不同涂层硬质合金钻头的切削性能研究

分析了硬质合金钻头在加工40Cr时的切削加工过程,从中比较了不同涂层材料的硬质合金钻头对被加工材料的切削性能及寿命。总结了加工40Cr时最为优化的涂层材料,从而提高刀具寿命和被加工件的表面光洁度,改善断屑和排屑。     

硬质合金钻头绿色钻削镍基高温合金的试验研究

通过硬质合金钻头YG10在常规干钻削、气冷、低温二氧化碳(LCO₂)冷却三种绿色切削条件下钻削镍基高温合金GH4169,研究镍基高温合金的钻削性能和钻头磨损机理,旨在提高钻头加工寿命。通过分析不同切削条件下的钻头寿命、钻削力、钻削温度、钻头磨损形貌和加工表面粗糙度,结果表明,气冷与LCO₂冷却均能改善切削工况,降低钻削力和钻削温度,并延长钻头寿命。气冷切削和LCO₂冷却可使钻头寿命比常规干钻削分别延长33%和2.33倍。硬质合金钻头钻削镍基高温合金时对工况要求较高,不适宜工况的主要失效形式是崩刃甚至断刃,在工况适宜时的主要失效形式是黏结磨损。     

整体硬质合金钻头的使用及其寿命

成批生产中一种工件的制造周期往往取决于孔加工工序,因为与其它加工方法相比,孔加工至今主要采用高速钢刀具。采用硬质合金钻头可显著缩短加工时间,提高生产效率。但用户很难选择合适的整体硬质合金刀具和切削条件。本文介绍了使用这种钻头的必备条件,不同钻头的磨损特性及其寿命,以及合理选择问题。     

整硬麻花钻横刃轴向前角对TC4钛合金钻削性能的影响研究

TC4钛合金在钻削加工过程中存在切削力大、切削温度高、刀具磨损严重以及寿命短等问题,属于典型的难加工材料。采用三款不同横刃轴向前角的整体硬质合金麻花钻对TC4钛合金进行钻削实验,分析不同轴向前角对切削力、切屑形态、刀具磨损与寿命的影响。结果表明：正轴向前角的钻头切削更锋利,切削阻力小;正轴向前角钻头的寿命高于0°轴向前角和负轴向前角钻头。在TC4钛合金的钻削加工中,横刃轴向前角取正值可以提升刀具寿命。     

CFRP与钛合金叠层制孔钻头横刃结构优化

针对碳纤维复合材料(CFRP)与钛合金夹层结构制孔过程中加工质量、制孔效率与钻头寿命低等问题,以钻头的横刃结构为主要研究对象设计试验方案,对钻头横刃结构进行优化,以提高加工质量、制孔效率与钻头寿命。结果表明:优化后的横刃结构加工性能优于普通"X"形钻头横刃结构,不论是碳纤维复合材料部位还是钛合金部位轴向切削力明显减小。     

SG系列钻头的最佳切削用量选择

1　引言刀具种类、机床转速、工件材料硬度、切削液等切削条件的改变都会使刀具的使用寿命发生变化。刀具供应商如能向刀具用户提供急需的加工信息(如合理的切削条件、刀具寿命、加工精度等 ) ,就可以提高加工效率 ,使刀具产品发挥最大的使用价值。为适应钻削加工领域对高效率、高精度 (无需铰削 )、长寿命刀具的市场需求 ,不二越公司开发了ＳＧ系列钻头。在该产品进入商品化应用阶段时 ,为获得切削用量的最佳区域、钻头寿命等加工信息 ,我们采用了等寿命线图和等孔扩量线图来表示钻头寿命和钻削时的孔扩量。本文主要说明有关钻头寿命的适当…     

加工球墨铸铁用麻花钻刃带的试验研究

整体硬质合金钻头在加工硬度较高的球墨铸铁时主刃口外缘转角处容易崩刃、刃带易磨损,使得钻头的寿命低.在分析实际加工条件和被加工材料的特征后,修改原有刃带形式.经过检验,刀具寿命延长近两倍,提高加工效率.     

高寿命金刚石钻头

美国CarterDiamondTool公司近日推出一种新型高寿命金刚石钻头．其使用寿命在一定的加工领域中比硬质合金钻头高3000倍。这种命名为Carter的钻头是该公司专门设计用于加工有色金属和非金属材料的．其钻头尺寸范围为3．18～11．12mm．加工难加工材料非常理想、该公司推荐该钻头适合于铝、黄铜、紫铜、青铜和镁等材料的加工，同时也可以用于加工玻璃纤维材料、橡胶、塑料、碳素材料、复合材料以及预烧结陶瓷等。该钻头在电机、汽车和航天航空工业中已得到成功应用。高寿命金刚石钻头@拾贝     

电沉积金刚石钻头的结构优化设计与试验

在钻削高硬度材料时，钻头结构的合理选择关系到工件钻削的加工效率和成本。对钻削过程中的钻头磨损及寿命进行分析，并对不同结构的电沉积金刚石钻头使用有限元软件进行仿真分析及优化，以提高电沉积金刚石钻头在钻削SiC陶瓷材料时的钻削性能。从多个角度分析排屑对于提高电沉积金刚石钻头钻削高硬度陶瓷材料的可钻削性和钻头寿命的重要性，通过两种试验得出钻削扭矩、钻头磨损、工件表面质量与钻头结构的关系趋势，并据此设计出最佳电沉积金刚石钻头结构。     

轴承锁道中心距的测量

牙轮钻头广泛应用于矿山开采,其使用寿命的长短与钻井成本有着密切的关系。我公司是全国最大石油钻头生产企业之一,其中牙轮体是矿用钻头的主要零件（见图1）,其轴承锁道圆弧中心到牙轮体端面尺寸的加工精度是影响着钻头寿命重要数据之一,如何在加工中准确、快捷的对其检测,不仅对生产率的提高有着十分重要的作用,而且对钻头寿命的提高、钻井成本的降低,起着至关重要的作用。     

全局力平衡PDC钻头布齿优化设计

针对聚晶金刚石复合片(PDC)钻头在钻井破岩过程中因受力不平衡,导致钻井倾斜、井径扩大、钻头产生横向振动和涡动,造成钻头早期失效的问题,基于已有PDC钻头切削力学知识,构建了PDC钻头弯曲力矩及全局力平衡布齿优化设计模型,并提出模型求解方法。布齿设计实例结果表明,采用全局力平衡布齿设计方法得到的布齿结构可使PDC钻头在不同进尺条件下均能保持全局力平衡状态,尤其低进尺（小于1 mm）时的力平衡状态得到极大改善,提高了PDC钻头的钻井稳定性,对于改善钻头受力、提升钻头使用寿命、提高钻井质量与效率具有重要意义。     

一种新型盘式行波型压电钻

设计了一种基于逆压电效应的新型盘式行波型压电钻.该压电钻利用压电陶瓷的逆压电效应,使定子基体产生两相面外的弯振,利用存在相位差的两相弯振的合成使钻杆端部产生摇头运动,从而为切削和钻孔提供动力.利用有限元软件ANSYS对压电钻进行了结构仿真,分析并确定了压电钻的工作模态.根据仿真结果试制了一台样机,对该样机进行了激光扫频试验,结果显示样机工作频率为40 kHz,切削频率可达240万次/min,切削幅度可以控制在微米级.试验表明,该样机配上普通牙钻,可以在打印纸、硬纸板、铝板和钢板上进行切削、钻孔等操作.     

拨叉体类零件的可调钻模设计

针对拨叉体类零件种类繁多、形状不规则和加工效率低的问题,设计了一种钻径向孔的可调钻模。详细介绍了钻模的设计原理,给出了钻模的结构设计,说明了钻模使用的注意事项和钻模产生的经济效益。研究结果表明,该钻模结构简单,适用性强,降低了专用夹具的制造费用,在提高产品加工效率的同时降低了产品的加工成本。     

基于ANSYS干式钻头的优化设计及试验分析

以干式切削钻头为研究对象,改变类比、实验和仿制等传统的刀具设计方式。将参数化建模软件Solid-Works、有限元分析软件ANSYS和优化设计引入钻头设计,使得在满足产品综合加工性能的前提下,获得最佳的刀具几何参数。这样可以极大地缩短设计周期和设计成本,对提高企业刀具产品设计能力具有重要的现实意义。     

Effects of different cooling conditions on twist drill temperature

In the past, many researchers have studied wear developed on drilling tools mainly due to the high temperatures generated which accelerate thermally related wear mechanisms and thereby reducing tool life. This paper deals with an experimental investigation on the effect of an internal coolant approach (for different air pressure) on drill bit temperature, comparing it with an external coolant approach and dry cutting. Drill temperatures were measured by inserting standard thermocouples through the coolant (oil) hole of TiN/TiAlN-coated carbide drills. Experimental studies have been conducted using Al 2014 alloy materials. In the drilling tests, cutting conditions had different spindle speeds, coolant approaches and feed rate values. The settings of drilling parameters were determined by using the Taguchi experimental design method. An orthogonal array, the signal-to-noise (S/N) ratio, and the analysis of variance (ANOVA) were employed to analyse the effect of coolant approaches and drilling parameters. The objective was to establish a model using multiple regression analysis between spindle speed, coolant (air) pressure and feed rate with the drill bit temperature. Mathematical models for drill bit temperature are proposed that agree well with the experiments.     

应用振动钻削加工缝合针带线孔

针对医用带线缝合针带线孔的加工难点,采用振动钻削,并研究设计了一种轴向振动钻削装置.试验结果表明,所设计的装置可以明显改善医用带线缝合针带线孔的加工质量,提高合格率.     

通用径向钻孔夹具设计

通过对短销轴类零件的径向钻孔加工进行分析,设计出通用径向钻孔夹具,该夹具既能固定,又能旋转,而且操作方便、通用性好,能够实现对不同直径、不同长度短销轴类零件的定位夹紧、快速径向分度、钻孔工作,使生产效率得到显著提高。     

硬地层单牙轮-PDC钻扩联合钻头破岩特性

提出了新型单牙轮-PDC钻扩联合钻头,先依靠单牙轮破岩钻孔,释放地应力,产生岩石损伤,再助推PDC钻头刮切破岩。运用有限元法,建立钻扩联合钻头、双级PDC和常规PDC钻头破岩的非线性动力学模型。通过对岩石本构关系进行D-P准则描述以及确定岩石破碎的判据,分析钻扩联合钻头钻进硬地层的破岩机理,开展了3种钻头动态破岩过程的对比研究。结果表明：钻扩联合钻头在钻进过程中井底井壁的岩石应力得到明显释放,大大提高了岩层可钻性;在硬地层中钻扩联合钻头钻进速度提高的主要原因是拉应力破岩;钻扩联合钻头在硬地层钻进过程中的扭转振动大大降低,破岩效率更高,钻头寿命更长;由于单牙轮领眼破碎岩石的作用,钻扩联合钻头对井底岩石的冲击破碎能力更强,在硬地层中钻进更快。研究结果为新型单牙轮-PDC钻扩联合钻头的研发提供了参考。     

PCB微钻的三维精确建模

近年来随着电子信息产品往轻、薄、短、小化方向发展,PCB钻孔加工面临着越来越大的挑战,机械钻孔加工所使用的钻头往微型化发展趋势越加明显。为了缩短微钻产品的开发周期,FEM被广泛用于微钻的设计和分析上。本文严格遵照PCB微钻的实际生产流程,独创性地提出采用三维CAD软件和Virtualgrind相结合的方式,对微钻进行精确建模,以便于后续的有限元分析。     

钻头磨损检测与剩余寿命评估

对钻头的磨损程度进行实时检测有助于对钻削加工过程实施预防性维护,提醒及时换刀。针对自动化生产中的刀具监测问题,给出一个基于主轴电流检测的钻头磨损状态分析和剩余寿命预测的应用策略。通过主轴电流传感器采样加工过程的电流信号,使用一个滑动窗口从连续采样数据中得到真实加工段数据,采用小波包分解的方法进行特征提取。基于Fisher标准筛选出最能表达磨损过程的若干特征。最后利用逻辑回归法和自回归滑动平均模型相结合的方法评估当前钻削加工的可靠性,预测钻头的剩余寿命。试验证明此方法的有效性,可为换刀决策提供依据。