可转位浅孔钻几何角度分析

采用向量矩阵法建立了可转位浅孔钻静态几何角度的数学模型 ,使用该模型可计算出钻头切削刃各点的刃倾角、法前角、法后角及主偏角 ,为进一步研究可转位浅孔钻的钻削力、钻削温度、刀片磨损等提供必要的基础数据。     

阶跃式多元变参数振动钻削的动态轴向力、扭矩及加工精度分析

针对叠层复合材料的微小孔加工,提出阶跃式多元变参数振动钻模型。按照双刃针斜角切削理论和单刃正交切削理论,分别把钻头主切削刃和副刃分解成一系列微小双刃动态斜角切削单元,把横刃分解成一系列微小单刃动态正交切削单元,从而建立了振动钻削叠层复合材料7个区段的动态轴向力和扭矩的理论公式,并以入钻定位误差,孔扩量,出口毛刺高度作为钻削过程质量评价指标进行了试验优化分析,结果表明,阶跃式多元变参数振动钻削显著提高了叠层复合材料的微小孔加工精度。     

可转位浅孔钻的实体建模及网格划分

可转位浅孔钻内外刀片的径向非对称分布,导致钻削时将会产生径向合力,从而影响被加工孔的质量。为最大限度的减小加工时的径向合力,有效研究浅孔钻钻削过程,需借助有限元软件对其进行三维斜角切削分析。由于浅孔钻结构复杂,为创建有限元分析所需要的几何模型,采用Solid-Works软件建立可转位浅孔钻三维模型,并详细介绍了其建模过程;同时在有限元分析软件ANSYS里对其进行网格划分,为后续浅孔钻的应力、应变等分析做好充分准备工作。     

可转位浅孔钻参数优化的数值解法

采用斜角切削理论和试验相结合的方法建立可转位浅孔钻钻削力数值仿真的数学模型。该模型用于研究刀片在刀体上的空间位置参数对钻削力和扭矩的影响,并在给定已知条件下求出经过优化的径向合力为最小的刀片位置参数。     

基于径向力的可转位浅孔钻加工孔径误差研究

为研究可转位浅孔钻在切削过程中的钻孔孔径误差,基于可转位浅孔钻的理论几何模型,并利用经典斜切理论得到浅孔钻的径向力、力矩关于刀片几何参数和切削参数的计算公式。选取常用切削参数组合,将计算得的径向合力及力矩作为边界条件,通过ANSYS有限元分析刀体挠度,得出相关钻孔孔径误差的理论值。利用统计学回归方法建立相应数学模型,并通过切削试验验证数学模型的精确性。基于建立的数学模型,通过调节切削参数,可预测并控制孔径误差值,实现浅孔钻在半精加工中对孔径余量的精确控制,有效拓展可转位浅孔钻的应用范围。     

基于FEM的可转位浅孔钻几何参数的优化

建立了刀体与刀片的坐标系，定义出可转位浅孔钻的五个主要安装角度，并对其进行优化，得到径向合力近似为零的结果。为浅孔钻的结构设计和进一步研究钻削力、钻削温度等提供了依据。     

硬质合金可转位浅孔钻优化设计及CAD原型系统研究

以提高浅孔钻加工性能、促进浅孔钻批量化生产为目标,对刀体上装有两个等边不等角六边形硬质合金可转位刀片的浅孔钻进行研究。采用向量矩阵法建立切削部分几何模型;采用经典斜角切削理论和经验公式相结合的方法建立浅孔钻的力学模型;基于上述数学模型,以径向合力与扭矩最小为优化目标建立优化程序;在给定已知条件下求出不同切削用量、不同直径条件下的浅孔钻内、外刀片的最优空间位置,并进行分析;最后,基于理论分析与实验数据,建立可转位浅孔钻的参数化CAD原型系统。     

三切削刃BTA深孔钻钻削过程研究

通过试验对3个切削刃BTA深孔钻削过程进行了研究,主要分析了在特定的深孔条件下切屑变形和钻削力的情况.通过对测试系统所得到的试验数据进行评估和证实,阐述了BTA深孔钻轴向力的组成和切屑变形、刀具磨损以及钻削力之间的关系.研究结果表明,钻头的内刃在切削过程中产生的切屑变形最大,3个切削刃(内刃、中间刃、外刃)的切削力和切屑变形的总体变化趋势是相同的.     

复合钻削刀具负载的建模与验证研究

针对复合钻削刀具钻孔过程负载计算误差较大,负载动特性预测精度较低的问题,对复合钻削的切削负载动态过程进行了研究。基于斜角切削理论,针对主切削刃负载和倒角刃单元负载受力分析,分别建立了主切削刃和倒角刃的等效切削模型。由于复合钻削过程的复杂性,采用数学分析和经验值相结合的方法,提出了钻削过程动态负载模型。同时考虑钻削过程中主轴径向跳动对切削性能的影响,进一步优化了复合钻削负载模型。通过对复合刀具不同刃不同切削工况的负载叠加融合,提出了复合钻削动态负载模型,并进行了仿真和实验。结果表明,考虑主轴径向跳动所建立模型相较于未考虑主轴径向跳动模型更能够准确地描述复合钻削刀具的动态负载特性,其负载误差比未考虑主轴跳动的情况减小了10%。     

三切削刃BTA深孔钴钴削过程研究

通过试验对3个切削刃BTA深孔钻削过程进行了研究,主要分析了在特定的深孔奈件下切屑变形和钻削力的情况。通过对测试系统所得到的试验数据进行评估和证实,阐述了BTA深孔钻轴向力的组成和切屑变形、刀具磨损以及钻削力之间的关系。研究结果表明,钻头的内刃在切削过程中产生的切屑变形最大,3个切削刃（内刃、中间刃、外刃）的切削力和切屑变形的总体变化趋势是相同的。     

钻削GH4169高温合金薄壁件钻削力仿真研究

GH4169高温合金的薄壁钻孔与厚壁钻孔相比有特殊性,运用ABAQUS软件进行钻削GH4169高温合金薄壁件的仿真,研究钻削加工过程中钻削参数和工件厚度对钻削力的影响规律及变化特征,分析应力的分布规律。结果表明:钻削初期,横刃的挤压和主切削刃切削长度的增加使钻削力和扭矩增大;稳定钻削阶段,横刃切出后,主切削刃切削长度不变切削直径增加,钻削力和扭矩稳定增加;钻削后期,副切削刃参与切削,主切削刃切削长度减小,轴向钻削力和扭矩减小,但副刃与孔壁的挤压摩擦,曲线波动较大;钻削速度、进给量及工件厚度的增加都会导致轴向钻削力和扭矩的增加;钻削时的最大应力分布在横刃和主切削刃与工件的接触部位。     

BTA深孔钻的合理使用

BTA深孔钻是内排屑深孔钻的典型结构,是在单刃内排屑深孔钻的基础上改进而成。切削刃呈双面错齿状,使切削力分布均匀,钻削平稳可靠,所钻削的深孔具有良好的直线性,切屑从双面切下,并从双面排屑孔中进入钻杆,将切屑排出孔外,较单刃内排屑深孔钻,切削力分布合理,更易于使切屑分开和折断。     

TC4钛合金微孔加工钻削力的仿真与试验研究

通过对TC4钛板上钻削?0.1mm微孔的研究,建立了一种能够精确预测钻头所受钻削力的切削力模型。利用解析法分别将主切削刃和横刃离散成一系列斜角切削单元和直角切削单元;应用Deform软件,并充分考虑微细加工中特有的尺寸效应,模拟出每个单元所受的力;建立切削单元的局部坐标系与整个钻头的整体坐标系,将每个切削单元所受的力转化为整个钻头所受的力,进而求出整个钻头的轴向力与扭矩。通过多组工艺参数的仿真与实验,表明该切削力模型能够比较精确地测出微钻削过程中的钻削力。     

硬质合金可转位浅孔钻

在机械加工中,钻孔约占26～30％。由于钻孔主要使用高速钢麻花钻,切削速度只有20～30m/min,因此实际上钻削占全部切削工时的40％。据统计,钻φ20～60mm的浅孔(孔深≤3D)占钻孔总数的27％左右,也就是占整个切削加工工时的8～10％。一、国外硬质合金可转位浅孔钻概况 70年代中期,国外开始发展硬质合金可转位浅孔钻。1975年首次出现在国际市场上,立即引起广泛重视,被认为是继60年代喷吸钻之后的又一重大突破,     

可转位浅孔钻“非稳态”加工时的力学建模

以刀体上装有两个等边不等角六边形硬质合金可转位刀片的浅孔钻为例,用向量矩阵法分析了可转位浅孔钻的几何参数。根据浅孔钻加工特性划分了各个加工阶段,在建立各阶段数学模型的基础上,采用经典斜角切削理论和经验公式相结合的方法进一步分别建立了浅孔钻“钻入”五个阶段和“钻出”三个阶段的力学模型。为进一步研究浅孔钻所受切削力、切削热以及浅孔钻结构的改进、使用等打下了必要的基础。     

基于斜角切削理论的立铣切削力预测研究

为了预测立铣加工的切削力,把立铣刀的切削刃离散为一系列无限小的斜角切削单元。对于每个微元斜角切削单元,应用斜角切削理论来建立切屑通过时剪切区的应力、应变、应变率和温度的控制方程。采用数值方法根据控制方程计算出流动应力,并根据斜角切削和铣削之间的力变换关系,把流动应力转化为铣削力。最后,对45钢进行了多组不同切削参数的立铣实验,仿真和实验的对比结果验证了所提出模型的有效性。该方法同样可以用于其他加工方式（如车削和钻削）的建模。     

多齿可转位内排屑深孔钻头

根据要求,用B5SB内排屑深孔钻镗床,在φ220×1000的纯钛圆柱件上钻削φ65×1000的通孔.由于随设备配套进口的钻头用完,而自制的单刃内排屑深孔钻头切削力分布不好,导向块粘结严重、磨损较快,以至切削刃易崩刃、打毛,钻头的寿命短、生产率低.为此,设计了多齿可转位刀片式内排屑深孔钻头.     

超声振动钻削切屑形成机理及实验研究

针对难加工材料钻孔不易断屑、加工难度高等问题,采用超声振动技术进行加工.对振动钻削的切屑形成机理进行分析,建立了切削刃的运动轨迹方程,推导出了不同相位差下的切削刃运动轨迹和切屑厚度方程,研究了切削厚度变化情况和断屑特性,得到了振动钻削中的完全几何断屑的条件.最后,通过201不锈钢钻削实验,对得出的切屑进行对比分析,验证了断屑条件,进而实现了对难加工材料钻孔切屑的有效控制.     

三区段振动钻削动态轴向力和扭矩的计算机仿真

根据斜角切削理论,假设将钻头主切削刃和横刃上的变形过程分别处理为一系列微小的具有动态特性的振动切削单元,从而构造出三区段振动钻削动态轴向力和扭矩的预报模型,并根据该模型对三区段动态轴向力和扭矩进行了计算机仿真。     

基于微细切削理论的微小孔钻削力预测模型和实验研究

在微细切削理论的基础上,对直径为0.5 mm及以下的微小孔钻削轴向力和扭矩的理论模型进行了系统研究,得出了计算钻削力大小的解析模型。通过一系列理论分析,建立了一种基于微细切削时材料变形机理为基础的计算模型。然后进行微小孔钻削实验,采集钻削力实验数据并统计分析,得出了各参数对钻削力的影响程度和影响规律。最后运用误差分析方法评价了理论计算模型的有效性和准确性。本研究成果对连续均质金属材料微小孔钻削的相关研究具有较高的参考价值。