批量钻削监测信号双谱特征融合研究及应用

基于钻削工步质量波动与监测信号特征变化之间的耦合现象,提出一种基于监测信号双谱特征的高精度批量钻削工步质量一致性控制检测方法。认为正常钻削过程的声发射和三向加速度振动监测信号可视为随机过程,满足或近似高斯分布,信号偏离高斯分布的程度与各钻孔加工质量波动间存在对应关系;以各钻孔声发射和加速度振动监测信号为研究对象,提取各钻孔监测信号的双谱幅值平均值为特征,对不同钻削情况下信号偏离高斯分布的程度进行定量分析;采用基于Relief F算法的特征加权模糊聚类分析,进行基于监测信号双谱幅值均值特征矩阵的钻孔质量分类,并与人工检测的工步质量一致性结果对比分析。计算和分析结果表明,监测信号双谱特征与各钻削工步质量之间存在有机联系,对信号双谱特征进行融合聚类可分析批量钻削工步质量的一致性。     

基于振动信号过程特征的批量钻削工序质量检测

为实现批量钻削质量的快速检测分析,采用振动传感器监控钻削过程,提出一种基于振动信号处理的批量钻削质量监测分析方法.基于钻刃与工件接触位置变化状况,在钻削过程中提炼出与钻削加工质量密切相关的三个阶段:引钻、钻孔和出钻三阶段.采用正交包络法求解振动信号的瞬时频率及瞬时幅值,定位这三个阶段初始时刻的瞬态时间点.利用这些瞬态时间点对振动信号进行分割,获得与每一个钻削过程中引钻、钻孔和出钻三阶段对应的钻削过程振动信号数据.采用主成分分析方法,综合此三个阶段内振动信号的统计特征对批量钻孔质量分布进行分析.计算和分析结果证明,可在3%的误差内提取瞬态特征点,分析和评估批量钻削质量准确度高.     

深孔啄钻加工效率研究

通过啄钻方式可以实现利用普通麻花钻进行深孔加工,但由于增加了反复进退刀和冷却时间,导致加工时间变长,生产效率较低,因此研究如何提高啄钻加工效率对大批量生产具有重要意义。文中根据深孔啄钻的基本原理,以传热学基本理论为基础,研究啄钻效率与单次冷却时间的关系,推导出计算公式。通过数值分析,发现随着单次冷却时间的延长,啄钻效率先升高后降低,存在一最佳效率;随着孔深和孔径的增加,啄钻效率降低;啄钻过程中,钻头冷却的温度降幅并非越大越好,可以通过控制单次冷却时间来合理控制温度降幅,并由此确定最佳钻削次数。研究成果为啄钻加工技术能更合理运用于实际生产中提供理论依据。     

孔系钻削振动信号特征波动可视化研究及其应用

为解决工程应用中切削参数一致的孔系加工质量一致性评估的难题,提出了一种基于振动信号特征波动可视化的聚类分析方法。首先采用振动传感器监控孔系钻削过程,提取各孔振动信号小波包能量谱和高阶统计量特征;然后利用雷达图得到各孔振动信号特征矩阵分布图,提取信号特征雷达图多边形重心特征;最后采用模糊C-均值(FCM)算法对雷达图平面重心点集进行聚类分析。理论分析结果与人工检测结果对比表明:该方法可直观呈现孔系钻削质量分布情况,简便、可靠地实现孔系钻削质量的一致性评估。     

铍制框架零件工艺难点分析与解决方法

针对某铍制框架零件基准孔加工,通过两种专用工装的设计和找正方式的改进,成功将基准孔的位置度精确控制到微米级;此外,通过定制专用刀具并采用啄钻的进刀加工方式,在铍材表面完成了深径比16的细深孔的加工。     

汽车离合器总泵壳体的深扎振动钻削

利用振动切削BTA深孔加工技术代替传统的钻、扩、铰工艺，提高了壳体深孔加工质量及效率。     

汽车离合器总泵壳体的深孔振动钻削

利用振动切削ＢＴＡ深孔加工技术代替传统的钻，扩、铰工艺，提高了壳体深孔加工质量及效率。     

超声轴向振动钻削机构的设计与研究

基于振动切削机理研制出一种轴向振动钻削机构,并将该机构应用于立式加工中心上对难加工材料进行切削加工实验.结果表明,超声振动钻削具有传统孔加工技术无可比拟的工艺效果.可提高小直径深孔的加工质量和效率,实现了在难加工材料上进行深孔的钻削加工.     

枪钻深孔加工颤振稳定性及振动加工技术综述

深孔枪钻加工中的颤振问题,严重地影响了产品的加工质量和机床的效率。以钛合金小直径深孔的枪钻加工为研究对象,从实验研究、理论分析、颤振预测、振动加工等几个方面,对目前小直径深孔枪钻加工技术进行分析,为后续的枪钻深孔加工钻削稳定性与振动加工技术的基础研究提供理论依据。     

深孔加工轴向振动装置设计

深孔加工在孔加工中占有较大的比重,深孔加工技术的难点之一是连续自动排屑。本文基于振动钻削机理,结合现有轴向振动钻削装置,在此基础上进行改进,设计了一套轴向振动装置。装置中使用压电陶瓷致动器有效地避免了机械传动所产生振动的不稳定性。基于Deform-3D软件对轴向振动钻削进行切屑模拟实验,并通过实验验证了轴向振动钻削较普通钻削而言在断屑方面及孔表面质量方面所具有的优势。     

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。     

超声轴向振动钻削加工系统设计

超声振动钻削加工可有效改进深小孔的加工质量.基于高频振动钻削机理,设计制造了一套超声轴向振动加工系统,可实现微小孔的振动钻削.     

深孔超声圆周振动钻削初探

针对深孔加工难度大的特点,采用超声圆周振动加工技术,在普通车床上附加一套振动装置。试验加工了几种不同材料,不同孔径的深孔,取得了较理想的效果,为进一步研究和推广深孔超声圆周振动加工技术提供了可靠的依据。     

实用化振动切削技术——超声振动钻削小深孔工艺及装备

在机械加工中，对孔的加工质量和加工效率要求不断地提高，若再加上在不断出现的难加工材料上进行孔的钻削加工，这就使采用传统的钻削工艺加工小深孔越加显出其局限性。本文研制一种超声轴向振动系统，并对合金铜进行试验。试验结果表明，超声振动钻削能很好解决小深孔加工的难题，有着广阔的应用前景。     

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。     

小孔的振动钻削与普通钻削的比较

本研究用特殊的万向联轴器作为振动源，进行了钻孔个数、加工精度、深孔加工适用性等方面的试验，获得了较好的效果，证明了这种振动钻孔方注对小孔加工的适用性．     

超声振动透镜辅助激光打孔实验研究

为研究超声振动透镜辅助对激光打孔加工质量和效率的影响，采用YLR-1000连续激光器和所设计的超声振动透镜辅助装置，以304不锈钢薄片为研究对象，分别在不同离焦量、激光功率、打孔时间、超声振幅情况下进行有无超声振动辅助激光打孔对比实验。实验采用VHX-1000E超景深显微系统对工件进行检测，并以孔径、热影响区半径、孔锥度、孔深和堆砌高度为主要指标分析实验结果。结果表明：超声振动透镜辅助可从总体上提高激光打孔的加工质量和效率。     

Quality improvement of deep-hole drilling process of AISI D2

Deep-hole drilling is a relatively complex drilling production process due to the high-hole diameter to length ratio which makes the tool shaft prone to vibration and results typically in low-quality holes from geometry and surface finish viewpoints. This study is aimed at investigating deep-hole drilling process for AISI D2 material taking into account different process input parameters. The hole quality is studied and improved using a response surface-based design of an experiment technique which resulted in a better hole quality.     

Using workpiece vibration cutting for micro-drilling

The purpose of this paper is to investigate the effects of assisted vibration on the drilling quality of aluminium alloy (Al 6061-T6) and structure steel (SS41). In the past, research methodology of vibration drilling on small-diameter holes has mainly involved vibrating from the spindle side. In this paper, a new approach to obtain the desired vibration is proposed from the workpiece side, by a self-made, vibrating worktable. Through extensive experiments with a twist drill size of 0.5 mm, we found that hole oversize, displacement of the hole centre, and surface roughness of the drilled wall could be improved with the increase of vibrating frequency and amplitude. Roundness of the drilled hole could also be improved when high amplitude and proper frequency are imposed.     

Comparison of drilled hole quality evaluation in CFRP/CFRP stacks using optical and ultrasonic non-destructive inspection

In aeronautical industry, stringent requirements relate to the quality of drilled holes in carbon fiber reinforced plastic (CFRP) composite laminates as low hole quality determines poor assembly tolerance, structural properties reduction, and risk for long-term part performance. Non-destructive quality control techniques were applied to drilled CFRP laminate stacks for aeronautical applications to characterize the material damage induced by drilling in order to assess the hole quality for product acceptability. Experimental metrology procedures, including optical measurements and ultrasonic non-destructive evaluation, were employed to appraise both external and internal induced material damage in holes machined under diverse drilling conditions. The optical inspection procedure, comparable to the visual inspection method regularly utilized in industry, provided delaminated area evaluations that are underestimated in the case of severe drilling conditions by up to 7% for hole exit and up to 5% for hole entry. In the case of less severe drilling conditions, the underestimation was limited to <2.5% for both hole exit and hole entry, which can be considered a practically negligible disparity.