0Cr18Ni9不锈钢的微小孔钻削

在不锈钢材料的微细钻削加工过程中,切屑易缠绕甚至粘结在微钻上,不易折断且排屑困难,导致加工难度大、制造成本高。分析了微细钻头对材料性能的要求,以及不同几何参数对微钻性能的影响。由于具有很高的硬度和断裂韧性,超细晶粒硬质合金材料被选用于制作微细钻头,并在微细刀具数控刃磨机上制造了钻头。在不同切削参数条件下对0Cr18Ni9不锈钢进行了微孔钻削,测量了钻削过程中的轴向力,观察了微钻的磨损与破损情况,分析了微钻的不同失效机理,并观察了不同钻削条件下的微孔表面。通过试验研究了切削速度、进给速度等钻削工艺参数对轴向力的影响规律,从而达到提高微钻切削性能以及使用寿命的目的。     

PCB常规微钻钻尖平面方程

PCB常规微钻是双刃硬质合金钻头,其钻尖的几何形状会影响微钻钻削性能,因而有必要研究钻尖的几何数学模型。建立了绕任意轴的旋转矩阵的数学形式,推导了常规微钻后刀面的数学模型及相应的横刃斜角和切削刃的数学表达式,从而为微钻的工程设计中选择最佳的结构参数提供参考。     

非共轴螺旋后刀面微钻的五轴联动刃磨方法及其钻削性能研究

微细钻头的几何结构是影响刀具钻削性能和微孔加工质量的关键因素。非共轴螺旋面钻尖由连续的螺旋后刀面组成,相比平面钻尖能有效的提高刀具的刃磨效率及其钻削性能。针对非共轴螺旋面钻尖,推导后刀面形成过程中螺旋运动发生线的位置方程,建立了基于砂轮和钻头接触线的后刀面数学模型。根据六轴数控工具磨床的运动原理,提出非共轴螺旋后刀面五轴联动刃磨方法。分析砂轮与螺旋槽之间的相对运动关系,提出微细钻头螺旋槽的数控加工方法。进行非共轴螺旋后刀面微钻的刃磨试验,验证了该刃磨方法的可行性。进而采用制备出的具有相同几何结构参数的平面、锥面和非共轴螺旋面微细钻头进行不锈钢钻削试验,结果表明非共轴螺旋面和锥面微钻的钻削力、后刀面磨损明显小于平面微钻,并且非共轴螺旋后刀面微钻的横刃磨损程度小于平面和锥面微钻。研究证实了所提出的五轴联动刃磨方法可以有效地制备出较高钻削性能的非共轴螺旋后刀面微细钻头。     

正交试验设计的硬钢群钻几何参数优化分析

针对硬钢材料硬度高、强度大和导热性差等材料特性,通过正交试验设计法进行群钻基础钻削试验,分析和研究外刃顶角2ρ、后角αfc和尖宽bφ三种钻尖参数对钻头寿命的影响,并进行方差分析及显著性检验,然后对研究结果进行单因素分析验证。其结果表明:在三种钻尖参数中,外刃顶角对群钻钻头寿命起决定性作用;通过相关优化分析获得了在硬钢材料钻削中,群钻钻尖的最优几何参数。     

加工不锈钢硬质合金群钻钻尖的试验研究

针对不锈钢材料的性质,设计了一种具有新的钻尖参数的硬质合金群钻,在切削速度28.26m/min、34.54m/min和进给量0.25mm/r下钻削不锈钢。试验表明加工不锈钢时群钻钻尖可以应用在硬质合金麻花钻上,充分发挥了群钻优良的分屑、断屑能力,并改善了切削刃的磨损情况。     

不锈钢麻花钻几何参数优化

研究不锈钢钻削过程中,螺旋角、后角、顶角及横刃对刀具磨损及切削热等现象的影响,分析不锈钢麻花钻的主要几何参数。通过对不锈钢麻花钻参数的优化,显著改善麻花钻切削状况,从而提高切削寿命;介绍了不锈钢麻花钻的参数优化、试验过程及结果。     

不锈钢钻削中提高钻尖断屑性能的试验研究

群钻钻尖用于不锈钢钻削,有较好的排屑性能,但是难于实现三段切屑分别断屑。通过实验研究发现:选用合理的切削刃几何参数,充分利用各段切屑之间的相互作用力,可以显著提高断屑效果,从而延长刀具寿命,提高效率。本文介绍试验过程、结果以及对不锈钢钻削断屑机理的进一步认识。     

麻花钻钻尖几何参数对Ti6Al4V钛合金钻削性能的影响

采用单因素试验法,利用Third Wave AdvantEdge有限元软件研究麻花钻的钻尖几何参数对钛合金钻削工艺性的影响,运用Power Law本构模型建立Ti6Al4V钛合金材料参数。验证麻花钻参数在合理的取值范围内,Carbide-General硬质合金麻花钻不同的后角、螺旋升角、横刃斜角和刃口钝圆半径对钛合金钻削性能的影响。通过钛合金钻削过程的有限元分析,为麻花钻钻削钛合金材料时的钻头几何参数合理选择提供了参考依据。     

钻头刃口处理对钻削加工42CrMo的影响

通过钻削试验,分析了钻头刃口处理几何参数对钻削轴向力、扭矩和刀具寿命的影响,对钻削加工42CrMo时的刃口处理斜面宽度进行了优化。加工试验表明,钻头使用寿命延长了近25％。     

加工不锈钢硬质合金群钻钻尖的改进试验

为了解决硬质合金群钻在钻削不锈钢时出现的断屑难、刀体烧伤和崩刃问题,在原有试验基础上对被加工材料——不锈钢1Cr18Ni9特性进行分析,并对断屑机理进行研究,重新选取钻尖几何参数。改进后的钻头较好的解决了以上问题,并找到适合该钻头的切削参数。在切削速度分别为28.26m/min和34.54m/min,进给量为0.25mm/r时,钻头断屑效果较好,刀具耐用度明显提高。     

涂层高速钢钻头钻削奥氏体不锈钢的切削性能研究

从不锈钢材料的应用和切削加工现状出发，针对奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti的切削加工性能进行了试验分析，通过用TiAlN涂层和TiN涂层高速钢钻头进行钻削对比实验，研究了钻削速度对切削力、扭矩、切削温度，刀具磨损的影响，并获得了能够保证对该材料进行高效高精度钻削的合理工艺参数。     

Novel micro-deep-hole drill with variable web thickness and flute width

This study proposes a novel micro-deep-hole drill with variable web thickness and flute width to effectively improve the problem of tool breakage and chip clogging during micro-deep-hole drilling. Firstly, the failure form and failure mechanism of micro-drill are explored by performing drilling experiments, and it is found that the torsion fracture and bending fracture are the main premature failure modes of micro-deep-hole drilling tools. The static simulation analysis of micro-drill is further conducted to investigate the influence of geometric parameters on the stiffness and strength of high-aspect-ratio micro-drill, and the results indicate that the web thickness ratio and flute width have significant effects on drill tip stiffness and spiral groove root strength. To balance the rigidity, strength and chip evacuation capability of micro-deep-hole drilling tools, the new micro-drill with variable web thickness and flute width is developed, supplemented by comparative experiments. The results confirm that the new micro-drill has better chip removal ability, greatly reduces the drilling force, torque, drill tip wear and material peeling phenomenon, and significantly enhances the machining quality of hole wall.     

用国产 BTA 深孔钻头加工奥氏体不锈钢管板深孔

本文介绍用国产 BTA 深孔钻头在进口奥氏体不锈钢上加工深孔的情况。文章以直径25.65mm 的钻头在不锈钢管板上加工直径25.7_(-0.10)~(+0.05)mm 的孔为例,分析了加工中出现的问题、产生问题的原因及解决办法,还介绍了刀具几何参数等问题。     

涂层钻头加工不锈钢磨损机理研究

研究了TiN、TiAlN、TiCN三种高速钢涂层专用麻花钻头钻削加工1Cr18NigTi奥氏体不锈钢时的刀具寿命以及刀具表面涂层的磨损特性。通过研究刀具寿命以及对刀具前刀面涂层磨损形态和元素成分的变化规律，揭示了三种涂层钻头的磨损机理。结果表明：在中低速、湿切削的情况下，TiCN涂层要优于TiAlN涂层，明显优于TiN涂层；TiCN涂层高速钢专用钻头较TiAlN、TiN涂层高速钢专用钻头更加适合不锈钢的钻削加工。研究结果对提高不锈钢钻削加工效率与加工质量具有重要意义。     

钻削不锈钢的中小型钻头刃磨

在机械切削加工中,不锈钢作为难加工金属材料的种类之一,其耐磨性高、韧性好、粘度高、散热性差、加工硬化倾向严重等突出特点造成该类型金属材料钻孔加工过程中切削力大、切削温度高,从而导致钻头磨损剧烈,耐用度大大降低。本文将理论分析与实践验证得出的结论进行总结提炼,为在不锈钢材料上加工小孔的钻头找到了新的、易于掌控的刃磨方法,新的刃磨方法为钻头切削部位提供了科学合理的几何参数,有效改善了切削条件,使切削更省力,刀具更耐用,从而解决了钻削不锈钢材料的中小型钻头难刃磨、加工效率低、刀具寿命短的难题。     

Effects of finishing in abrasive fluid machining on microholes fabricated by EDM

This research investigated the effects of the fine-finishing process on microholes in abrasive fluid machining (AFM). Microholes on stainless steel (SUS 304) and titanium alloy (Ti-6Al-4V) plates were fabricated using a deep drilling machine of electrical discharge machining (EDM) prior to AFM. In the experiment, the Taguchi method was adopted to explore the effects of the machining parameters associated with AFM on the experimentally observed values, such as the material removal rate (MRR) and differences between the dimensions of the entrance and the exit of the microhole. Furthermore, the improvement in the shape precision of the microhole fabricated by EDM and subsequently fine-finished by AFM was also elucidated by using a scanning electron microscope (SEM). The significant machining parameters and the optimal combination levels of the machining parameters were identified by analysis of variance (ANOVA) and the S/N (signal-to-noise) ratio response graph obtained from the analysis of the experimental data.     

微钻头螺旋槽对称性对钻头折断的影响

在微孔钻削过程中,影响钻头寿命的因素很多：如微钻头自身的直径,微钻头钻芯厚度,微钻头材料及制造工艺,以及微钻头螺旋面等。集中研究微钻头螺旋槽对称性对钻头折断的影响,并在前人提出的钻头制造方法及钻削过程中钻头受力情况研究的基础上,分析了微孔钻削过程中,由于微钻头螺旋槽的制造误差,造成两主切削刃上的钻削力不平衡,导致微孔钻削过程中微钻头的折断。同时,提出了改善微孔钻削过程中微钻头折段的措施以及最适合制造微钻头的方法。     

实验设计（DOE）技术在PCB微孔钻削工艺参数优化中的应用

针对印刷电路板（PCB）钻孔加工的质量问题，对微钻头的设计和微孔钻削工艺进行了分析。以钻孔质量为优化目标，运用实验设计（DOE）正交分析方法，对钻孔加工中影响钻孔质量的各种工艺参数进行了分析与计算，获得了经过实际生产验证的一组最佳钻孔工艺参数。     

基于黏结-滑移摩擦模型的304不锈钢切削力仿真研究*

通过预测加工304不锈钢时产生的切削力,从而对切削参数和刀具几何参数进行优化,是提高304不锈钢的加工精度、切屑控制及保障刀具寿命的基础。建立304不锈钢切削仿真模型,为提高模型的精确性,选择Johnson-Cook本构方程和黏结-滑移摩擦模型。结果表明：采用黏结-滑移摩擦模型的切削力预测结果更为准确,表明相对于纯剪切摩擦与库仑摩擦模型,黏结-滑移摩擦模型能更准确地描述刀-屑摩擦特性。展开不同参数下的切削力研究,研究发现：切削力随着刀具前角、后角和切削速度的增大而减小,随切削刃钝圆半径和切削厚度、宽度的增大而增大,其中切削宽度、厚度及前角对切削力大小影响较大。研究结果为304不锈钢切削效率的提高和切削机制的研究提供了理论依据。