超声轴向振动钻削断屑机理分析与试验研究

基于振动钻削原理对振动断屑机理进行了研究,建立了振动钻削数学模型,并分析了轴向动态切削厚度变化规律及保证断屑时所需的振幅条件。在设计的超声轴向振动钻削试验装置上进行了深小孔超声振动钻削与普通钻削的对比试验。试验结果表明与普通钻削相比,振动钻削加工得到的孔具有较小的扩孔量和较好的断屑、排屑效果。     

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。     

振动工作台切削性能与工艺效果研究

加工硬铝材料的振动钻削试验表明,振动钻削断屑效果良好,在完全几何断屑的加工条件下,断屑是稳定的;在不完全几何断屑加工条件下,也有明显的断屑效果。研究结果表明,此时的切屑变形系数较常规钻削增加,切屑在从钻头和孔壁之间排除时,更容易折断,同时,可以在较宽的加工参数范围内获得断屑效果。切削力的测试结果也表明了在振动切削状态,振动导致切削力的峰值增加。     

轴向振动钻削的断屑机理研究

在对钻削加工的断屑方式简要分析的基础上,基于轴向振动钻削的变厚切削特性,分析了轴向振动钻削实现可靠断屑的内在实质,并进行了相应的试验验证.研究结果表明:与普通钻削相比,轴向振动钻削轴向瞬时切削厚度周期变化,具有变厚切削特性;通过合理选择工艺参数,可以使振动钻削过程实现几何断屑,从而保证了切屑的顺利折断.     

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.     

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。     

轴向振动钻削对进给方向毛刺形成的影响

基于轴向振动辅助钻削原理,探讨了振动钻削对切出进给方向毛刺的影响。结果表明:由于施加轴向振动的作用,钻削加工中出现了脉冲和变厚钻削的过程,改善了钻削过程中的切屑的断屑条件,降低了轴向钻削力,从而减小了切削层材料的塑性变形,抑制了切出进给方向毛刺。     

振动钻削改善排屑效果机理的研究

通过建立常规钻削加工排屑管中切屑颗粒的运动方程 ,推导出振动钻削加工条件下切屑颗粒的运动特点 ,研究了振动参数对排屑速度的影响 ,分析了振动钻削提高排屑能力的原因 ,并提出优先选择振动频率的低频振动钻削加工原则 ,为振动钻削的参数匹配提供了理论基础     

深孔加工振动断屑装置设计

针对深孔加工过程中切屑形态不稳定所形成的排屑不畅问题,基于振动钻削理论,设计振动断屑装置,有效控制切削形态,保证顺利排屑。通过给刀具施加轴向周期振动,振动断屑装置可实现变切厚钻削和钻头轴向振动,使切屑易断,并在一定程度上提高了表面加工质量。通过实验探究了切屑形态与切削参数的关系,分析了振动断屑装置的最佳工作参数。     

制孔机器人在制孔过程中的振动抑制研究

Aiming at tlie problem of vibration suppression of tlie hole making robot in the process of making holes,a typical example of a two-joint hole drilling robot to study the control algoritlim was took. The effect of tlie feed direction drilling force on the system of tlie hole making robot was only considered. The mechanism of vibration in the process of making holes was analyzed. Finally the fuzzy compensation inhibit vibration control algorithm was put forwarded. According to the Lagrange equation,the dynamic model of the hole robot was established,and the drilling force model was established according to the theory of oblique cutting model. Then the simulation was carried out by the Matlab/ Simulink platform under a particular position. After a fuzzy controller was used to compensate the dynamic change of the end effector of the hole making robot in the process of the axial drilling force to each joint in advance,the defection of each joint in the hole making process was obviously weakened. The results indicate that the stiffness of the system can be enhanced by adding the vibration suppression algorithm with fuzzy compensation,which further ensures the quality of the hole. [ABSTRACT FROM AUTHOR]     

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。     

随机激励下掘锚联合机纵向非线性振动特性分析

将虚拟仿真方法、Bekker模型、Newmark-β法相结合,分析了打顶部锚杆孔时掘锚联合机的非线性振动特性。采用DYNA虚拟仿真获得锚杆钻头的阻力载荷,利用采样定理对载荷进行离散化处理,作为钻头的随机工作载荷;采用Bekker模型描述了掘进机履带与巷道底板间的非线性行为,再根据牛顿运动学定律建立了掘锚联合机多自由度非线性振动方程,利用Newmark-β法对方程进行了求解,分析了整机的振动特性,结果表明：受履带与底板间非线性接触力的影响,整机振动处于混沌态;锚杆钻机工作时,整机虽然存在着俯仰和横滚振动,但振动量很小,整机的竖直振动占主导地位。对掘锚联合机的振动特性进行了现场实验,测量打10组锚杆孔时掘进机本体的振动量,测量结果中有6组的振动量均方根值接近仿真值（1.5mm）,实验结果表明掘锚联合机的非线性模型在一定程度上可以视为是准确的。     

振动钻削理论与参数优化方法研究概况

介绍了振动钻削的工艺特点,综述了国内外振动钻削理论和参数优化方法的研究现状,分析了振动钻削的若干个热点研究问题。     

BTA深孔加工中流体力引起的钻杆涡动的研究

分析了BTA深孔加工中钻杆和工件内孔壁间由于切削液的存在而引起的旋转钻杆涡动问题。首先以非线性形式给出了钻杆旋转时受到的切削液反作用力,然后建立了有流体力作用时钻杆运动的数学模型,分析了切削液引起的钻杆涡动和失稳的力学机理与条件,证明了失稳的主要原因是自激振动,而激振力引起的次谐振是次要原因。通过分析失稳与钻杆运动参数的关系,得出了对生产实践有指导意义的切削用量选择准则,理论分析结果与实际生产中使用的数据一致。     

电流变液减振器在抑制深孔切削颤振上的研究

针对深孔机床切削中的颤振问题,设计了一套基于流动模式的电流变液减振器,分析了电流变液减振器的阻尼力并得出其表达式;又通过对切削颤振产生原因的分析,推导出瞬时动态钻削力的表达式;并在研究了深孔机床切削过程的基础上,建立了切削系统动力学模型,得出安装电流变液减振器后的动力学方程。在给定动力学方程中的参数值后,通过计算机仿真,对比安装和未安装电流变液减振器后的振动时域图,时域图表明电流变液减振器能有效地抑制深孔机床的切削颤振。     

波浪力作用下海洋钻井隔水管随机振动研究

随着海洋钻井向深水海域发展 ,隔水管的受力状态更加复杂。特别是在随机载荷波浪力的作用下 ,隔水管会发生十分复杂的随机振动 ,从而偏离原来的铅垂位置 ,严重时可使钻具受到破坏 ,引起钻井中断。应用随机振动的理论和方法 ,分析了波浪力的随机过程和随机模型 ,指出波浪力是一个均值为零的平稳随机过程 ,隔水管的横向随机位移也是一个均值为零的平稳随机过程。采用模态分析的离散化方法导出了隔水管横向随机振动位移相关函数和均方位移的计算公式 ,编制了计算程序 ,分析了风速对隔水管横向随机振动均方位移的影响。算例表明 :当风速小于 10m/s时 ,均方根值很小 ,可以不予考虑 ;当风速大于 2 0m/s时 ,均方根值与风速成近似的线性关系。本文结果可为隔水管的随机响应计算和工程设计提供一定的理论参考作用。     

基于OpenGL和VC++的轴向振动钻削仿真技术的研究

论述了基于OpenGL的轴向振动钻削仿真的实现方法,构建了轴向振动钻削仿真系统的总体结构。该系统采用Pro/E对麻花钻进行几何建模,并利用Rhino转存为3ds文件格式。然后利用OpenGL和VC++将3ds文件导入仿真环境,利用重画技术和动态双缓冲技术对动态物体进行行为建模,从而模拟出整个轴向振动钻削过程。