超声波正弦振动微孔加工系统及孔壁特性

介绍了超声波正弦振动微孔加工系统,分析了刀具进给正弦运动轨迹,以保证刀具和工件之间的相对接触位置,搭建了超声波正弦振动微孔加工试验,优化测试钻削力,并确定了最优工作参数:微钻头转速25000r/min、微钻头进给速度10mm/min和单次钻削深度20μm。对比超声波正弦振动加工和高速钻削加工的微孔形貌、孔扩量以及剖面的孔壁形貌,证明超声波正弦振动微孔加工的精度明显优于高速钻削加工。     

基于发那科多主轴控制功能的高效深孔钻床加工应用

机床使用发那科数控系统作为操作编程加工平台,系统增加多主轴控制功能应用于机床加工。机床主体结构中床头箱作为第一伺服主轴先进行分度,以较低的转速进行旋转;钻杆箱做为第二模拟主轴进行高度旋转,同时进给伺服轴带动钻削刀具向前进给。在床头和钻杆箱同时旋转的状态下,工件中心孔的钻削时间大大缩短,提高了机床的加工效率。在分度功能下实现了工件偏心孔的高精度加工。     

光学玻璃细长孔超声加工技术

细长孔长径比大于8:1,在切削力的作用下刀具易产生变形,从而影响加工质量和加工效率.特别是对难加工材料的深孔钻削来说,传统细长孔加工钻床受刀具强度及加工材料限制,容易将钻头折断,因而加工精度低.研究了硬脆材料细长孔超声波加工机的结构,分析了细长孔超声波加工技术的特点和机理,对加工刀具进行了设计,并对数控恒力进给系统进行了研究和设计.研究结果表明,该设计为硬脆材料细长孔超声波加工机在生产中的应用奠定了基础.     

陶瓷基复合材料旋转超声加工特性研究

针对陶瓷基复合材料加工方法的优势和不足,采用旋转超声加工方法对陶瓷基复合材料进行加工,完成旋转超声加工方法与传统加工方法的对比试验。试验表明,钻削力随着主轴转速的增加而减小,随进给速度的增加而增加;扭矩随着主轴钻速的增加而减小,随进给速度的增加而增加;工件表面粗糙度随着主轴转速和进给速度的增加先降低后增加。超声加工方法获得的钻削力、扭矩和表面粗糙度均优于传统加工方法。     

基于自抗扰控制的变速非圆车削技术研究

为了抑制非圆截面工件加工时的颤振,将变速加工应用于非圆截面车削中,设计了变速车削系统结构,分析了变速车削抑制颤振、提高稳定性的机理,设计了适于变速非圆车削的直线伺服单元,单元控制采用自抗扰控制技术.车床控制系统采用PMAC(Programmable multi-axis controller)时基控制法,实现刀具驱动进给和工件变速旋转的协调控制,完成非圆截面的变速车削.结果表明,直线伺服单元能很好地跟踪刀具目标值,非圆截面车削加工精度和稳定性得到了提高.     

深孔加工可转动负压抽屑装置的研究与设计

针对大尺寸和形状复杂的零件,在深孔加工过程中,采用传统的工件转动,刀具进给已经不能满足加工需求。采用刀具旋转进给,工件静止的加工工艺在现代深孔加工技术中显得很有必要。通过对现有DF深孔钻削系统的结构及其工作原理进行理论分析,对负压抽屑装置进行改进,设计出可转动负压抽屑装置,从而更好地满足实际生产的需要。     

超声波测厚系统的研究

深孔加工是一种封闭式或半封闭式状态下的加工,其加工过程很不稳定,深孔加工刀具的走偏现象直接影响被加工孔的直线度,造成被加工工件报废,所以在深孔加工过程中的实时检测就显得尤其重要.根据深孔加工系统的特点,将超声波测厚原理用于单管内排屑喷吸钻深孔加工在线监测中,通过检测被加工工件壁厚来判断刀具是否走偏,结果表明,该测试装置较好地解决了深孔钻削加工刀具走偏的监测问题.     

钻削毛刺形成机理及其控制技术研究

建立了钻削加工中进给方向毛刺的形成模型,并对钻削加工过程中出现的毛刺类型进行了归类和分析,指出影响进给方向毛刺形成与变化的主要因素。通过钻削加工试验与相应的理论分析,系统揭示出毛刺出现、形成及变化发展的基本规律,进而开发出工件叠加钻削法、钻削用量优选法、钻头参数优化法、钻头结构优改法和工件终端部材料强化法等一系列减少和抑制钻削进给方向毛刺的技术和方法,为进一步提高钻削效率和钻削加工质量开辟了新路径。     

深孔加工连续测厚系统的研究

深孔加工是一种封闭式或半封闭式状态下的加工,其加工过程很不稳定,深孔加工具的走偏现象直接影响被加工孔的直线度,造成被加工工件报废的可能,所以在深孔加工过程中的实时检测就显得尤其重要。根据深孔加工系统的特点,文中将超声波测厚原理用于单管内排屑喷吸钻深孔加工在线监测中,通过检测被加工工件壁厚来判断刀具是否走偏。结果表明,该测试装置较好地解决了深孔钻削加工刀具走偏的监测问题。     

钛合金旋转超声辅助钻削的钻削力和切屑研究

针对难加工材料钛合金在采用普通麻花钻传统钻削过程中存在钻削力和扭矩较大使得钻孔困难,刀具使用寿命低,连续长切屑易缠绕刀具、划伤孔加工表面、增大刀具-切屑-工件孔壁之间的摩擦以及排屑差引起堵屑和卡刀具的问题,引入一种新刃型刀具（即八面钻）,并结合超声振动钻削技术,进行了钛合金旋转超声辅助钻削试验。分析了旋转超声辅助钻削和普通钻削中切屑形成原理,采用文中所设计的旋转超声振动钻削主轴结合BV100立式加工中心平台、测力系统和非接触激光测量系统进行了无冷却条件下基于八面钻的钛合金旋转超声辅助钻削和普通钻削试验以及钻削力、扭矩和切屑形态的研究。试验结果表明：相比于普通钻削,超声钻削明显降低钻削力和扭矩分别为19.07%~20.09%和31.66%~34.3%,明显增强了钻头横刃和主切削刃的切削能力,获得了良好的断屑和排屑效果,提高了切削过程的稳定性,能够极大改善钛合金钻孔过程钻削困难、刀具使用寿命低和孔加工质量差的问题。