基于灰色关联分析的微小孔振动钻削参数优化

针对微小孔振动钻削加工工艺参数难以选择的问题,提出了一种基于灰色关联分析的微小孔振动钻削参数优化方法。应用正交试验法设计实验方案,进行了不同参数组合条件下的振动钻削实验,通过分析振动钻削参数与定位误差、孔径误差以及出口毛刺高度的灰色关联系数和灰色关联度,进行了多目标参数优化,并得出了优化的微小孔振动钻削参数组合方案。实验结果表明,采用优化的振动钻削参数钻削微小孔,可有效地减小定位误差、孔径误差和出口毛刺高度。     

微小孔钻削过程轴向力和扭矩的模拟研究

对微小孔标准麻花钻钻削力进行研究,采用UG的驱动方程曲线功能建立微小孔标准麻花钻并测量相关角度,建立钻削过程的简化模型;利用金属成型有限元仿真专用软件DEFORM 3D对微小孔钻削过程的轴向力和扭矩进行了研究。将仿真结果与传统经验公式及实验数据进行了对比,结果表明：DEFORM分析的简化模型结果表明加宽后的横刃对钻削过程中轴向力的贡献远远大于经验数据,该简化模型在仿真结果的准确性上优于经验公式,更接近于实际情况。     

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。     

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。     

微小孔钻削刀具制造技术研究进展综述

随着航空航天、医药、汽车及电子工业的迅速发展,精密设备及微结构的制造需求逐年增加,微小孔(d≤1mm)作为微结构中的常见难加工特征,其制造技术是限制相关领域装备发展的关键所在,因此,微小孔制造一直是机械加工行业的研究热点和难点,诸多学者从多种维度进行了相关研究,形成了丰硕的研究成果。由于微小孔钻削技术现阶段仍然是微小孔制造的核心工艺,而刀具性能则是保证微小孔钻削的核心要素,因此总结了近年来微钻刀具制造领域的重要技术进展,并从微钻刀具的材料选择、几何角度设计、制造工艺方法等角度展开叙述,介绍了最新的微钻刀具材料研究进展、解释了微钻刀具几何角度的设计方法,总结对比了国内外最新的微钻刀具制造技术,包括磨削、电火花磨削、高频激光加工技术等。由于PCD微钻具有优异的切削性能和极大的技术潜力,还重点介绍了PCD微钻制造技术及最新研究成果,并针对不同材料、工况下的微小孔钻削加工工艺参数进行了总结。     

CNC微孔高速精密钻床

进几年来,采用钻削方法来钻削微小孔受到普遍重视。由于微小孔深度与直径之比值 (L/d)较大,而钻头直径很细,其刚度较差极易折断,因而钻削难度很大。过去国内多数厂家都是采用精化的小台钻,靠手工操作,微量进给,靠工人技术水平钻削微小孔,这对加工大量、高精度、高效率的微小孔,显然远远满足不了要求。为了解决这个关键难题,我们研究设计新的高速精密钻床及其控制系统,对解决微小孔钻削具有特殊意义。 一、CNC微孔高速精密钻床 钻削直径为φ0.1～1mm的微小孔,要求钻床具有精密的主轴,主轴径向和轴向跳动小 (一般应小于0.003mm),并要求有高…     

振动钻削微小孔提高加工精度的研究

本文对轴向超声波振动和轴向电磁振动钻削微小孔时的加工精度进行了研究。结果表明,轴向振动钻削可明显提高微小孔加工的入钻定位精度、孔径尺寸精度和孔的圆度。     

淬硬钢高速微小孔钻削工艺试验研究

从淬硬钢高速微小孔钻削时钻头承受的负荷入手,以HRC62淬硬轴承钢材料为对象,通过试验的方法,检测和分析钻削过程中动态切削力(轴向力和扭矩)的特征,研究淬硬钢微小孔钻削的可行性和切削条件。并通过试验研究切削速度、进给量等钻削工艺参数对切削力的影响规律,提出改善硬态切削性能、提高钻头耐用度的淬硬钢微小孔钻削工艺规范。     

振动钻削技术的新发展——电热振动复合钻削

介绍了振动钻削技术的加工原理,综述了振动钻削加工微小孔的国内外研究现状,分析了振动钻削技术的应用前景及存在的问题。为了解决微小孔钻削时刀具磨损严重、加工精度低、表面质量差的问题,提出了一种电热振动复合钻削技术方案,从而提高了微小孔的加工质量和加工效率。     

基于DEFORM-3D的钛合金超声振动钻削加工特性分析

钛合金微小孔钻削时存在轴向力大、钻头易折断、切削热难以排出和表面质量差等加工难题,超声振动钻削将连续的切削过程变为脉冲式切削过程,能够有效减小轴向力、提高刀具使用寿命和提高孔壁加工质量。本文使用DEFORM-3D有限元仿真软件对Ti-6Al-4V振动钻削过程进行仿真,分析超声振动钻削与普通钻削的区别。在钻头直径D=1mm、转速n=1200r/min、进给量f_z=0.03mm/r、振幅A=0.016mm参数下进行仿真,结果表明:振动钻削轴向力波形、扭矩波形、切屑形态等与普通钻削完全不同,轴向力及扭矩明显减小,具有独特的加工优势。     

三区段变参数振动钻削微孔的研究

分析了振动钻削微孔时钻入、钻削和钻出三个区段上不同的振动钻削机理,通过二次回归试验求出了各区段的最佳振动参数。提出了随钻孔区段的改变而改变振动参数,使各区段都工作在最佳振动钻削状态的三区段变参数振动钻削新方法。研究结果表明,这一新方法克服了定参数振动钻削微孔时各项钻削质量顾此失彼的矛盾,是全面提高微孔加工质量的有效方法。     

变进给量振动钻削微孔的研究

提出了变进给量振动钻削新方法,并分析了其降低微孔钻削入钻位置误差的机理,采用直径为０．２８ｍｍ的高速钢麻花钻对１８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ低碳合金结构钢做了对比钻削实验,结果显著降低了微孔的入钻位置误差,验证了这种新方法优良的工艺效果。     

电热振动复合钻削加工的研究

结合振动切削和导电加热切削的优点,提出了电热振动复合钻削新方案。通过实验分析了导电加热温度、振动频率和振幅等参数对钻削力、表面质量及钻头寿命的影响。为电热振动复合钻削方法的深入研究,提供了必要的实验手段和理论指导。     

振动钻削技术在深小微孔加工中的应用

介绍了振动钻削工艺及装备的国内外研究现状及趋势,为钦合金、高温合金、不锈钢等难加工材料的深小微孔加工提供一定的参考依据.     

STUDY ON ULTRASONIC VIBRATION DRILLING IN CARBON FIBER REINFORCED POLYMERS

ＳＴＵＤＹＯＮＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣＶＩＢＲＡＴＩＯＮＤＲＩＬＬＩＮＧＩＮＣＡＲＢＯＮＦＩＢＥＲＲＥＩＮＦＯＲＣＥＤＰＯＬＹＭＥＲＳＺｈａｎｇＱｉｘｉｎ；ＳｕｎＳｈｉｙｕ（ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＦａｃｔｏｒｙ５２９，Ｂｅ...     

A study on combined vibration drilling by ultrasonic and low-frequency vibrations for hard and brittle materials

This research aims to improve machining accuracy concerning the method of drilling ceramics and other hard and brittle materials as well as to establish a drilling technology that would ensure high efficiency and longer life of tools. Specifically, the authors contrived a new drilling method that combines ultrasonic vibrations of a diamond core drill and low-frequency vibrations of the workpiece and produced a combined vibration drilling apparatus experimentally. In this paper, the combined vibration drilling apparatus is used for a series of experiments under different vibration conditions to examine the behavior of drilling force, drilled hole accuracy, and edge chipping on the drilled hole surface. In addition, the behavior of tools during combined vibration drilling are theoretically examined. As a result of these considerations, the authors found that combining ultrasonic and low-frequency vibrations is one of the most effective methods for drilling hard and brittle materials.     

超声振动辅助钻削技术综述

麻花钻钻孔是机械加工领域最为常用的孔加工方法。传统麻花钻钻孔加工中,特别是对一些难加工材料进行钻孔加工时,存在轴向力大、表面质量差等诸多问题。超声振动辅助钻削属于振动钻削技术的一种,即在钻孔过程中在麻花钻上施加大于15 kHz的高频振动,钻头的周期性振动改善了切削刃工作状况,可在一定程度上解决难加工材料制孔难题。介绍超声振动辅助钻削技术的分类、技术特点和系统组成的基础上,从动力学研究、振动断屑理论研究、切削力研究、精度及加工质量研究、在新材料上的应用和超声振动钻削装置六个方面论述了超声振动辅助钻削理论和技术的国内外研究进展。基于超声振动辅助钻削技术的发展现状,结合航空航天等领域难加工材料制孔技术的需求,从理论研究、超声振动系统开发完善、新材料工艺研究、专用超声辅助钻削机床开发以及超声振动辅助加工规范标准制定等方面指出了现有研究和应用中存在的问题并对未来发展趋势做以展望。     

超声振动辅助三尖钻钻削皮质骨的研究

在临床中,使用医用麻花钻给骨钻孔是常见的治疗手段,但医用麻花钻通常存在定心能力差的问题,骨大多都是曲面,所以在骨钻削中极易造成孔位的偏离、孔形不圆、孔直径偏大等现象。针对这一问题,改用定心能力更好的三尖钻并施加超声振动对皮质骨进行钻削研究。通过研究发现三尖钻超声振动辅助(UAD)钻削不仅改善了给骨钻孔时定心能力差的问题,而且与三尖钻普通(CD)钻削对比发现,UAD三尖钻钻削在轴向力、钻削温度、孔内壁表面粗糙度均比CD钻削有大幅度减小,钻孔直径精度则有大幅提高。三尖钻UAD钻削大幅度提高了孔的表面质量。     

应用振动钻削加工缝合针带线孔

针对医用带线缝合针带线孔的加工难点,采用振动钻削,并研究设计了一种轴向振动钻削装置.试验结果表明,所设计的装置可以明显改善医用带线缝合针带线孔的加工质量,提高合格率.     

振动切削深孔加工初始偏差对孔直线度误差的影响

构建了振动切削深孔加工钻杆在轴向振动、振动切削力和切削液流体力影响下的多跨动力学有限元模型。引入自由模态综合技术,将钻杆线性自由度的特征模态进行缩减,仅保留具有非线性动力特征的模态,从而可有效降低耦合系统自由度数,减小计算量。利用该缩减后的模型,研究了辅助支撑位置和加工深度与孔直线度误差的作用关系,获得了孔直线度随初始偏差量变化的规律,为大跨度振动切削深孔加工机床的精度设计和加工误差分析提供了依据。通过试验与数值计算结果的对比,验证了所提出方法的有效性与准确性。