微细钻头超声轴向振动钻入横向偏移的有限元分析

利用有限元技术对微细钻头超声轴向振动钻入横向偏移过程进行深入分析。结果表明,超声轴向振动钻削从根本上改变了普通钻削的钻入机理,减小了横向偏移量,提高了钻入定心精度,特别适合硬脆材料上的微小孔的精密和超精密加工。     

低频振动钻削时微小钻头钻入横向偏移的研究

根据振动理论对低频振动钻削减小微小钻头钻入横向偏移机理进行了理论分析,阐明了微小钻头劝钻入的动力学特性,并在理论分析基础上对微小钻头钻入定位误差进行了实验研究。结果表明,振动钻削从根本上改变了钻入机理,使普通钻削的连续切削过程转变为断续的脉冲式削过程,因而提高了钻入定位精度。     

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。     

变参数振动钻削提高微小孔加工精度的研究

对微小孔振动钻削钻入定位误差、孔扩量、钻头寿命和出口毛刺进行了研究,获得了三区段最佳振动参数和进给量。以定位误差、孔扩量和出口毛刺分别作为钻削过程三区段加工质量的评价指标,并以各自区段的最佳振动参数和进给量为加工参数进行变参数振动钻削试验,结果表明,孔的各项质量指标均达到了以各自最佳振动参数和进给量作定参数振动钻削的水平,从而证明了变参数振动钻削的优良工艺效果。     

基于AdvantEdge FEM超声轴向振动微孔钻削仿真研究

在金属切削基本理论基础上,建立了超声振动钻削数学模型,基于有限元软件Third Wave Systems AdvantEdge FEM对超声轴向振动钻削过程进行有限元仿真,用Tecplot软件绘制了钻头和工件的应力曲线图和温度曲线图,主要分析了刀具和工件切削力和切削温度的变化规律。仿真结果表明在钻入一定深度后,轴向切削力在某个值上下振荡呈周期性变化,这一特性使超声轴向振动钻削从根本上改变了钻削机理,使其与传统钻削相比具有巨大的优势。研究结果对轴向振动钻削机理的研究具有一定参考意义。     

低频振动钻削CFRP分层缺陷研究

CFRP在制孔加工过程中经常会产生分层缺陷影响材料性能，为此本文针对低频振动钻削CFRP制孔分层缺陷进行了研究。采用低频振动钻削比普通钻削加工获得的CFRP分层因子更小，并且可以减小CFRP出口处分层撕裂程度；采用叠层钻削比单独钻削CFRP时获得的CFRP分层因子更小，并且从CFRP→Ti合金方向钻入比Ti合金→CFRP方向钻入获得的CFRP出口处烧灼和分层更小；拉伸强度与分层因子具有相关性，CFRP拉伸强度随分层因子的增大而减小。     

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。     

实用化振动切削技术——微小孔振动钻削工艺及装备

微小孔的加工一直是机械制造业中的难点，对国防制造业更是如此。研制了一种精密微小孔数控振动钻床，并采用0．4mm高速钢麻花钻头进行钻削试验，与普通钻削相比，振动钻削能提高钻头的使用寿命十几倍以上，并能提高钻头的定心能力和微孔的位置精度。     

小直径深孔超声振动钻削装置的设计

超声振动加工是一种先进的加工工艺方法,是在加工过程中给工具或工件沿一定方向施加一定频率的超声振动。将超声振动用于精密或超精密加工,特别是在超硬材料、复合材料等难加工材料方面有着突出的优越性,具有低切削力、低切削温度、好的表面粗糙度。基于高频振动切削原理,针对小直径深孔的精密及超精密加工问题,设计了超声振动钻削装置。对难加工材料钛合金进行钻削实验,并对实验结果和数据进行分析。     

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。     

微小孔钻削刀具制造技术研究进展综述

随着航空航天、医药、汽车及电子工业的迅速发展,精密设备及微结构的制造需求逐年增加,微小孔(d≤1mm)作为微结构中的常见难加工特征,其制造技术是限制相关领域装备发展的关键所在,因此,微小孔制造一直是机械加工行业的研究热点和难点,诸多学者从多种维度进行了相关研究,形成了丰硕的研究成果。由于微小孔钻削技术现阶段仍然是微小孔制造的核心工艺,而刀具性能则是保证微小孔钻削的核心要素,因此总结了近年来微钻刀具制造领域的重要技术进展,并从微钻刀具的材料选择、几何角度设计、制造工艺方法等角度展开叙述,介绍了最新的微钻刀具材料研究进展、解释了微钻刀具几何角度的设计方法,总结对比了国内外最新的微钻刀具制造技术,包括磨削、电火花磨削、高频激光加工技术等。由于PCD微钻具有优异的切削性能和极大的技术潜力,还重点介绍了PCD微钻制造技术及最新研究成果,并针对不同材料、工况下的微小孔钻削加工工艺参数进行了总结。     

微细深孔超声轴向振动钻削装置的设计

超声振动钻削属于脉冲式的断续切削。在深孔加工方面具有普通孔加工技术无法比拟的工艺效果。文章介绍了作者基于高频振动切削原理设计的一台超声轴向振动钻削装置的结构。并将该装置用于立式加工中心上对铝、铜等材料进行了切削加工实验。实验结果表明，超声振动加工可提高微细深孔的加工精度和表面质量。这种方法特别适合于软质材料的微细深孔的精密和超精密加工。     

硬脆材料超声振动钻磨表面特征试验研究

将超声振动引入普通钻磨中,对不同加工参数时普通钻磨和超声钻磨两种模式下的表面粗糙度进行了试验分析,并对超声与普通钻磨过程中的被加工表面微观形貌进行了试验研究.结果表明,超声振动钻磨加工是适合硬脆材料等的一种高效加工方法.     

Novel micro deep drilling using micro long flat drill with ultrasonic vibration

This paper highlights the development of micro long flat drills with nominal diameter and flute length of 20 μm and 200 μm, respectively, by precision grinding. Furthermore, it also covers the evaluation of the developed micro long flat drill in micro deep drilling. Micro long flat drills were made of ultra-fine grained cemented carbide containing WC particles with an average particle diameter of 90 nm. First, the study focused on establishing the optimal web thickness of micro long flat drill showing the best performance in micro deep drilling. In drilling experiment, observation was conducted with the aim of finding the best conditions and method of micro deep drilling into both duralumin and stainless steel workpieces. This observation included the applications of ultrasonic vibration (USV) and step feeding method. The study proved that there was an optimum web thickness resulting in the best drilling performance. Furthermore, the application of USV during drilling could lead to a longer tool life significantly. However, there was no improvement of drilling performance in drilling with step feeding.     

微小孔振动钻削力的实验研究

介绍了高灵敏度的微小孔钻削测力仪的结构设计及微小孔钻削力测量系统的工作原理。通过多元正交多项式回归实验 ,得到了微小孔振动钻削力关于振动频率、振幅和进给量的非线性回归方程 ,进而分析了振动参数和切削参数对钻削力的影响 ,为深入研究微小孔振动钻削机理提供了必要的实验手段和有价值的研究方法     

变进给量振动钻削微孔的研究

提出了变进给量振动钻削新方法,并分析了其降低微孔钻削入钻位置误差的机理,采用直径为０．２８ｍｍ的高速钢麻花钻对１８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ低碳合金结构钢做了对比钻削实验,结果显著降低了微孔的入钻位置误差,验证了这种新方法优良的工艺效果。     

高速微孔钻床主轴系统的动态特性分析

依据转子动力学理论,利用Timoshenko粱轴理论,建立了包含旋转惯性力、陀螺力矩、离心力、弯曲变形、扭转变形、钻削轴向力和钻头的三种边界条件在内的高速微孔钻床主轴系统动力学模型。在利用实验和现有文献对所建立的模型进行了检验的基础上,对高速微孔钻床主轴系统的临界转速、临界轴向压力进行了分析。结果表明高速微孔钻床主轴系统的临界转速随钻削轴向压力的增大而减小,并且钻削过程中比刚入钻时能承受更高的转速,更大的轴向力;临界轴向压力随高速微孔钻床主轴系统转速的升高而降低,即随着钻削转速的提高,应适当减小钻削轴向力。     

基于虚拟仪器的微孔钻削在线监测自动控制系统

为防止微孔钻削过程中钻头折断,开发了基于虚拟仪器的微孔钻削在线监测系统.该系统能够完成主轴电动机电流信号的采集、数据处理、存储显示以及报警退刀等操作.具有硬件结构简单、监测精度高、抗干扰能力强等优点.实验结果表明,应用该系统进行微孔钻削在线监测,可以有效避免微钻头的折断,提高钻头的利用率.     

超声波振动钻削微小孔的研究

对采用超声波振动钻削微小孔时钻头的寿命、出口毛刺和加工表面粗糙度等问题进行了研究。结果表明,超声波振动钻削明显优于普通钻削。