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。     

微细深孔超声轴向振动钻削装置的设计

基于高频振动切削原理 ,设计了一种振频 2 0± 1KHz、振幅 2 5 μm的新型超声轴向振动钻削装置 ,该装置由数字锁相环频率自动跟踪式晶体管型超声波发生器、轴向半波长圆柱型压电陶瓷换能器、半波谐振圆锥型变幅杆以及工具系统组成 ,可在软质材料上实现微细深孔的精密、超精密加工     

超声轴向振动钻削机构的设计与研究

基于振动切削机理研制出一种轴向振动钻削机构,并将该机构应用于立式加工中心上对难加工材料进行切削加工实验.结果表明,超声振动钻削具有传统孔加工技术无可比拟的工艺效果.可提高小直径深孔的加工质量和效率,实现了在难加工材料上进行深孔的钻削加工.     

深孔超声轴向振动钻削装置的设计与研究

根据振动切削机理对超声振动钻削和普通钻削进行了分析比较,设计出一种在摇臂钻床上加工小直径深孔的超声轴向振动钻削装置。并分析了超声振动钻削装置设计中的一些关键技术问题,为在摇臂钻床上加工小直径深孔提供了一种新的工艺途径。     

基于压电振动的钻削加工装置的设计

提出了在加工刀具施加压电振动,产生脉冲切削,使刀具对加工表面进行复合钻削加工的工艺方法.设计了基于压电振动的切削加工装置,实验结果表明,压电振动切削加工钻削加工方法可以提高切削加工的加工精度及加工效率,特别适用于在对钛合金、耐热不锈钢、高强钢、复合材料等高硬度、高韧性、高强度、高熔点材料进行微钻切削加工.     

超声振动辅助钻削技术综述

麻花钻钻孔是机械加工领域最为常用的孔加工方法。传统麻花钻钻孔加工中,特别是对一些难加工材料进行钻孔加工时,存在轴向力大、表面质量差等诸多问题。超声振动辅助钻削属于振动钻削技术的一种,即在钻孔过程中在麻花钻上施加大于15 kHz的高频振动,钻头的周期性振动改善了切削刃工作状况,可在一定程度上解决难加工材料制孔难题。介绍超声振动辅助钻削技术的分类、技术特点和系统组成的基础上,从动力学研究、振动断屑理论研究、切削力研究、精度及加工质量研究、在新材料上的应用和超声振动钻削装置六个方面论述了超声振动辅助钻削理论和技术的国内外研究进展。基于超声振动辅助钻削技术的发展现状,结合航空航天等领域难加工材料制孔技术的需求,从理论研究、超声振动系统开发完善、新材料工艺研究、专用超声辅助钻削机床开发以及超声振动辅助加工规范标准制定等方面指出了现有研究和应用中存在的问题并对未来发展趋势做以展望。     

振幅对超声振动钻削力的影响研究

超声复合机械加工机理与普通切削加工有本质的区别。主要表现在超声加工是一种脉冲式切削加工,对延长刀具寿命、提高表面加工质量、改善刀具切削性能有很大意义。其本身的优良性能已经被国内外专家学者所认可。但是超声振动振幅的大小对孔的钻削质量和刀具寿命的影响非常重要。文中自行设计了一套超声复合钻削装置,且对超声钻削加工装置设计中存在的问题和关键工艺进行了分析,并对不同振幅对钻削力与扭矩的影响进行了对比研究。实验结果对超声加工有一定的指导作用。     

深孔加工振动断屑装置设计

针对深孔加工过程中切屑形态不稳定所形成的排屑不畅问题,基于振动钻削理论,设计振动断屑装置,有效控制切削形态,保证顺利排屑。通过给刀具施加轴向周期振动,振动断屑装置可实现变切厚钻削和钻头轴向振动,使切屑易断,并在一定程度上提高了表面加工质量。通过实验探究了切屑形态与切削参数的关系,分析了振动断屑装置的最佳工作参数。     

超声钻削研究综述

超声钻削技术以其独特的优越性在精密与特种孔加工中得到广泛的应用,本文介绍超声钻削相较于传统钻削的在钻削力、钻削热、钻头寿命和孔质量方面的优势与机制,给出超声钻削技术类别和技术特点。随之从切削力、精度及加工质究、新材料上的应用和超声辅助钻削装置四个方面论述了超声钻削理论和技术的发展过程和现状,并对超声辅助钻削的发展前景作了展望。     

超声振动钻削技术综述

超声振动钻削是振动切削的一个分支,与普通钻削相比具有较好的加工工艺效果,它能全面提高孔的加工质量,是现代钻削技术的一个重要的发展方向.文章评述了提高孔的加工质量的必要性,超声振动钻削技术的概念、基本原理及其特点,介绍了国内外的研究现状,指出该项技术存在的问题,并对其今后的研究方向作了展望,振动钻削将朝着自动化、智能化的方向发展.     

用有限元法研究微细钻头振动钻入动力学特性

基于切削和振动理论 ,利用有限元技术对微细钻头振动钻入动力学特性进行了深入地研究。分析结果表明 ,振动钻削改变了普通钻削的钻入机理 ,显著提高了钻入定心精度 ,特别适合微小孔的精密和超精密加工。     

喷油嘴微孔电火花加工机床机电控制系统设计

喷油嘴喷孔加工质量直接影响发动机的燃料喷射和燃烧性能。喷油嘴喷孔机械钻削加工已难以适应高压力、微细喷孔喷油嘴发展的需要。微细电火花加工喷油嘴喷孔具有无宏观加工力、无毛刺、可加工微细喷孔以及可在热处理后加工等优点。文章结合自主设计研发的喷油嘴微细孔电火花加工机床,设计了机床的机电伺服控制系统,并进行了控制系统性能优化,进行了喷油嘴微细喷孔的电火花加工实验和工业应用,较好地满足了喷油嘴微细喷孔加工的工业需求。     

Micro/nano sculpturing of hardened steel by controlling vibration amplitude in elliptical vibration cutting

A new ultra-precision sculpturing method in micro/nano scale for difficult-to-cut materials is proposed in the present research. Elliptical vibration cutting technology is well-known for its excellent performance in achieving ultra-precision machining of steel materials with single crystal diamond tools. Elliptical vibration locus is generally controlled and held to a constant in practice. On the contrary, the proposed method utilizes the variations of the elliptical vibration locus in a positive manner. Depth of cut can be actively controlled in elliptical vibration cutting by controlling vibration amplitude in the thrust direction. By utilizing this as a fast tool servo function in elliptical vibration cutting, high performance micro/nano sculpturing can be attained without using conventional fast tool servo technology. A high-speed amplitude control system is developed for elliptical vibration, with a bandwidth of more than 300 Hz, where the vibration amplitude can be controlled within 4 μm_p-p. The developed control system is applied to sculpturing ultra-precision nano textured grooves on hardened steel with single crystal diamond tools. It is confirmed that the textured grooves have the desired shapes, and their profiles agree well with the vibration amplitude commands input to the control system. Further, a high performance micro/nano sculpturing system for plane surfaces is developed, where the vibration amplitude is controlled in synchronization with the planing motion of an ultra-precision machine tool. Nano sculpturing experiments on hardened steel, carried out by the developed system, are reported, as well as consequent picture images and a variety of dimple patterns that were formed successfully on the hardened steel as nano-scale sculptures.     

Realization of micro EDM drilling with high machining speed and accuracy by using mist deionized water jet

In electrical discharge machining, both the gas and liquid dielectric have unique advantages and inevitable disadvantages. The mist medium with a special property between gas with liquid is expected to have a better performance in EDM. In this paper, the performance of mist deionized water jet has been studied based on the disadvantages of deionized water in deep micro hole drilling: electrolysis action, electrophoresis action and gap-contamination by debris. Based on the analyzation on the advantages of mist jet, three projects of experiments have been done to verify its performance on the suppressing of electrolysis action and improving the debris exhaust. The results show that the micro EDM drilling with high machining speed and accuracy can be realized with mist jet. This method is particularly effective in deep micro hole drilling, since deeper holes can be obtained at faster machining speed with mist jet due to its significant improvement in debris exhaust.     

超声椭圆振动车削的切削特性

为了深入研究超声椭圆振动切削特性及其应用前景,通过建立超声椭圆振动切削模型,根据运动学方程,分析和推导出了切削占空比、振纹高度、振动频率、振幅之间的关系,揭示了超声椭圆振动车削表面粗糙度、加工精度、加工效率之间的相互关系。通过切削力和表面粗糙度试验对推导出来的结果进行了验证,试验结果表明有效减小切削力是超声椭圆振动切削加工应用的主要优势。     

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。