基于钻削力建模的热塑性复合材料钻削力热规律研究

热塑性复合材料(CFRTP)因韧性强、易修复、可回收等优异性能而广泛运用于飞机制造中,本文主要围绕CFRTP材料钻孔热量规律展开一系列研究。搭建了CFRTP钻削试验平台,采用6刀具进行了一组试验,测得钻削力和钻削温度,建立了钻削力的经验公式和CFRTP钻削热源模型,讨论了转速、进给速度、刀具尺寸与钻削产热之间的关系。试验验证了模型,两者具有较高一致性,可以为控制钻削热进而降低制孔热损伤提供理论依据。     

医疗钻头钻削力和钻削温度的试验研究

在高速钻削猪胫骨过程中,钻削力和钻削温度对改进医疗钻头的设计是非常重要的.研究结果表明:在钻削骨头的过程中,钻削力和钻削温度受进给速度和钻削速度的影响.相比不锈钢麻花钻,带三个切削刃的新型医疗钻头能够取得更小的钻削力和低于47℃的钻削温度.     

基于Deform 3D的钻削力仿真研究

采用大型有限元分析软件Deform 3D对普通麻花钻的钻削力进行了仿真研究。给出了仿真中涉及的相关技术与关键参数的设置原则,进行了钻削测力试验,并以试验数据为基准,将仿真数据和传统经验公式的计算数据进行了对比与分析。结果表明:有限元法对钻削力的仿真数据已接近试验值。     

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。     

钻削GH4169高温合金薄壁件钻削力仿真研究

GH4169高温合金的薄壁钻孔与厚壁钻孔相比有特殊性,运用ABAQUS软件进行钻削GH4169高温合金薄壁件的仿真,研究钻削加工过程中钻削参数和工件厚度对钻削力的影响规律及变化特征,分析应力的分布规律。结果表明:钻削初期,横刃的挤压和主切削刃切削长度的增加使钻削力和扭矩增大;稳定钻削阶段,横刃切出后,主切削刃切削长度不变切削直径增加,钻削力和扭矩稳定增加;钻削后期,副切削刃参与切削,主切削刃切削长度减小,轴向钻削力和扭矩减小,但副刃与孔壁的挤压摩擦,曲线波动较大;钻削速度、进给量及工件厚度的增加都会导致轴向钻削力和扭矩的增加;钻削时的最大应力分布在横刃和主切削刃与工件的接触部位。     

TC4钛合金深孔枪钻钻削仿真及试验研究

利用DEFORM-3D软件模拟仿真枪钻钻削钛合金过程,研究分析出加工过程中转速和进给量的改变对于轴向力和刀具温度变化的影响规律。对所得数据进行试验验证来证明仿真分析结果的正确性,再依据所得规律和实际钻削试验获得最优的加工参数。研究结果对实际生产有一定的参考价值。     

TC4钛合金微孔加工钻削力的仿真与试验研究

通过对TC4钛板上钻削?0.1mm微孔的研究,建立了一种能够精确预测钻头所受钻削力的切削力模型。利用解析法分别将主切削刃和横刃离散成一系列斜角切削单元和直角切削单元;应用Deform软件,并充分考虑微细加工中特有的尺寸效应,模拟出每个单元所受的力;建立切削单元的局部坐标系与整个钻头的整体坐标系,将每个切削单元所受的力转化为整个钻头所受的力,进而求出整个钻头的轴向力与扭矩。通过多组工艺参数的仿真与实验,表明该切削力模型能够比较精确地测出微钻削过程中的钻削力。     

GH4169高温合金薄壁钻削加工钻削力的仿真研究

GH4169高温合金薄壁钻孔与常规的高温合金厚壁钻孔相比有其特殊性,应用有限元分析软件对硬质合金钻头钻削镍基高温合金平板薄壁件的动态过程进行建模,总结钻削过程中钻削力的变化特点以及进给量和钻削速度对钻削力的影响。研究结果表明:当钻尖高度大于薄壁件厚度时,根据钻头与薄壁件的相对位置,可将钻削过程分为三个阶段,在不同阶段钻削力变化特点不同;轴向力和扭矩随着钻削速度的增加而增加,但轴向力增加幅度不大;轴向力和扭矩均随着进给量的增大而明显增大;进给量对钻削力和扭矩的影响较钻削速度明显。     

平面型后刀面枪钻的钻削力数学模型

依据枪钻的零前角的特殊结构,利用最简单的二元直角切削模型,逐步建立了平面型后刀面枪钻钻削灰铸铁的钻削力数学模型。     

应用简易法建立钻削轴向力和扭矩公式

切削力的计算一般可用正交法及简易法。两者都是应用正交回归原理的试验和计算,所不同的是后者在试验数据的处理上采用角正围法,其试验范围点的分布是空间角正交图形,使试验次数减少,计算简化。作者借助于正交法中部分试验数据,应用简易法建立钻削轴向力和扭矩公式。     

面向人机仿真的肌肉力预测模型

针对现有人体肌肉力预测模型在计算机辅助人机工程仿真应用中存在的精度低和个性化差等不足,从肌肉模型和优化算法等方面进行了改进研究。以解剖学知识为依据,基于Hill肌肉三元素模型建立了肌肉仿真几何模型;以最小限度总肌力为原则,用最优化方法建立了人体肌肉力静性收缩与动性收缩的预测模型。最后,以人体上肢为例,通过实验验证了模型的有效性。     

CFRP制孔三维仿真和试验研究

针对CFRP的难加工性提出一种改进的旋刨刀具进行钻削制孔。通过有限元分析软件ABAQUS建立两种刀具的三维钻削模型,验证有限元模型的合理性。由两种刀具的钻孔试验对比和"以磨代钻"制孔方式的对比可知,旋刨制孔对CFRP复合材料加工具有优越性。     

拉延筋计算模型在数值模拟中的应用与比较

在模拟软件Dynaform中,将文献[3]中建立的拉延筋阻力计算模型作为等效拉延筋使用,模拟分析了表盘座某部件的成形.分析结果表明,在分析起皱、破裂等成形问题时,文中建立的拉延筋阻力计算模型比使用Dynaform自带等效拉延筋更接近使用真实拉延筋模拟的结果.     

Drilling Force and Temperature of Bone under Dry and Physiological Drilling Conditions

Many researches on drilling force and temperature have been done with the aim to reduce the labour intensiveness of surgery, avoid unnecessary damage and improve drilling quality. However, there has not been a systematic study of mid- and high-speed drilling under dry and physiological conditions（injection of saline）. Furthermore, there is no consensus on optimal drilling parameters. To study these parameters under dry and physiological drilling conditions, pig humerus bones are drilled with medical twist drills operated using a wide range of drilling speeds and feed rates. Drilling force and temperature are measured using a YDZ-II01W dynamometer and a NEC TVS-500EX thermal infrared imager, respectively, to evaluate internal bone damage. To evaluate drilling quality, bone debris and hole morphology are observed by SEM（scanning electron microscopy）. Changes in drilling force and temperature give similar results during drilling such that the value of each parameter peaks just before the drill penetrates through the osteon of the compact bone into the trabeculae of the spongy bone. Drilling temperatures under physiological conditions are much lower than those observed under dry conditions, while a larger drilling force occurs under physiological conditions than dry conditions. Drilling speed and feed rate have a significant influence on drilling force, temperature, bone debris and hole morphology. The investigation of the effect of drilling force and temperature on internal bone damage reveals that a drilling speed of 4500 r/min and a feed rate of 50 mm/min are recommended for bone drilling under physiological conditions. Drilling quality peaks under these optimal parameter conditions. This paper proposes the optimal drilling parameters under mid- and high-speed surgical drilling, considering internal bone damage and drilling quality, which can be looked as a reference for surgeons performing orthopedic operations.     

钻削力测量的新方法

设计了一种应变片与压电晶体相结合的新型四向钻削测力仪,介绍了测量系统工作原理及对普通麻花钻钻削力及扭矩的测量实例。     

金刚石涂层钻头钻削SiCp/Al复合材料的仿真有限元分析

利用DEFORM - 3D有限元软件对金刚石涂层钻头钻削SiCp/Al复合材料的过程进行了动态仿真,分析了钻削速度、进给量对加工过程中刀具的轴向力、扭矩以及工件温度的影响.结果表明:随着进给量的增加,钻削过程中钻头的轴向力、扭矩和工件的温度都有所增加;随着钻削速度的增加,钻削过程中钻头的轴向力和扭矩的变化不大,但工件的...     

麻花钻的受力状态对钻削稳定性的影响

分析了钻削过程中麻花钻的受力情况,讨论了作用在麻花钻上的力和力矩、单元力和力矩以及动量矩对钻削稳定性的影响,提出了提高孔加工精度的措施。