TC4钛合金深孔枪钻钻削仿真及试验研究

利用DEFORM-3D软件模拟仿真枪钻钻削钛合金过程,研究分析出加工过程中转速和进给量的改变对于轴向力和刀具温度变化的影响规律。对所得数据进行试验验证来证明仿真分析结果的正确性,再依据所得规律和实际钻削试验获得最优的加工参数。研究结果对实际生产有一定的参考价值。     

用于高强度钢加工的钻头钻削性能研究

针对高强度钢钻削加工难的问题,运用仿真软件DEFORM-3D对普通麻花钻的钻削机理进行分析,通过正交试验法改变麻花钻的几何参数,得到了轴向力和扭矩的仿真结果,并对正交试验所得结果进行多元线性回归分析。详细阐述了麻花钻的几何参数对加工难加工材料高强度钢时的钻削性能的影响。     

玻璃钢复合材料夹层结构钻削试验研究

玻璃钢复合材料夹层结构凭借其优越的性能在航空航天、国防等领域得到了广泛应用,但在钻孔的过程中经常因钻削轴向力过大而出现分层、撕裂等缺陷.为此,利用正交试验方法,选用不同材质的钻头、不同切削参数对玻璃钢复合材料夹层结构进行钻削试验,分析这些因素与钻削轴向力之间的关系,得出最适合的切削参数.然后通过方差分析,得出各因素对钻削轴向力的影响程度.最后从钻削工艺角度提出改进措施,进一步提高钻孔质量.     

高温合金振动钻削断屑实验研究及机理分析

对振动钻削理论进行了分析,建立了振动钻削时断屑的数学模型,利用自制的振动钻削实验装置,采用不同的振动钻削参数进行高温合金振动钻削试验,对轴向振动钻削的断屑效果以及轴向钻削力和扭矩进行了研究,分析了各加工参数对加工过程的影响,发现振动钻削力随钻削参数的变化比较平稳,在大进给量或高转速状态下,振动钻削的钻削力比普通钻削力小得多。通过比较振动钻削与普通钻削所得切屑可知:振动钻削有利于断屑,切屑体积小,排屑顺畅。     

TC4钛合金钻削力试验研究和数学模型建立

针对TC4钛合金钻孔加工过程中的钻削轴向力和扭矩进行了试验研究,通过多次试验进行数据评估和统计学分析,得出加工过程中钻削力和扭矩数据及其不同条件下的变化规律.分析了钻头直径、主轴转速和进给速度对钻削力的影响规律,然后运用SPSS多元线性回归分析得出钻削力数学模型,并对其准确性和可靠性进行了评价.本研究结果对TC4钛合金及其他均质金属材料钻孔加工的钻削力分析具有较高的参考价值.     

钻削镍基高温合金小孔的试验研究

为研究钻削镍基高温合金小孔加工参数对钻削力和转矩的影响,进行单因素和正交试验研究,运用极差分析法对试验数据进行分析处理,优化钻削镍基高温合金小孔的加工参数。通过试验数据进行多元回归分析,建立了钻削镍基高温合金小孔轴向力和转矩的经验公式。研究表明:适当提高钻头转速有利于减小钻削力和转矩。     

采用BP神经网络预测碳纤维增强树脂基复合材料的钻削力

采用双锋角钻头对碳纤维复合材料进行钻削试验,基于反向传播算法的人工神经网络建立钻削轴向力与主轴转速、进给速度之间的非线性关系模型,对比分析三种不同第二主切削刃与第一主切削刃之比的双锋角钻头在试验加工参数下钻削轴向力变化规律。结果表明:与多元线性回归预测模型对比,在相同试验数据为基础的预测计算下,BP神经网络预测值相对误差明显减小,网络预测值误差均在3%之内,而多元线性回归模型最大误差值达到了12.46%,BP神经网络能建立更精准轴向力预测模型。从降低钻削轴向力的角度分析,应采用第二主切削刃与第一主切削刃之比为1的双锋角钻头进行钻削加工。     

钛合金TC4的钻削力试验研究

钛合金TCA属于较难加工材料,其小孔钻削尤为困难。为得到钻头直径、钻削参数（进给量、切削速度）和刀具材料对钻削力的影响规律,采用标准高速钢钻头对TCA与45钢进行了钻削对比试验,并用多元线性回归分析模型分别建立了扭矩和轴向力的经验公式。结果表明,TC4的钻削力比45钢大,钻削参数对钻削力的影响规律与45钢基本相同,即钻头直径对扭矩和轴向力影响最大,进给量次之,切削速度的影响最小。     

飞机起落架用难加工材料钻削性能试验研究

通过对300M、A-100两种超高强度钢以及TC18钛合金进行钻削试验,并在试验过程中测量了不同参数下的钻削力,对钻削力进行了分析研究。对相同铣削参数、不同材料下的钻削力进行了分析,又对相同的材料、不同的钻削参数进行了分析。试验结果表明,在试验参数范围内,不改变其余参数的情况下,减小轴向力可通过增大主轴转速、减小进给量或增大步进量来达到目的。钻削三种材料,钻削300M钢时的轴向力最小,钻削A-100钢时的轴向力最大。钻削A-100钢时的轴向力比钻削TC18钛合金时的轴向力约大80%,钻削300M钢时的轴向力比钻削TC18钛合金时的轴向力约小10%。     

TC4钛合金低频振动钻削切屑形态和钻削力研究

为研究TC4钛合金低频振动钻削过程中切屑形态与钻削参数和振动参数对钻削力（轴向力和扭矩）的影响规律，基于一种自主研制的低频振动刀柄，分别采用单因素法和正交试验法对钛合金进行了低频振动钻削试验，分析了不同钻削条件下的切屑形态和钻削力，建立了轴向力和扭矩的经验公式，并对钻削力的影响因素进行直观分析与方差分析。结果表明：试验系统在低频振动钻削TC4钛合金时，振幅与进给量之比接近临界断屑值0.81时断屑可靠，排屑顺畅；低频振动瞬时钻削力呈现出规律的正弦波形，钻削力动态分量远大于普通钻削，轴向力和扭矩均值可比普通钻削分别降低10%~15%和15%~20%；进给量对钻削力影响最为显著，振幅次之，钻削速度影响最小；建立的振动钻削经验模型误差保持在10%以内，可以较为准确地对该试验系统所选参数范围内的钻削力进行预测。     

高速钻削芳纶纤维复合材料轴向力预测模型研究

采用超细微碳化钨晶粒麻花钻YG6对双向编织黑色芳纶纤维复合材料(AFRP)进行高速钻削试验研究。综合考虑钻头螺旋角β、顶尖角θ、主轴转速n、每齿进给量f对钻削轴向力Fz的影响,设计了正交试验表L27(3~(13))。采用多元回归方程建立钻削轴向力的模型,并利用SPSS软件对试验数据进行迭代运算最终得到轴向力模型。最后对轴向力模型进行回归分析和实验验证,得出该模型预测值与实际钻削轴向力误差最大值小于7. 86%。本文为芳纶纤维复合材料高速钻削加工参数的选取提供有效的参考依据。     

基于Deform 3D的钻削力仿真研究

采用大型有限元分析软件Deform 3D对普通麻花钻的钻削力进行了仿真研究。给出了仿真中涉及的相关技术与关键参数的设置原则,进行了钻削测力试验,并以试验数据为基准,将仿真数据和传统经验公式的计算数据进行了对比与分析。结果表明:有限元法对钻削力的仿真数据已接近试验值。     

抛物线槽型钻钻削力的试验研究

通过钻削试验装置,采用抛物线槽型钻和普通麻花钻在不同参数下对低碳钢和球墨铸铁进行钻削试验,针对钻削过程中轴向钻削力和扭矩及其变化规律进行研究。试验结果表明,抛物线槽型钻钻削过程的轴向力和扭矩比普通麻花钻小,且轴向力和扭矩的变化过程也比普通麻花钻稳定。得出了进给量、主轴转速、钻头几何参数(钻尖顶角、钻头直径)以及工件材料等因素对抛物线槽型钻轴向力、扭矩的影响规律,为钻削过程中抛物线槽型钻几何参数和切削参数的选择提供依据。     

奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti的钻削试验研究

奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti属较难加工材料,特别是较小孔钻削。为了得到钻头直径与钻削参数对钻削力和钻削温度的影响规律,故用高速钢标准钻头对1Cr18Ni9Ti与45钢进行了钻削对比试验,并用多元线性回归模型建立了钻削力和钻削温度的经验公式。结果表明:1Cr18Ni9Ti的扭矩和轴向力比45钢大,钻削参数对钻削力影响规律与45钢相同,即钻头直径对钻削力的影响最大,进给量次之,钻削速度最小;1Cr18Ni9Ti的钻削温度比45钢约高1.4倍,钻削速度对钻削温度影响最大,进给量次之,钻头直径最小。     

基于BP神经网络的钻削力预测研究

通过给定不同的钻头直径,转速和进给量,进行多次BTA钻削实验,获得了不同切削参数下钻削加工轴向力和扭矩。根据实验所得数据,利用MATLAB建立了BP神经网络预测模型,通过输入切削参数可以预测到轴向力和扭矩。将预测结果与实验测量结果对比表明,所建立的网络模型能够很好的学习输入和输出之间的关系,有效预测BTA钻削时的轴向力和扭矩,为其钻削性能的研究提供一定的依据和指导意义。     

GH4169高温合金钻削力的试验研究

GH4169是常用的高温合金之一,钻削加工较为困难。为了深入研究GH4169钻削加工过程中的钻削轴向力和扭矩的变化特性,通过设计正交试验的方法,研究了钻削GH4169高温合金时主要钻削参数对钻削力的影响,并利用正交试验的极差分析法确定各切削参数对钻削轴向力和扭矩影响的主次因素顺序,最后利用Matlab软件多元线性回归分析进行公式修正。结果表明:钻削轴向力和扭矩随刀具转速的增加而减小,随每转进给量和直径的增加而增加,而直径的增加对轴向力和扭矩的影响比进给量大。     

基于DEFORM-3D和遗传算法的钻削用量优化研究

采用有限元仿真软件DEFORM-3D建立麻花钻的钻削有限元模型,应用正交试验方法,设计3水平3因素的正交试验表,研究转速、进给量和背吃刀量这三个钻削用量对钻削性能的影响。利用MATLAB软件对试验数据进行多元线性回归分析,得到钻削力的数学模型。在此基础上,建立起钻削用量参数的多目标优化模型,并结合MATLAB中的遗传算法,对该模型进行优化。经验证发现该优化模型是可行的,可为实际生产中钻削用量选择提供参考依据。     

轴向低频振动对皮质骨钻削进给力的影响试验与分析

为了研究轴向低频振动辅助钻削方式在皮质骨钻削过程中对进给力的影响,对全钻头和横刃部分进给力进行了对比试验,并对切削刃切削单元的运动学和瞬时加工过程进行了分析。对比试验结果表明：在相同的钻削参数下,与常规方式相比,轴向低频振动钻削方式的全钻头进给力最大可减小约60%,横刃部分进给力可减小60%～80%。依据运动学分析和典型骨屑形态对比可以得出：在特定的钻削参数和振动参数配合下,轴向低频振动钻削方式可以实现钻头-工件周期性分离运动,显著影响瞬态加工过程,是进给力显著减小的主要原因之一。     

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。     

麻花钻的受力状态对钻削稳定性的影响

分析了钻削过程中麻花钻的受力情况,讨论了作用在麻花钻上的力和力矩、单元力和力矩以及动量矩对钻削稳定性的影响,提出了提高孔加工精度的措施。