医疗钻头钻削力和钻削温度的试验研究

在高速钻削猪胫骨过程中,钻削力和钻削温度对改进医疗钻头的设计是非常重要的.研究结果表明:在钻削骨头的过程中,钻削力和钻削温度受进给速度和钻削速度的影响.相比不锈钢麻花钻,带三个切削刃的新型医疗钻头能够取得更小的钻削力和低于47℃的钻削温度.     

涂层钻头钻削碳纤维复合材料的轴向力研究

不同刀具材料对碳纤维复合材料的加工有较大的影响。通过合理选择钻头的基体材料和涂层材料,基于正交试验综合分析不同涂层材料、主轴转速及进给速度对钻削轴向力的影响。试验结果表明,涂层材料对轴向力的影响最大,涂层钻头的钻削轴向力比无涂层YG6X钻头小很多,类金刚石涂层(DLC)钻头最小。TiAlN和TiCN涂层钻头都有不同程度的磨损,DLC钻头的耐磨性和加工质量都远远高于其他涂层。     

碳纤维复合材料高速钻削实验研究

研究了硬质合金钎焊金刚石钻头高速钻削碳纤维复合材料时钻削力、扭矩的变化规律,得到了进给量、切削速度对钻削力和扭矩的影响规律。对钻削力和扭矩实验结果进行了回归分析得到了钻削力和扭矩的指数公式。     

钻削力模型的建立及仿真

在研究直线刃标准麻花钻的基础上，建立了有关切削几何参数的数学模型。并对标准麻花钻的几何参数进行了定量的分析。由于钻削过程的复杂性，采用了数学分析和经验值相结合的方法来研究钻削过程机理，建立了动态钻削力和扭矩模型，实现了对动态钻削力和扭矩的仿真。     

PCD钻头钻削碳纤维增强复合材料的切削力研究

利用PCD钻头对碳纤维复合材料钻削力进行试验研究。通过单因素试验的方法得到切削参数对切削力的影响规律;通过多元线性回归得到钻削轴向力的经验公式,应用SPSS软件对经验公式进行方差分析;对经验公式进行显著性检验,回归方程非常显著,回归模型可以为钻削轴向力提供预测。     

面向康复的医疗手术中钻削力和钻削温度研究

随着我国生活水平的提高及医保范围的扩大,患者对先进手术水平的期望值越来越高,对手术的要求由面向治疗转化为面向康复。面向康复手术的低损伤和快愈合特点,除了取决于临床医生的实际经验外,手术器械性能优劣也是重要的影响因素。而各类手术器械势必对人体造成各类损伤,特别是应用于各类骨手术的医疗钻头,其在手术中产生的钻削力和钻削温度,不可避免地导致不同程度的骨损伤。因此,充分了解医疗钻头的钻削机理、优化医疗钻头的结构和工艺参数是降低医疗钻头的钻削力和钻削温度损伤、加快患者术后康复、满足患者面向康复手术要求的重要途径。本文就当前医疗钻头的研究现状,阐述了医疗钻头钻削温度的产生、测量及其影响因素;分析了医疗钻头钻削参数、钻头设计等对钻削力的影响;指出了医疗钻头钻削力和钻削温度损伤控制的发展方向。     

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。     

BTA深孔钻削过程及钻削力分布规律试验研究

搭建了BTA钻削试验研究平台和钻削力测试系统,针对三种典型结构BTA钻头切削不同直径圆柱状工件进行试验研究,分析了BTA钻头刀齿的位置分布以及几何尺寸对钻削过程的影响,研究了三种典型结构BTA钻头单位刀齿钻削力沿半径的分布规律。结果表明,三种典型结构BTA钻头单位刀齿钻削力均呈沿半径增大方向递增的非均匀分布趋势,刀齿位置分布与几何尺寸影响单位刀齿径向力大小,不影响单位刀齿主切削力与轴向力的大小以及单位刀齿钻削力沿半径的分布规律。     

高速钻削碳纤维复合材料轴向力的非线性回归分析

针对高速钻削碳纤维复合材料的轴向力问题,采用φ5.0 mm的硬质合金麻花钻钻头进行了试验研究。得到转速n和进给速度vf在9 000 r/min≤n≤19 000 r/min和40 mm/min≤vf≤130mm/min范围内成立的二元非线性回归公式的2种形式Fz=Fz(vf,n)和Fz=Fz(f,n)。还给出固定其中任何1个自变量,约化出的一系列一元函数公式的曲线,并从中总结出4点唯象规律。     

CF/PEEK钻削热历史对孔承载能力的影响规律研究

碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)热塑性复合材料因其优越的性能在航空领域有逐渐替代热固性复合材料的趋势。由于热塑性基体的力学性能受温度影响显著,其制孔不同于传统热固性材料。为阐明PEEK基体冷却再结晶过程给孔质量带来的影响,建立考虑孔周热历史的CF/PEEK双搭接拉伸有限元模型,根据温度监测信息对应不同的结晶度,对孔周轴—径向区域进行划分,并测定所需基础材料参数,分析了孔受载时的孔周轴—径向不同位置的力学响应和材料损伤,探究了树脂温变特性对孔承载能力的影响机理,通过对比仿真结果与试验结果,验证了仿真方法的可靠性。     

碳纤维复合材料麻花钻钻孔轴向力的数值模拟

针对碳纤维增强树脂基复合材料制孔质量差的问题,建立了麻花钻钻削该复合材料的有限元模型,应用ABAQUS软件对不同工艺参数下钻孔过程中的轴向力进行了数值模拟,并通过相同工艺下的钻削试验进行验证。结果表明:轴向力随着主轴转速的增大而减小,随着进给速度的增大而增大,且轴向力受进给量的影响较大;数值模拟结果与试验结果吻合度较好,证明了有限元模型的合理性。     

碳纤维复合材料的钻削研究进展

碳纤维复合材料(CFRP)的高比强度、比硬度、耐高温、耐化学腐蚀等一些优良特性,使这种新型复合材料在航天、航空、船舶、建筑等领域的应用不断扩大,在CFRP的加工中,孔加工最为常见(约占60%)。本文主要对国内外一些碳纤维复合材料的钻孔加工实验理论研究进行总结,着重分析各因素对钻孔质量及刀具磨损的影响规律,展望了CFRP钻削加工的发展方向。     

金刚石涂层钻头钻削碳纤维增强复合材料钻削力和撕裂预测

通过全面实验进行了金刚石涂层钻头钻削T300和T800碳纤维增强复合材料的研究,并用测力仪系统和超景深显微镜对钻削力和出口撕裂进行了测试与观察。运用指数公式模型对钻削力实验结果进行了回归分析,得到了T300和T800钻削力与转速以及进给量的之间关系式,并对该方程进行了检验,验证误差值均小于6%;建立了出口撕裂因子与钻削力的关系;T800碳纤维增强复合材料的轴向力与撕裂因子呈负线性关系,T300的轴向力与撕裂因子呈正线性关系。     

碳纤维复合材料/钛合金叠层钻孔质量研究

碳纤维复合材料(Carbon fiber reinforced plastic,CFRP)/钛合金叠层的钻孔机理不同于单层材料钻孔,钛合金切屑在排出孔外过程中会对CFRP孔质量造成损伤。为了探究CFRP在叠层钻孔时的质量特性,设计正交试验分析了钛合金切屑和切削参数对CFRP层钻孔质量的影响。观察了轴向切削力和力矩的变化以及钛合金切屑形态,分析CFRP层孔径超差和入口撕裂的机理。结果表明:大进给量条件下,高温、高硬度的钛合金切屑会对CFRP产生严重的侵蚀,是导致CFRP孔径超差的主要原因,并会增大入口撕裂程度;CFRP入口撕裂主要产生在切削速度和纤维方向夹角θ=45°的位置,低切削速度不利于切削CFRP,会加大入口撕裂程度。因此,应使用小进给量钻削钛合金层,使用大切削速度钻削CFRP层;在保证钻头强度的前提下,推荐使用具有较大容屑空间的钻头。     

硬质合金刀具铣削碳纤维复合材料的铣削力研究

铣削是复合材料最常用的机械加工形式之一。减小铣削力可以提高零件的表面质量,减少刀具的磨损等。使用硬质合金铣刀对该材料进行铣削试验,研究了铣削力的变化规律;并用Excel软件对铣削力的试验数据进行回归分析,最后建立了铣削力的经验公式。结果表明:进给速度对铣削力影响较大,铣削力随进给速度的增大而增大,基本呈线性关系;主轴转速对铣削力影响不是很大,铣削力随主轴转速的增大逐步增大。     

碳纤维复合材料孔加工研究现状

根据碳纤维复合材料的特性和制造加工中存在的问题,综述了碳纤维复合材料孔加工时加工工艺、钻头几何参数及其材料、机床振动、材料制备缺陷等因素对钻削加工损伤(尤其是分层损伤)的影响和抑制方法、钻削建模与仿真以及叠层孔加工等方面的研究最新进展,重点关注了钻削诱导的分层损伤形成机理以及一些特殊工艺,如振动辅助钻削、螺旋铣削孔加工、磁性胶体垫板孔加工技术和高速钻削技术等对碳纤维复合材料孔加工质量改善效果。     

碳纤维增强复合材料钻孔加工表面影响层厚度研究

采用正交试验的方法,研究了钻孔过程中主轴转速、刀具进给速度、刀具磨损对碳纤维复合材料(Carbon fiber reinforced plastic,CFRP)钻削表面影响层厚度的影响规律。结合不同的纤维切削角时复材切削机理,研究了不同纤维切削角对制孔表面影响层厚度的影响规律。结果表明:刀具磨损对表面影响层厚度影响最大,主轴转速次之,进给速度的影响最小;影响层厚度随刀具磨损的增大而增大,随主轴转速和进给速度的增大而减小;纤维切削角在90°θ180°时,会产生严重的加工影响层,而在0≤θ≤90°时,不会产生明显的影响层。     

碳纤维增强树脂基复合材料钻孔技术研究进展

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)因性能优异,在航空航天领域的应用越加广泛,对其二次成形加工质量要求越来越高。本文综述了近年来碳纤维复合材料切削机理与钻孔工艺方法、刀具磨损机理、钻孔缺陷和损伤产生机理及其控制等方面的研究现状和进展,分析了存在的问题和新的挑战,并对CFRP钻孔技术的研究进行了展望。     

碳纤维经编针织复合材料钻孔过程有限元建模与实验研究

为了研究碳纤维经编针织复合材料的钻削加工过程,通过分析经编针织物的细观结构,利用有限元分析软件ABAQUS建立复合材料钻削有限元模型,并联合用户子程序VUMAT定义复合材料的本构模型,模拟钻削加工过程.仿真结果表明:Z向轴向力与进给速度呈正相关,与主轴转速呈负相关.通过对碳纤维经编针织复合材料进行钻削实验,将实验结果与...     

航空碳纤维复合材料制孔刀具研究

碳纤维复合材料(CFRP)结构件的制孔过程中普遍存在着分层、劈裂和毛刺等缺陷。针对这些问题,在CFRP系列化刀具的开发和应用中通过试验对刀具性能进行评价,为刀具的优化应用提供合理的切削参数范围。