工参数,对比分析了超声振动钻削与传统钻削加工工件的孔直线度、孔扩量、毛刺高度、粗糙度、切屑等试验结果,得出超声振动钻削具有较好的加工表面质量和加工效率,对研究镁合金的深加工具有重要的意义。     

钻削毛刺形成机理及其控制技术研究

建立了钻削加工中进给方向毛刺的形成模型,并对钻削加工过程中出现的毛刺类型进行了归类和分析,指出影响进给方向毛刺形成与变化的主要因素。通过钻削加工试验与相应的理论分析,系统揭示出毛刺出现、形成及变化发展的基本规律,进而开发出工件叠加钻削法、钻削用量优选法、钻头参数优化法、钻头结构优改法和工件终端部材料强化法等一系列减少和抑制钻削进给方向毛刺的技术和方法,为进一步提高钻削效率和钻削加工质量开辟了新路径。     

TC11钛合金深孔钻削工艺研究

针对钛合金材料钻削加工的难点,对TC11钛合金薄壁壳体进行了钻削加工方法的探索和研究。从刀具结构、刀片几何角度、切削参数的选择以及对工件的热处理等方面进行改进试验,优选了合理的工艺方案,解决了薄壁壳体内孔钻削加工的技术难题,提高了产品质量。     

钻削加工产生毛刺的规律研究

金属钻削加工过程中会形成一些毛刺,这些毛刺往往存在于工件过渡位置或内侧边缘,一般表现为毛边或尖角等不规则的形状。出现的毛刺使产品加工的表面粗糙度精度、配合精度、尺寸精度等受到严重影响。通常应额外地执行毛刺去除工艺,这增加了加工成本,延长了生产周期,不利于自动化加工技术的进步和发展。钻削加工孔口毛刺相对较小,一般采用孔口倒角的方式可去除毛刺;孔出口处的毛刺较大,一般在阀体内部形成交叉孔毛刺,毛刺的去除难度较大。影响钻削加工产生毛刺的因素复杂,毛刺的形成以及控制问题属于当今金属切削难以有效解决的问题和难点。为了探究钻削加工产生毛刺的规律,分析钻削加工产生毛刺的试验因素及水平,采用正交试验研究钻削加工出口毛刺的影响因素,找出影响钻削加工出口毛刺的主要因素,然后得出试验钻头钻削出口毛刺最小的工艺方案组合。结果表明,影响钻削加工产生毛刺都的因素为：进给量、冷却方式、切削速度。为此,文章就钻削加工中毛刺的形成规律以及处理的对策发表了一些浅显的认识,旨在为毛刺规避和去除工艺的应用带来技术、理论支撑。     

金刚石烧结电极放电烧蚀加工蚀除机理

为了提高电火花加工效率,采用内部随机分布金刚石颗粒的管状烧结磨头作为放电诱导烧蚀加工电极。首先利用烧结电极金属基体和钛合金材料产生电火花诱导放电,通过电极内部进气孔冲入助燃氧气,使材料表面产生电火花诱导烧蚀。其次利用电极中的金刚石颗粒在线修整烧蚀加工的氧化表面,提高烧蚀效率及表面质量。对钛合金TC4进行钻削试验,从高效烧蚀加工及金刚石颗粒修整作用两个过程分别对该加工方法的微观蚀除机理做了具体分析,并与常规电火花钻削、紫铜电极烧蚀钻削进行对比,分析了材料去除率、表面质量等指标。结果表明,在相同试验条件下,金刚石烧结电极的烧蚀加效率是常规电火花钻削加工的14.5倍,并获得了近似机械加工的表面质量。     

轴向超声波振动钻削微小孔的研究

对轴向超声波振动钻削微小孔表面质量和出口毛刺进行了试验研究,找出了减幅对表在粗糙度及出口毛刺的影响规律。     

碳纤维增强复合材料/钛合金叠层变参数钻削试验

针对碳纤维增强复合材料/钛合金叠层的难加工材料钻削机理开展研究。基于断屑工艺加工方法设计钻削试验并通过对切削过程进行在线监测,验证断屑工艺叠层钻削相对于连续叠层钻削的可行性及有效性。试验结果表明:断屑工艺有效改善了复合材料及钛合金的孔壁表面质量,并较好地提高了叠层钻削加工质量,但对钻削中的其他测量参数并无显著影响。     

加工参数对CFRP/Al叠层材料制孔质量的影响

通过对制孔轴向力、扭矩、表面质量以及孔径尺寸等制孔质量评价指标的测量,研究了加工参数(主轴转速、每齿进给量)对CFRP/Al叠层材料的制孔质量的影响规律。结果表明,提高转速与减少每转进给量可以降低CFRP的钻削轴向力与扭矩;减少每转进给量是提高CFRP孔壁质量的最有效的途径,但同时也会提高CFRP入口撕裂风险。使用高转速钻削时会降低Al板出口毛刺、避免CFRP材料缩孔现象;但是使用高转速钻削时同样会带来CFRP材料出口毛刺增加的问题。     

超声波振动钻削微小孔的研究

对采用超声波振动钻削微小孔时钻头的寿命、出口毛刺和加工表面粗糙度等问题进行了研究。结果表明,超声波振动钻削明显优于普通钻削。     

轴向振动钻削工艺效果试验

利用自制的压电式振动台,驱动工件正弦振动,进行了硬铝和不锈钢的轴向振动钻削试验,对轴向振动钻削的断屑效果、尺寸精度以及孔出口毛刺进行了试验研究和理论分析。与普通钻削相比,由于轴向振动钻削具有良好的断屑排屑条件、较高的入钻定位精度和切削液作用效果,因此它能够有效地改善断屑效果、提高尺寸精度、减小孔出口毛刺。     

高强度型T800S/250F CFRP的制孔缺陷研究

为了研究T800S/250F CFRP的制孔缺陷,采用CVD涂层麻花钻和CVD涂层匕首钻进行了钻削实验.结果表明:进给率(f)的增大将加剧制孔表面的毛刺缺陷和分层损伤;高速、低进给钻削能够有效地提高制孔出口表面质量,减小毛刺缺陷和分层损伤;与CVD涂层麻花钻相比,CVD涂层匕首钻能够获得更小的制孔表面缺陷(毛刺和分层损伤),具有更优异的制孔性能,更适合高强度型T800S/250F的钻削加工.     

304不锈钢的超声振动辅助微孔钻削试验研究

通过304不锈钢的100μm微孔超声辅助钻削试验,研究了超声振动辅助钻削的理论未变形钻削厚度,钻削轴向力与加工参数的关系,孔壁的表面质量,微孔入口处的毛刺以及加工后钻头刃部的状态,结果表明:超声振动辅助钻削在入钻后为连续切削;超声振动辅助可以明显改善微孔表面质量和入口处毛刺的尺寸,减小钻头刃部积屑馏的形成;钻削轴向力随进给速度和单次钻削深度的增加而增大,随主轴转速的升高而减小。     

变参数振动钻削提高微小孔加工精度的研究

对微小孔振动钻削钻入定位误差、孔扩量、钻头寿命和出口毛刺进行了研究,获得了三区段最佳振动参数和进给量。以定位误差、孔扩量和出口毛刺分别作为钻削过程三区段加工质量的评价指标,并以各自区段的最佳振动参数和进给量为加工参数进行变参数振动钻削试验,结果表明,孔的各项质量指标均达到了以各自最佳振动参数和进给量作定参数振动钻削的水平,从而证明了变参数振动钻削的优良工艺效果。     

变进给量振动钻削提高微小孔加工质量的分析

应用压电陶瓷振动台振动钻削装置,采用变进给量振动钻削法加工微小孔,并用工具显微镜对入钻定位误差和出口毛刺进行测量。采用最小二乘法对所得试验数据进行处理,从而得到进给量与出口毛刺之间的关系,通过对两种条件下(变进给量振动钻削和普通钻削)所得试验数据的比较可知,变进给量振动钻削能使加工质量得到很大提高。     

基于ANSYS/LS-DYNA钻削过程的数值仿真

制孔工序是飞机结构装配中一个非常重要的环节。根据飞机薄壁结构零件钻孔工序,建立麻花钻钻削加工过程有限元仿真模型,采用通用显式动力分析程序LS-DYNA对钻削加工过程进行三维数值仿真研究。仿真动态模拟了钻削加工时钻屑和毛刺的生成过程,获得了螺旋钻屑;提取并分析了钻削轴向钻削力特征;采用直接热力耦合有限元方法分析了加工过程中刀具和工件间摩擦热的产生及钻削温度的瞬态分布。仿真结果表明,钻削毛刺在钻入和钻出都有可能产生,且钻出毛刺大于钻入毛刺。仿真得到的轴向钻削力与理论相符。     

钛合金旋转超声辅助钻削的钻削力和切屑研究

针对难加工材料钛合金在采用普通麻花钻传统钻削过程中存在钻削力和扭矩较大使得钻孔困难,刀具使用寿命低,连续长切屑易缠绕刀具、划伤孔加工表面、增大刀具-切屑-工件孔壁之间的摩擦以及排屑差引起堵屑和卡刀具的问题,引入一种新刃型刀具（即八面钻）,并结合超声振动钻削技术,进行了钛合金旋转超声辅助钻削试验。分析了旋转超声辅助钻削和普通钻削中切屑形成原理,采用文中所设计的旋转超声振动钻削主轴结合BV100立式加工中心平台、测力系统和非接触激光测量系统进行了无冷却条件下基于八面钻的钛合金旋转超声辅助钻削和普通钻削试验以及钻削力、扭矩和切屑形态的研究。试验结果表明：相比于普通钻削,超声钻削明显降低钻削力和扭矩分别为19.07%~20.09%和31.66%~34.3%,明显增强了钻头横刃和主切削刃的切削能力,获得了良好的断屑和排屑效果,提高了切削过程的稳定性,能够极大改善钛合金钻孔过程钻削困难、刀具使用寿命低和孔加工质量差的问题。     

不同钻尖角下不锈钢钻削性能研究

为了研究不同钻尖角下钻头的钻削性能,提高钻削质量,减少毛刺的发生,对不锈钢0Cr18Ni11Ti进行钻削实验。首先对不锈钢0Cr18Ni11Ti在不同钻尖角(120°,140°,160°)下的出口部位毛刺和切屑的形貌进行了对比,并且进一步探讨了3种钻尖角下钻头的轴向力和钻削转矩。研究结果表明:钻尖角的增大,能够有效地抑制孔加工出口部位的毛刺,切屑变得更加光滑,孔加工质量得到很大改善;钻尖角增大,钻削轴向力增大,钻削转矩减小,加工残余量变少;在切削速度为120m/min、进给量为0.15mm/r、钻尖角为160°时,钻削质量达到最佳状态。     

钻削印刷电路板的试验研究

电子行业广泛使用的印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)是由树脂、玻璃纤维及铜箔等构成的难加工复合材料,材料各向异性明显,其上孔径一般小于lmm。采用直径0.5mm的硬质合金钻头和高速钢钻头,对钻削力进行研究,发现钻削印刷电路板的切削力变化趋势不同于钻削金属的切削力变化趋势,分析了这种现象产生原因。对印刷电路板钻孔的圆度误差、出口毛刺进行测量,说明硬质合金刀具更适于加工PCB。     

芳纶纤维增强复合材料钻削研究进展

芳纶纤维增强复合材料(AFRP)因其具有高强度、高弹性模量、耐磨以及良好的抗冲击性等优越性能,在航空、航天、防弹护甲等领域应用日益广泛。但材料本身的层间结构特性导致在钻削加工中出现撕裂起毛、分层、烧焦、粘刀等诸多缺陷,限制了材料的应用及推广。从AFRP的材料力学性能、钻削力、钻削温度和加工表面质量等方面阐述芳纶纤维增强复合材料的钻削加工性能。另外,对芳纶纤维钻削加工材料去除机理和钻削刀具磨损机理的国内外研究现状进行阐述,归纳了优化钻削加工质量的一些方法,探讨了该领域的未来研究发展趋势。     

镍基合金和钛合金工件的深孔加工技术

针对镍基合金和钛合金的深孔加工问题,分析了这些难加工材料的性能特性、加工难点,从钻削系统、钻头的选取等方面对其进行了研究,并实际进行了深孔加工钻削试验,取得了较为满意的加工效果.