基于BTA深孔钻钻削EA4T钢的切屑形成机制研究

通过BTA深孔钻钻削EA4T钢的实验,探究在切削EA4T钢过程中切屑的形成机制。通过统计不同的切削用量所对应的切屑类型,进而分析用BTA深孔钻钻削EA4T钢过程中改变切削用量对切屑形态的影响。在此基础上反推出BTA深孔钻钻削EA4T钢时,切削用量的实际控制范围,为实际生产提供一定的理论依据。实验结果显示用BTA深孔钻钻削EA4T钢,分屑、断屑效果良好,并且可以在很大的范围内以不同的切削速度或进给量都能得到较理想的C型屑。     

超声振动钻削小深孔实验研究

对超声振动钻削小深孔进行了实验研究,分析了小深孔的定位精度、直线度和加工效率.结果显示,该工艺方法能大幅提高小深孔的加工精度和效率,很好地解决了小深孔加工中存在的难题.     

金和田青玉超声波振动深孔钻削试验研究

基于和田玉特殊的物理性能,采用金刚砂钻头和高速钢麻花钻在附加超声波振动和不附加超声波振动的条件下进行了和田青玉的钻削试验,在加工工件的刀具损坏、出口毛刺、孔表面微观质量3个方面进行对比分析,超声振动波钻削能获得更好的加工质量和效率,并能减少刀具的磨损和破坏,为和田玉精密加工提供了一种新的深孔加工工艺方法。     

TC4钛合金深孔钻削方式和轴向力研究

针对钛合金钻削过程中的轴线偏斜问题,基于Abaqus对钛合金两种不同的钻削过程进行仿真,建立钻杆的有限元模型、数学模型,并将轴线的偏斜问题转化为两种不同钻削方式的轴向力大小问题。得出结论：在工件速度为180～900 r/min时,钻头与工件同时反向旋转时,轴向力随着工件速度的增大而减小。并对该方式进行工件转速为900 r/min的不同钻头转速、进给量的16组试验,结果表明：在钻头转速为900～1 800 r/min之间、进给量为0.02～0.08 mm/r时,平均轴向力减小了33.4%。因此,可以采用该钻削方式减小偏斜量。     

BTA深孔钻削过程中工件振动影响因素的研究

在BTA深孔钻削过程中,工件的振动是导致孔加工质量和精度降低的重要因素。通过实验和MATLAB拟合分析不同的切削参数(进给量f、切削速度v、主轴转速n)对工件振动的影响。分析结果表明,在深孔加工过程中,工件的中间位置振幅最大;随着进给量的和切削速度的增大,工件的振幅增大,振幅增大量先增大后减小;主轴转速的变化对工件的振动影响很小。合理的选择切削参数可以降低工件的振动。     

复合型深孔加工机床的研究

现代深孔加工机床加工方式分为外排屑（枪钻）和内排屑（BTA钻）两种,他们的供油通道和排屑通道相反、钻孔直径范围大小不同。研究了双主轴双导向型、单主轴双导向型、单主轴单导向型3种结构的复合型深孔加工机床,比较了这3种结构机床的优缺点。采用BTA和枪钻两种加工方式,可完成复杂机械零件较大孔径范围的深孔加工。     

Chatter milling modeling of active magnetic bearing spindle in high-speed domain

A new dynamical modeling of Active Magnetic Bearing Spindle (AMBS) to identify machining stability of High Speed Milling (HSM) is presented. This original modeling includes all the minimum required parameters for stability analysis of AMBS machining. The stability diagram generated with this new model is compared to classical stability lobes theory. Thus, behavior's specificities are highlighted, especially the major importance of forced vibrations for AMBS. Then a sensitivity study shows impacts of several parameters of the controller. For example, gain adjustment shows improvements on stability. Side milling ramp test is used to quickly evaluate the stability. Finally, the simulation results are then validated by HSM cutting tests on a 5 axis machining center with AMBS.     

基于液压减振技术的深孔钻杆组件双改设计

钻(镗)杆的支架、支承套是深孔钻镗床必备的附件,针对现有支架、支承套存在的半瓦孔径磨损、间隙难以调整导致振动及纵向弯曲等缺点,从液压减振器工作原理出发,采用液压减振技术对钻杆支架、支承套等关键件进行改进改型设计,并通过钻杆支架的合理布局,极大改善了深孔加工工作状态,精度比“双改”前提高两倍以上,实用价值明显。     

起落架缓冲器阻尼孔特性分析

当飞机着陆下沉速度较快时,油-气式缓冲器因快速压缩会引起缓冲器内部压力剧增和阻尼孔处产生射流现象。为减小缓冲器内部压力和油液流经阻尼孔的流速,以油液入口速度、阻尼孔的孔长、孔径和倒直角为研究对象,通过单因素法对各因素变化引起的缓冲器内压力和流速的变化特性进行分析。通过Fluent软件进行仿真计算,结果表明:油液入口速度越大,缓冲器内部压力和油液流速也越大;孔长对缓冲器内部压力影响较小,对阻尼孔中油液流速影响较大;随孔径减小,缓冲器内压力和阻尼孔中油液流速不断增大;倒直角对缓冲器内压力影响较小,但可降低阻尼孔中的油液流速。研究结果可为缓冲器的优化设计提供参考。     

基于PLC的深孔钻床控制系统的优化设计

深孔钻床控制系统的钻孔过程采用分段进给的方法,但是在每次钻孔快退之后,下一次工进都会增加一段之前钻孔深度的无效行程,而且随着段数增加而增加,导致实际加工时间和能耗增加一倍,采用行程开关可以解决,但会极大增加钻床系统的复杂程度,并且对不同硬度的材质和钻孔深度效率很低。用PLC的相关指令编写具有计时功能的程序,设计新的控制系统,通过自动记录快退时间与工进安全余量行程所需时间的差值,用该时间设定定时器控制下一次快进的行程,可以很好地解决上述问题。实验调试结果表明:新系统完全满足控制要求,同时有效提高钻孔效率。     

振动钻削在医用缝合针带线孔加工上的应用研究

针对医用缝合针带线孔加工中的难点,采用先进的振动钻削理论,设计一种轴向振动钻削装置。试验结果表明:采用所设计的装置,可以明显改善原有医用缝合针带线孔加工时钻头刚度低、易折断、加工质量低等缺陷。     

深孔精加工中的自适应减振镗杆系统设计

针对深孔镗削精加工中高长径比镗杆存在较低的颤振稳定极限,导致容易发生颤振的问题,设计了一种自适应减振镗杆系统。通过调节O形环弹簧的轴向压缩,调谐附加质量阻尼减振器的固有频率,以最大化其动态刚度和适应大范围的长径比;利用电磁激振器和非接触式电容位移传感器自动测量镗杆的频响函数,并通过压缩O形环自适应调谐附加减振器的固有频率;最后,将镗杆频响函数的负实部最小化,以最大限度地提高无颤振切削深度。研究结果表明：安装减振器后镗杆频响函数的实部从-15.17μm/N缩小到-0.24μm/N,相当于动态刚度增大了63.2倍,且表面粗糙度得到明显改善。该系统能够覆盖相当宽的镗杆长径比范围,可适应各种实际安装需求。     

基于BTA原理的轴套深孔加工方法

介绍了基于BTA原理设计的轴套深孔加工方法,即钻杆外冷却、内排屑钻孔法,用于加工直径16~40 mm、深径比在100以内的的深孔。在使用普通车床的卡盘、中间支架和刀架滑板的基础上,设计了一套包括动力头、给液器等装置,解决了轴类零件中心找正、装夹固定、钻头定位和导向等难题,其结构简单,可以方便地在普通车床上使用。并且通过不同的方法组合,也可以用于板类零件加工深孔。给出了详细的加工方法和参数选用,经过实际生产使用表明,该装置运行可靠,操纵维护方便。     

基于切屑形态的42CrMo深孔钻削工艺参数优化

以难加工材料42CrMo高强度钢为研究对象,针对42CrMo高强度钢内排屑深孔钻削时存在断屑困难等问题,开展42CrMo高强度钢BTA深孔钻削试验研究。为了获得理想的切屑形态,分析BTA深孔钻削机床主轴转速与进给量对切屑形态的影响规律。试验结果表明：当转速为195 r/min、进给量为0.18 mm/r时,切屑呈现理想的C形屑、短卷屑,刀具磨损相对最小,有利于切屑顺畅排出,加工过程稳定。     

钻深可变式深孔加工固定循环的定义与编译实现

针对多数数控系统中深孔加工固定循环指令每次钻深固定不变,导致排屑与加工效率矛盾的不利影响,文章定义了一种钻深可变式深孔加工固定循环G75、G76的格式和规则,规则是:每次钻深随着钻孔深度的增大而依等差级数减小直至最小钻深。该固定循环较好的兼顾了深孔加工的排屑与加工效率问题,有效提高了刀具的耐用度。此外提出了一种运用位运算符编译固定循环G75、G76的方法,这种方法给语法分析以及后续扩充字符、代码检查规则库提供了便利,结合NC代码关键字表,增强了代码编译器的可扩展性和通用性。     

Theoretical and experimental study on rifling mark generating phenomena in BTA deep hole drilling process (generating mechanism and countermeasure)

Boring and Trepanning Association (BTA) deep hole drilling is used for producing holes with high aspect ratios. In this process, chatter vibration sometimes occurs, and a rifling mark is formed on the bore surface. The rifling mark generating phenomenon is considered to be a result of self-excited vibration caused by time delay. An analytical model is proposed considering the supporting condition of the boring bar in detail. In a real machine for BTA drilling, the boring bar is supported at the oil pressure head and the supporting pad, as well as at the base. The stability of the self-excited vibration is analyzed numerically, and the result is compared with the experiment. The theoretical and experimental results agree well with each other. Furthermore, the effect of an additional guide pad proposed by the authors as a countermeasure is evaluated theoretically and experimentally.     

大直径深孔数控强力钻削工艺参数及装备研究

为了解决某一类大直径深孔的液压锤体的加工问题,在原有的加工方案基础上进行了优化研究,选择了合理钻削的工艺参数,并且设计了相应的装备,达到了降低劳动强度、减小生产成本、提高生产效率的目的.     

Maximizing Chatter Free Material Removal Rate in Milling through Optimal Selection of Axial and Radial Depth of Cut Pairs

Chatter vibrations in milling, which develop due to dynamic interactions between the cutting tool and the workpiece, result in reduced productivity and part quality. Several stability models have been considered in previous publications, where mostly the stability limit in terms of axial depth of cut is emphasized for chatter free machining. In this paper, it is shown that, for the maximization of chatter free material removal rate, radial depth of cut is of equal importance. A method is proposed to determine the optimal combination of depths of cut, so that chatter free material removal rate is maximized. The application of the method is demonstrated on a pocketing example where significant reduction in the machining time is obtained using the optimal depths. The procedure can easily be integrated to a CAD/CAM system or a virtual machining environment in order to identify the optimal milling conditions.     

深小孔超声振动钻削轴向力的仿真与实验研究

建立深小孔轴向振动钻削加工仿真分析模型,针对轴向力通过DEFORM-3D有限元软件进行了超声振动钻削与普通钻削仿真,对两组仿真结果进行分析比较,并在超声轴向振动钻削装置上对不锈钢板进行了深小孔振动钻削和普通钻削实验,利用压电传感器测量了振动钻削和普通钻削加工的轴向力。实验结果与仿真结果对比表明:仿真结果与实验结果偏差低于8%,超声振动钻削的平均轴向力小于普通钻削的平均轴向力,钻削过程平稳。     

15-5PH不锈钢深孔加工试验研究

针对民用大飞机的制造需求,开展了15-5PH不锈钢深孔加工的实验研究。运用极差分析方法,阐明了主轴转速、进给速度及孔深对出口处孔径偏差的影响程度和影响规律。并采用多元回归分析,建立了出口处孔径的指数预测模型。实验及分析结果显示,孔深是影响通孔出口处孔径偏差的主要因素。同时,通过对比预测值和实验值,验证了孔径预测模型构建的合理性和有效性。