深孔振动钻削系统振幅损失研究

振动钻削是实现精密、无排屑故障深孔加工的必要条件。文章对振动钻削理论进行系统分析,给出了断屑条件,并在此基础上建立了振动钻削加工过程动力学模型,通过解析计算和实验验证,总结出该模型能够对振动钻削系统的振幅损失进行估算,从而为实现振动钻削过程的自主控制奠定理论基础。     

振动钻削钻头刚性化理论分析与试验研究

基于振动钻削的原理,对振动钻削的运动学特性进行分析推导出振动钻削中最小的切削厚度,根据最小的切削厚度将振动钻削分为分离型和不分离型振动钻削。构造深小孔钻头振动系统的动力学模型,对钻头的静止化和刚性化进行理论分析和试验研究。实验结果表明:与普通钻削相比,振动钻削能使钻头的等效刚度得到提高,从而保证孔的加工质量和加工过程中的稳定性。     

轴向振动钻削过程的有限元动态仿真

针对钻削工艺特点,分析了轴向振动钻削的有限元动态特性。利用有限元分析软件DEFORM建立了轴向振动钻削的有限元数学模型,进行了动态仿真分析,同时,建立了相应的普通钻削系统的有限元模型,对两种加工过程中的切屑、轴向力与钻削扭矩等进行了比较。结果表明,与普通钻削相比,轴向振动钻削过程具有较好的断屑效果,轴向力小,钻削扭矩小。研究结果可对轴向振动钻削机理与特点的研究提供参考。     

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。     

钻削高强度钢的切削振动特性研究

由于高强度合金钢34CrNi3MoV硬度高、屈服强度大,在钻削加工过程中易产生振动失稳。利用ANSYS软件分析了钻削系统在工作状态下的振型模态,得到相关模态参数。建立了钻削系统在工作过程中钻头四个自由度方向的动力学模型,并根据再生颤振机理分析了颤振对切削厚度的影响,据此计算出钻削过程中的动态切削力,由传递函数建立钻削稳定性模型。利用MATLAB数值分析软件进行稳定性计算,得到钻削系统稳定性叶瓣图。通过对切削振动特性的分析,为提高钻削加工效率、改进钻削高强度钢工艺提供了理论基础。     

轴向低频振动辅助皮质骨钻削的钻削力和温升

为了研究轴向低频振动钻削方式在皮质骨钻削中对钻削力和温升的影响,基于一种自主研发的低频振动钻削设备,对常规和轴向低频振动辅助皮质骨钻削的钻削力和温升进行了实验,建立了钻削力和产热速率模型.实验结果表明:轴向低频振动钻削方式的进给力和转矩明显减小,温升降低了3～5℃;通过统计方法确定主轴转速是影响钻削力和温升的最显著因素...     

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.     

轴向超声振动钻削的钻削力和切屑形态研究

建立了钻削加工仿真模型,并采用麻花钻对钛合金进行振动钻削试验。利用ABAQUS软件进行轴向超声振动钻削仿真,试验验证和对比分析了轴向超声振动钻削在不同加工参数下的切屑形态和钻削力。仿真与试验结果表明:随着进给量和振幅增加,钻削力增大,但进给量对钻削力的影响大于振幅;无论是进给量还是振幅的改变,对切屑形态均有影响。     

振动钻削系统的稳定性与振幅损失

分析了振动钻削时, 交变切削力对钻削系统的影响： 附加振动、钻头冲击和振幅损失, 指出了钻削时应避免ｉ＝ ０５ 和系统共振区。     

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。     

基于ANSYS/LS-DYNA钻削过程的数值仿真

制孔工序是飞机结构装配中一个非常重要的环节。根据飞机薄壁结构零件钻孔工序,建立麻花钻钻削加工过程有限元仿真模型,采用通用显式动力分析程序LS-DYNA对钻削加工过程进行三维数值仿真研究。仿真动态模拟了钻削加工时钻屑和毛刺的生成过程,获得了螺旋钻屑;提取并分析了钻削轴向钻削力特征;采用直接热力耦合有限元方法分析了加工过程中刀具和工件间摩擦热的产生及钻削温度的瞬态分布。仿真结果表明,钻削毛刺在钻入和钻出都有可能产生,且钻出毛刺大于钻入毛刺。仿真得到的轴向钻削力与理论相符。     

珍珠珠核超声波钻孔试验研究

为了研究珍珠珠核超声波钻孔的性能,对用贝壳、白云岩与硬玉岩制作的珠核进行了超声波钻孔试验,使用了实心针和空心针两种钻孔工具。结果表明：贝壳珠核超声波钻孔可以克服机械式钻孔常见的层裂与破裂问题;普通方法难加工的硬玉岩珠核可通过超声波实现钻孔;白云岩珠核超声波钻孔出现边崩;实心针钻孔材料去除率比空心针高。提高超声波钻设备的定位精度与自动化程度后,超声波加工技术可以在珍珠钻孔上推广和应用。     

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。     

C/E复合材料螺旋铣削制孔方法抑制缺陷产生的机理

传统钻削加工碳纤维/环氧树脂(Carbon/epoxy,C/E)复合材料时容易产生加工缺陷,而螺旋铣削作为一种新的制孔方法在航空材料的加工中逐渐受到关注。为分析螺旋铣削制孔方法抑制缺陷产生的机理,以传统钻削加工为参照,分别利用螺旋铣削及传统钻削两种方法对C/E复合材料进行制孔试验,并对螺旋铣削与传统钻削刀具的运动轨迹进行分析。在具有相同的加工效率及刀具切削速度的基础上,对两种加工方法的加工参数进行优化。进行制孔对比试验,并对制孔过程中的切削温度、切削力及加工质量进行检测与分析。结果表明,切削温度是影响C/E复合材料制孔质量的重要因素,且由于螺旋铣削制孔时的切削温度显著低于传统钻削制孔温度,因此螺旋铣削制孔质量明显优于传统钻削制孔质量。螺旋铣削制孔时的切削温度较传统钻削时降低69℃以上,降幅大于36%,因此有效避免了制孔出口处的撕裂及分层现象。     

加工中心数控钻孔编程系统

设计了一个钻孔编程系统,将钻孔循环指令分解为多个直线插补指令,通过孔顶坐标和孔底坐标计算出数控程序所需的所有参数,直接输出机床所需的NC代码.结果表明:该系统输出的钻孔程序与钻孔循环指令具有相同的功能,使用简单、方便.     

3500HP型钻井泵液力端的研究与展望

随着科技的发展和进步,石油、天然气和页岩气等能源已成为全球所有国家的命脉。然而想要拥有足够的能源,就必须具备先进的开采技术,因此钻井泵的发展尤为重要。钻井泵被誉为钻机的“心脏”,对于钻机来说至关重要,而对于钻井泵来说其液力端易损件的使用寿命与钻井泵的工作效率和使用寿命息息相关,因此只有提高钻井泵液力端易损件的使用寿命才能确保钻井泵的正常钻进、较高的工作效率和使用寿命。随着信息技术的发展和各行各业的相互促进与相互影响,在未来钻井泵也会向着信息化、自动化、轻量化、人性化和智能化的方向发展。     

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。     

难加工材料摩擦钻孔技术的探讨

摩擦钻孔是一种新的非传统钻孔加工方法。本文介绍了难加工材料摩擦钻孔的技术特点。主要论述了摩擦钻孔过程的理论模型、刀具几何参数和磨损和钻孔表面质量的试验研究。对摩擦钻孔过程中的轴向力、扭矩的变化及温度的变化规律进行了系统的阐述。此外,对难加工材料摩擦钻孔的物理仿真技术进行了论述,提出了仿真技术的优点和存在的不足。     

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。