钛合金旋转超声辅助钻削的钻削力和切屑研究

针对难加工材料钛合金在采用普通麻花钻传统钻削过程中存在钻削力和扭矩较大使得钻孔困难,刀具使用寿命低,连续长切屑易缠绕刀具、划伤孔加工表面、增大刀具-切屑-工件孔壁之间的摩擦以及排屑差引起堵屑和卡刀具的问题,引入一种新刃型刀具（即八面钻）,并结合超声振动钻削技术,进行了钛合金旋转超声辅助钻削试验。分析了旋转超声辅助钻削和普通钻削中切屑形成原理,采用文中所设计的旋转超声振动钻削主轴结合BV100立式加工中心平台、测力系统和非接触激光测量系统进行了无冷却条件下基于八面钻的钛合金旋转超声辅助钻削和普通钻削试验以及钻削力、扭矩和切屑形态的研究。试验结果表明：相比于普通钻削,超声钻削明显降低钻削力和扭矩分别为19.07%~20.09%和31.66%~34.3%,明显增强了钻头横刃和主切削刃的切削能力,获得了良好的断屑和排屑效果,提高了切削过程的稳定性,能够极大改善钛合金钻孔过程钻削困难、刀具使用寿命低和孔加工质量差的问题。     

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。     

CFRP/TC4叠层钻削刀具与低频振动工艺适配性研究

通过对低频振动工艺下刀具切削运动过程进行分析,得到低频振动钻削时刀具切削轨迹和切削角度的变化规律。通过开展钻削工艺实验,对比分析了麻花钻、阶梯钻两类刀具在不同振幅下对大直径、大厚度CFRP/TC4叠层结构制孔过程和质量的影响规律。结果表明：两类刀具最大轴向力随着振幅增大均呈上升趋势,阶梯钻可有效降低钻削最大轴向力;低频振动钻削能实现有效断屑并降低切削温度、提高孔径精度,阶梯钻作用效果更加显著;CFRP入口撕裂程度受切屑刮擦与振幅共同作用影响,切屑的刮擦及振幅增大均会导致入口撕裂程度增大,在适中的振幅下(0.1mm),阶梯钻可有效降低入口撕裂程度,并达到较好的加工精度。     

轴向超声振动钻削的钻削力和切屑形态研究

建立了钻削加工仿真模型,并采用麻花钻对钛合金进行振动钻削试验。利用ABAQUS软件进行轴向超声振动钻削仿真,试验验证和对比分析了轴向超声振动钻削在不同加工参数下的切屑形态和钻削力。仿真与试验结果表明:随着进给量和振幅增加,钻削力增大,但进给量对钻削力的影响大于振幅;无论是进给量还是振幅的改变,对切屑形态均有影响。     

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。     

钻削不锈钢

不锈钢材料加工硬化严重，热传导率低，切削极易延伸粘附，是钻削加工的难点，通过对不锈钢钻削工艺系统各影响因素的探索研究，找到了保护加工效率，提高加工质量，延长刀具使用寿命，获取最佳经济效益的一套基本加工参数。     

振动钻削的变速减振特性分析

钻削加工中的切削颤振是十分有害的 ,它严重地影响加工精度和生产率的提高 ,降低机床和刀具的寿命。振动钻削方法具有消减切削颤振的特殊功能 ,能够取得良好的加工效果。根据振动钻削所具有的变速切削特性 ,提出了振动钻削的变速减振新概念。在深入研究了机床加工系统的振动响应规律和振动变速切削减振的能量化原理的基础上 ,揭示了振动变速切削的瞬态不充分响应的减振本质。     

新型钻削材料的性能与应用

<正>钻削是最常用的金属切削方法之一,与车削和铣削等切削加工方法相比,其切削加工可在更不利的条件下进行.尤其是近十年间,随着切削用材料的迅速发展,使钻削工具的使用寿命、钻削效率和钻削质量都有了明显的提高,有效地推动了钻削技术的发展.     

CFRP/铝合金叠层构件旋转超声钻削温度研究

碳纤维复合材料(CFRP)/铝合金叠层的钻孔机理不同于单层材料钻孔,铝合金切屑在排出孔外过程中因切削温度过高会烧伤CFRP孔壁。为了改善CFRP叠层构件加工质量,将旋转超声钻削技术(RUM)引入到该材料的加工中。针对叠层构件钻削温度过高的问题,开展了旋转超声钻削试验研究,阐明了主轴转速、进给速度及超声振幅对钻削温度的影响规律。采用多元回归分析,分别建立了CFRP和铝合金的钻削温度指数预测模型。通过对比预测值和试验值,验证了钻削温度模型构建的合理性和有效性。     

超声振动钻削SiC颗粒增强铝基复合材料时的切削力研究

采用超声振动钻削的方法对金属基复合材料进行孔加工。在自行研制的超声钻削设备的基础上使用不同材质的硬质合金麻花钻,对不同含量的SiC颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)进行了普通钻削与超声振动钻削的对比试验,并分析比较了加工中切削力的变化规律。试验表明,超声振动钻削可以降低切削力,在一定程度上改善钻削机理。     

AZ91D压铸镁合金超声振动钻削实验

镁合金材料由于特殊的物理性能,传统的机械加工方法很难保证要求的精度和质量,具有一定的局限性。介绍了超声振动钻削镁合金材料的加工机理,通过改变切削速度、进给量、振幅等加工参数,对比分析了超声振动钻削与传统钻削加工工件的孔直线度、孔扩量、毛刺高度、粗糙度、切屑等试验结果,得出超声振动钻削具有较好的加工表面质量和加工效率,对研究镁合金的深加工具有重要的意义。     

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。     

微孔的超声振动钻削技术与工艺效果

介绍了一种超声振动钻削方法,并通过对孔径0.2～0．5min的微孔进行对比实验,分析研究了振动钻削的效果和切削机理,解决了微孔加工过程的一系列难题。     

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     

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。     

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。     

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。     

微孔的超声振动钻削技术

随着机电产品的不断精密化和小型化,各种微孔的应用日趋广泛,其加工质量要求越来越高,加工难度不断上升。介绍了一种超声振动钻削方法,并通过对孔径0.2mm～0.5mm的微孔进行的普通钻削与振动钻削的对比试验,分析研究了振动钻削的效果和切削机理,较好地解决了微孔加工过程中的一系列难题。