KFRP防护背板的钻孔机理及试验研究

结合Kevlar纤维增强复合材料（Kevlar fiber reinforced plastic,KFRP）在特种车辆防护领域的应用背景,研制了烧结金刚石钻头对其进行孔加工研究。根据钻孔过程中材料破坏机理的不同,把钻孔过程分为6个阶段。总结了孔加工的各种质量缺陷,提出了给切削区材料施加预压应力的工艺方法以提高加工质量,在此工艺条件下,可以采用水进行冷却。通过正交试验对影响加工效率的主要因素进行了优化分析,为钻头的参数设计及制作提供了参考。试验表明,该加工技术经济实用,加工质量良好,满足KFRP防护背板的孔加工技术要求。研究成果为KFRP的加工技术提供了一种新的方法,也为陶瓷？KFRP双板复合构件的推广应用提供了技术支持。     

高速干切滚齿工艺参数的多目标优化与决策方法

为降低高速干切滚齿加工能耗、提高滚齿加工质量,提出一种基于改进多目标灰狼优化（MOGWO）算法和逼近理想解排序法（TOPSIS）的高速干切滚齿工艺参数多目标优化与决策方法。分析了滚齿工艺参数,将切削参数和滚刀参数作为优化变量,构建了面向最小加工能耗和最优加工质量的多目标优化模型,采用改进MOGWO算法对所建的模型进行迭代寻优,利用TOPSIS对优化的工艺参数解进行多属性决策。实验结果验证了所提方法的有效性。      

CFRP/钛合金叠层材料超声振动辅助钻孔实验研究

采用超声辅助钻孔工艺对碳纤维复合材料(CFRP)/钛合金叠层构件的钻孔质量进行实验研究。分析了叠层材料钻孔轴向力的变化规律、超声振动及钻孔工艺参数对轴向力的影响、复合材料层的孔口形貌等。实验结果表明:叠层材料的钻孔轴向力在钻孔过程中呈现出非常大的波动,加工钛合金层时的平均轴向力比加工复合材料层时大4倍。超声振动钻孔对复合材料剥离分层引起的轴向力波动具有很好的抑制作用,但是在加工钛合金层时,超声振动并不能有效抑制钻孔轴向力的波动。在加工单层复合材料时,超声振动钻孔的质量显著好于普通钻孔,但是在加工叠层材料时,超声振动并不能显著提高钻孔质量,这主要是由于钛合金切屑对复合材料层造成的撕裂损伤导致的。     

CFRP/Ti叠层构件钻孔工艺参数多目标优化方法

碳纤维增强复合材料/钛合金(CFRP/Ti)叠层构件以其优异性能广泛应用于航空航天领域。为保证孔同轴度和加工效率,通常采用同一参数对CFRP/Ti叠层构件进行一体钻孔。而CFRP和钛合金的材料属性和切削性能各异,一体钻孔会出现不同程度的CFRP撕裂、钛合金出口毛刺、孔径偏差等多种质量缺陷。由于工艺参数对各个质量缺陷的影响不同,甚至存在矛盾,难以找到合适的参数使得各质量缺陷均达到最小。为得到最优工艺参数,提高钻孔综合质量,对CFRP/Ti叠层构件钻孔工艺参数多目标优化方法进行了研究。根据实际工艺情况建立了CFRP/Ti叠层构件钻孔工艺参数多目标优化模型;结合钻孔工艺参数离散化的特点,基于帕累托占优原理构建了帕累托最优工艺参数集穷举搜索算法,并基于宽容分层序列法构建最优工艺参数决策算法;以T700-TDE85/Ti-6Al-4V叠层构件为对象,得到了最优工艺参数,验证了方法的可行性和有效性。     

薄壁（板）件翻边孔加工新工艺及其试验研究

本文提出了一种薄壁（板）讲翻边孔加工的新工艺方法，叙述了该工艺方法加工翻边孔的成形机理，并对该工艺方法的主要工艺参数及专用旋扭头进行了试验分析。     

陶瓷喷嘴Nd:YAG激光精密打孔应用研究

通过在陶瓷喷嘴上进行激光打孔的多种工艺参数试验，分析了激光能量、脉冲宽度和激光频率等对打孔质量的影响，摸索出了一套切实有效的激光打孔工艺参数，较好地解决了小孔锥度问题，加工出了合格的陶瓷小孔样品。并对激光加工工艺参数进行了多因素分析，探讨了多种加工工艺参数对加工小孔锥度的影响。     

提高钳工孔加工质量的工艺

钳工孔加工的一般工艺过程为划线，打样冲，钻孔，检查调整孔中心位置，扩孔，铰孔。以钻孔操作训练图样为例，对工艺过程中的各个环节进行介绍，从而提高钳工孔加工质量。     

磨料水射流切割工艺参数的确定

磨料水射流(AWJ)切割加工在现代制造业中已得到广泛应用，AWJ本身的技术特性使得切割断面和切缝质量存在不足。为实现AWJ精确、高效切割，分析了射流、钻孔、切割及工件等AWJ切割工艺参数，并对直线段和曲线段切割速度确定方法进行了探讨。     

征稿启示

我单位生产的汽车传动轴（见图1）上有两斜方向的深孔需要加工。加工斜方向的深孔，一般工艺是在铣、镗床上加工，也就是先将轴上钻孔位置铣平，然后再钻孔的方法。由于轴上斜孔方向定位难、加工难以及零件批量生产，工效低，铣刀磨损严重。为此我认真分析，设计两套铣钻模和专用的铣划刀具，在台式钻床上加工，解决此难题，工效成倍提高，降低了制造成本，质量稳定，刀具寿命长。     

镍基高温合金喷油孔的飞秒激光精密加工

飞秒激光平面螺旋钻孔策略在灵活性、精度和工艺效率方面具有许多优势，可满足某型号航天发动机供油喷嘴直通孔的加工精度需求。因此，本研究采用飞秒激光平面螺旋钻孔方式，系统研究了激光功率、单层进给量、单层扫描时间、离焦量以及脉冲重复率之间的作用关系及对钻孔质量的影响。结果表明，离焦量对入口孔径的影响最为明显；对出口孔径和锥度影响较大的参数为功率以及进给量；对加工效率影响最大的参数为功率。根据上述影响规律进行调整，本实验成功在厚度为1.5 mm的GH3044板材上制备出孔径为390μm的通孔，出口入口孔径误差小于0.6μm、锥度小于0.5°。通过统计不同参数下微孔内壁粗糙度变化规律并以此对参数进行调整，有效地将孔壁粗糙度降低至Sa 0.6μm，满足工艺要求。孔壁形貌分析表明钻孔质量优良，随激光脉冲重复频率增加，孔壁附近组织逐渐粗化，但均无明显重铸层或热影响区，能够实现高精度微孔的相对“冷加工”。本研究为后续追求高雾化效果的异形孔的制备提供了理论依据。     

Ti6Al4V钛合金枪钻加工的切削力试验研究

钛合金在深孔加工过程中存在刀具磨损严重和加工表面质量差等问题。本文采用整体硬质合金单刃枪钻作为深孔加工刀具,通过对刀具结构的分析和对Ti6Al4V钛合金深孔钻削的切削力试验研究,得到工艺参数对切削力的影响规律,结合制孔的表面粗糙度,优化了钛合金枪钻加工工艺参数。同时,通过刀具的磨损分析得到了钛合金枪钻加工过程中刀具的主要磨损形式。     

Effect of backstitch tool path on micro-drilling of printed circuit board

As electronic components have become smaller, micro-drilling tools have been developed and used to drill holes in the hundred-micrometer range on printed circuit boards. To improve the productivity of the drilling process, printed circuit boards are generally stacked in several layers and drilled simultaneously. In this process, however, misalignment of the drilled holes on the top and bottom layers occurs, and this consequently degrades the overall product quality. To solve this problem, a new tool path strategy is proposed, which we refer to as the backstitch tool path. The basic scheme of the suggested strategy is to make a balance on the substrate. We compared this approach with a conventional tool path by examining the hole positioning error, drilling thrust force, drilling torque, and drilling duration under various drilling conditions. The effects of each process parameters were analyzed, and the suggested backstitch tool path has a positive effect on low bending stiffness tool, too much adjacent holes, and higher in-feed rate, respectively. Applying the backstitch tool path strategy to a micro-drilling operation improved the productivity and product quality.     

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。     

Application of Taguchi methods in the optimization of cutting parameters for surface finish and hole diameter accuracy in dry drilling processes

The aim of the work reported here was to utilize Taguchi methods to optimize surface finish and hole diameter accuracy in the dry drilling of Al 2024 alloy. The parameters of hole quality are analyzed under varying cutting speeds (30, 45, and 60 m/min), feed rates (0.15, 0.20, and 0.25 mm/rev), depths of drilling (15 and 25 mm), and different drilling tools (uncoated and TiN- and TiAlN-coated) with a 118° point angle. This study included dry drilling with HSS twist drills. The settings of the drilling parameters were determined by using Taguchi’s experimental design method. Orthogonal arrays of Taguchi, the signal-to-noise (S/N) ratio, the analysis of variance (ANOVA), and regression analyses are employed to find the optimal levels and to analyze the effect of the drilling parameters on surface finish and hole diameter accuracy values. Confirmation tests with the optimal levels of machining parameters are carried out in order to illustrate the effectiveness of the Taguchi optimization method. The validity of Taguchi’s approach to process optimization is well established.     

钎焊金刚石薄壁钻加工工程陶瓷的试验研究

通过用钎焊金刚石薄壁钻加工Al2O3工程陶瓷的钻削试验,测量和分析了在不同加工参数下钻削轴向力和扭矩的变化,并与电镀钻头的加工性能进行了对比。结果表明,用钎焊金刚石薄壁钻加工工程陶瓷材料的设想可行,与电镀钻头相比,钎焊钻头钻削过程更稳定,加工质量更好,尤其在高转速、大进给加工条件下具有明显优势。     

电路板复合材料微小孔加工技术

介绍树脂基复合材料印刷电路板的机械钻削和激光钻削微小孔加工技术,分析了影响钻削质量的因素以及加工过程中易出现的各种缺陷和改进措施。机械钻削微小孔时,轴向力和切削扭矩是导致各种加工缺陷的主要因素,低进给量、高主轴转速可明显提高钻削质量。激光钻削时,选择合适的激光功率及减少激光照射时间可提高钻削质量。     

高温合金振动钻削断屑实验研究及机理分析

对振动钻削理论进行了分析,建立了振动钻削时断屑的数学模型,利用自制的振动钻削实验装置,采用不同的振动钻削参数进行高温合金振动钻削试验,对轴向振动钻削的断屑效果以及轴向钻削力和扭矩进行了研究,分析了各加工参数对加工过程的影响,发现振动钻削力随钻削参数的变化比较平稳,在大进给量或高转速状态下,振动钻削的钻削力比普通钻削力小得多。通过比较振动钻削与普通钻削所得切屑可知:振动钻削有利于断屑,切屑体积小,排屑顺畅。     

变参数钻削对CFRP/铝合金叠层的孔径精度影响

碳纤维增强复合材料和铝合金具有不同的物理力学性能和钻削工艺参数,采用相同的参数一次钻削CFRP/铝合金叠层材料不能满足高质量制孔需求。采用变参数工艺对叠层材料进行制孔实验,分析了变参数方式和变参数位置对孔径的影响,并与定参数钻削进行对比。结果表明,变参数工艺能有效降低铝合金与CFRP的孔径差值,提高钻削孔径精度。     

碳复合材料钻孔加工性研究

从刀具材料，几何角度，切削用量等几个方面分析了碳复合材料钻孔工艺性和表面质量，给出了改善复合材料钻孔质量的工艺参数。     

电热振动复合钻削加工的研究

结合振动切削和导电加热切削的优点,提出了电热振动复合钻削新方案。通过实验分析了导电加热温度、振动频率和振幅等参数对钻削力、表面质量及钻头寿命的影响。为电热振动复合钻削方法的深入研究,提供了必要的实验手段和理论指导。