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...     

不同钻尖角下不锈钢钻削性能研究

为了研究不同钻尖角下钻头的钻削性能,提高钻削质量,减少毛刺的发生,对不锈钢0Cr18Ni11Ti进行钻削实验。首先对不锈钢0Cr18Ni11Ti在不同钻尖角(120°,140°,160°)下的出口部位毛刺和切屑的形貌进行了对比,并且进一步探讨了3种钻尖角下钻头的轴向力和钻削转矩。研究结果表明:钻尖角的增大,能够有效地抑制孔加工出口部位的毛刺,切屑变得更加光滑,孔加工质量得到很大改善;钻尖角增大,钻削轴向力增大,钻削转矩减小,加工残余量变少;在切削速度为120m/min、进给量为0.15mm/r、钻尖角为160°时,钻削质量达到最佳状态。     

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。     

钻夹头夹紧力的分析与计算

分析了影响钻夹头夹紧力的因素。根据影响夹紧力的因素,提出了钻夹头夹爪螺纹修行的理论,改变钻夹头的参数,减小了钻夹头夹头螺纹的螺纹升角,进而提高了钻夹头的夹紧力。并通过实际例子的计算验证了理论的正确性。     

群钻制作方法的研究

群钻是我国独创的一种修磨比较完善的先进钻头。它针对标准麻花钻在切削加工中存在的问题,根据不同的加工对象,对钻头的切削部分加以修磨改进,使几何参数比较合理,从而大大地减小了切削力,降低了切削温度,提高了钻头的耐用度和生产率。并在加工质量、切屑形成以及排屑方面都有很大改善,所以曾一度在国内大力推广。但群钻形面复杂,几何参数繁多,制作时工人不易掌握。同时由于群钻两切削刃的对称性要求较高,因此手工修磨横刃、月牙槽、分屑槽等十分困难,不仅费时,而且质量不易得到保证,因而群钻一直没有得到广泛应用。为了解决群钻的刃磨问题,曾有人设想用专用夹具或     

复合钻削刀具负载的建模与验证研究

针对复合钻削刀具钻孔过程负载计算误差较大,负载动特性预测精度较低的问题,对复合钻削的切削负载动态过程进行了研究。基于斜角切削理论,针对主切削刃负载和倒角刃单元负载受力分析,分别建立了主切削刃和倒角刃的等效切削模型。由于复合钻削过程的复杂性,采用数学分析和经验值相结合的方法,提出了钻削过程动态负载模型。同时考虑钻削过程中主轴径向跳动对切削性能的影响,进一步优化了复合钻削负载模型。通过对复合刀具不同刃不同切削工况的负载叠加融合,提出了复合钻削动态负载模型,并进行了仿真和实验。结果表明,考虑主轴径向跳动所建立模型相较于未考虑主轴径向跳动模型更能够准确地描述复合钻削刀具的动态负载特性,其负载误差比未考虑主轴跳动的情况减小了10%。     

超声振动辅助三尖钻钻削皮质骨的研究

在临床中,使用医用麻花钻给骨钻孔是常见的治疗手段,但医用麻花钻通常存在定心能力差的问题,骨大多都是曲面,所以在骨钻削中极易造成孔位的偏离、孔形不圆、孔直径偏大等现象。针对这一问题,改用定心能力更好的三尖钻并施加超声振动对皮质骨进行钻削研究。通过研究发现三尖钻超声振动辅助(UAD)钻削不仅改善了给骨钻孔时定心能力差的问题,而且与三尖钻普通(CD)钻削对比发现,UAD三尖钻钻削在轴向力、钻削温度、孔内壁表面粗糙度均比CD钻削有大幅度减小,钻孔直径精度则有大幅提高。三尖钻UAD钻削大幅度提高了孔的表面质量。     

基于有限元分析的皮质骨钻削力的研究

基于ABAQUS,通过选择合理的切屑分离准则、网格划分技术和网格划分算法,设置合理的边界条件和单元类型等,建立了普通麻花钻钻削皮质骨的有限元仿真模型。通过中心复合试验,研究了钻削力与钻头直径、转速和进给速度的关系。仿真结果表明:在一定范围内,随着钻头直径和进给速度的增大,钻削力增大;随着转速的增加,钻削力减小。本研究为临床骨钻削手术提供理论指导,并且对优化刀具结构、确定合理的切削用量、降低加工成本具有现实意义。     

轴向低频振动对皮质骨钻削进给力的影响试验与分析

为了研究轴向低频振动辅助钻削方式在皮质骨钻削过程中对进给力的影响,对全钻头和横刃部分进给力进行了对比试验,并对切削刃切削单元的运动学和瞬时加工过程进行了分析。对比试验结果表明：在相同的钻削参数下,与常规方式相比,轴向低频振动钻削方式的全钻头进给力最大可减小约60%,横刃部分进给力可减小60%～80%。依据运动学分析和典型骨屑形态对比可以得出：在特定的钻削参数和振动参数配合下,轴向低频振动钻削方式可以实现钻头-工件周期性分离运动,显著影响瞬态加工过程,是进给力显著减小的主要原因之一。     

加磁钻削的探讨

钻削中加磁尤其加正向直流磁场可以减小钻削力、增大剪切角和产生热电补偿作用，因而可提高钻头耐用度。     

可转位浅孔钻参数优化的数值解法

采用斜角切削理论和试验相结合的方法建立可转位浅孔钻钻削力数值仿真的数学模型。该模型用于研究刀片在刀体上的空间位置参数对钻削力和扭矩的影响,并在给定已知条件下求出经过优化的径向合力为最小的刀片位置参数。     

基本型群钻的数控刃磨研究

本文介绍了七坐标数控钻尖刃磨机的工作原理以及在该机上基本型群钻的刃磨方法，在该机上磨出了不同直径的基本型群钻，实现了群钻的自动刃磨。     

基于径向力的可转位浅孔钻加工孔径误差研究

为研究可转位浅孔钻在切削过程中的钻孔孔径误差,基于可转位浅孔钻的理论几何模型,并利用经典斜切理论得到浅孔钻的径向力、力矩关于刀片几何参数和切削参数的计算公式。选取常用切削参数组合,将计算得的径向合力及力矩作为边界条件,通过ANSYS有限元分析刀体挠度,得出相关钻孔孔径误差的理论值。利用统计学回归方法建立相应数学模型,并通过切削试验验证数学模型的精确性。基于建立的数学模型,通过调节切削参数,可预测并控制孔径误差值,实现浅孔钻在半精加工中对孔径余量的精确控制,有效拓展可转位浅孔钻的应用范围。     

Influence of the Cutting Speed on the Torque in Drilling

Russian Engineering Research - Abstract—The forces associated with drilling are considered. The influence of the cutting speed on the torque and cutting force is investigated for drills of...     

Multi response optimization of machining parameters of drilling Al/SiC metal matrix composite using grey relational analysis in the Taguchi method

This paper presents a new approach for the optimization of drilling parameters on drilling Al/SiC metal matrix composite with multiple responses based on orthogonal array with grey relational analysis. Experiments are conducted on LM25-based aluminium alloy reinforced with green bonded silicon carbide of size 25 μm (10% volume fraction). Drilling tests are carried out using TiN coated HSS twist drills of 10 mm diameter under dry condition. In this study, drilling parameters namely cutting speed, feed and point angle are optimized with the considerations of multi responses such as surface roughness, cutting force and torque. A grey relational grade is obtained from the grey analysis. Based on the grey relational grade, optimum levels of parameters have been identified and significant contribution of parameters is determined by ANOVA. Confirmation test is conducted to validate the test result. Experimental results have shown that the responses in drilling process can be improved effectively through the new approach.     

不同刃部处理硬质合金钻头的钻削力研究

采用不同刃口处理形式的硬质合金钻头对40Cr材料进行单因素钻削对比试验,研究了钻削速度及进给量对切削力的影响。结果表明:对于无涂层钻头,随着进给量提高,抛光钻头的切削力要小于未抛光钻头;对于涂层钻头,随着进给量提高,抛光钻头的切削力要大于未抛光钻头。随着切削速度的增加,无涂层钻头的钻削力先增大后减小;涂层钻头的钻削力则一直增大。     

The Calculation of Shaft Seal Steady State Radial Loads with Non-Uniform Cross-Section and Local Stretch Forces Included

Previous attempts to calculate the amount of force a given shaft seal will exert on a shaft have, in general, considered an oversimplified model. The radial loading was assumed to consist of two separate forces which are additive. A beam force is obtained by considering the seal section as a straight uniform beam, and a stretch force is calculated as a separate unrelated phenomenon. A model is introduced that considers the seal as a cantilever beam of non-uniform cross section with local stretch forces included as local beam loadings. The beam forces and stretch forces are thus seen to be intimately related phenomenon. The resulting differential equation has been solved numerically using a method of invariant embedding. The radial loads and seal deflection curves have been obtained and compared to experimental data.     

阶梯轴多参数在线测量系统

介绍了微机控制的阶梯轴多参数在线测量系统的测量原理、系统构成及测量误差分析。该系统具有多通道数据自动采集、零位校准、故障诊断等功能 ,可实现阶梯轴直径、同轴度、径向跳动、圆度、椭圆度等的在线测量。     

Real-Time Prediction of Workpiece Errors for a CNC Turning Centre, Part 3. Cutting Force Estimation Using Current Sensors

This paper presents a new method for measurement of cutting force using reliable and inexpensive current sensors. The relationship between the various factors which affect the performance of the spindle and feed drive systems are analysed, together with models of the spindle and feed drive system. The tangential (Ft) and axial cutting forces (Fa) are measured, using a neuro-fuzzy technique, with inexpensive current sensors installed on the a.c. servomotors of a CNC turning centre. The normal cutting pressure (Kn) and effective friction coefficient (Kf ) are calculated using the model of the cutting force and the two cutting forces measured by motor current, then the radial cutting force (Fr) can be calculated based on the model of cutting force. Experimental results show that the method can measure tangential, axial and radial cutting forces within errors of 10%, 5% and 25%, respectively, so the need for controlling or monitoring the cutting processes can be met in practice.     

基于FEM的可转位浅孔钻几何参数的优化

建立了刀体与刀片的坐标系，定义出可转位浅孔钻的五个主要安装角度，并对其进行优化，得到径向合力近似为零的结果。为浅孔钻的结构设计和进一步研究钻削力、钻削温度等提供了依据。