关于《钳工工艺与技能训练》中“特殊孔”钻削分析与改进探索

《钳工工艺与技能训练》中特殊孔的钻削是教学和实习操作比较困难的,因为在钻削特殊孔时如果没有分析到位,就会出现钻头折断、钻头钻偏轴心、钻头卡在孔中、钻头磨损较快、钻出的孔内壁粗糙等问题,从而影响零件的加工。     

浅谈活动锥形销车削定位夹具的优越性

在机械新产品开发过程中，由于采用传统方法加工薄壁零件的安装孔时加工出的外圆与安装孔的同心度偏差大，安装难度高，甚至影响产品的质量安全。针对此问题本文提出采用活动锥形销车削定位夹具加工的方法及其优越性。     

一种新型多孔钻床设计

针对汽车半轴产品法兰盘孔加工采用普通摇臂钻床加工,存在加工耗时较长,孔的同轴度难以保证的缺点,将普通卧式车床改装设计为一种卧式多孔钻床,其包括机床、机床上的主轴、主轴箱、弹性柱销联轴器、转盘以及若干钻头,具有结构简单,改制成本低,多孔同时钻削,加工效率高等优点。     

基于超细晶硬质合金钻头的AFRP钻削性能

采用超细晶硬质合金钻头开展了芳纶纤维增强树脂基复合材料(Aramid Fiber Reinforce Polymer Composites,AFRP)的钻削实验,从钻削力、钻削温度、制孔质量、刀具磨损等方面对比分析了超细晶硬质合金钻头与普通硬质合金钻头的钻削性能。实验结果表明:芳纶纤维增强树脂基复合材料钻削过程中,钻削力随进给速度的增大而增大,随主轴转速的增大而减小,超细晶硬质合金钻头的钻削力比普通硬质合金钻头降低了40.6%以上;钻削温度随进给速度的增大而减小,随主轴转速的增大而增大,相对普通硬质合金钻头,采用超细晶硬质合金钻头的钻削温度降低了47~85℃;超细晶硬质合金钻头钻削产生的拉毛和热损伤明显少于普通硬质合金钻头;经过长时间的钻削,普通硬质合金钻头的橫刃和主切削刃出现了崩刃,后刀面出现了严重的磨料磨损;而超细晶硬质合金钻头由于高硬度和高耐磨性等特性,刀具的磨损相对较小,适合于芳纶纤维增强树脂基复合材料的高效低损伤加工。     

钛合金细长子孔的钻削工艺研究

针对小直径钛合金棒材钻削细长孔工艺上存在的问题,对钻削系统及钻头几何尺寸和钻削参数等进行了分析和改进,采用改进后的工艺进行实验得出,对TC4钛合金棒钻削φ4.5 mm×420mm的细长孔,先采用φ(4.2～4.3)mm硬质合金麻花钻,分别从工件两端相向钻通,最后用φ4.5 mm钻头单向扩孔.钻头前角0°～5°,后角6°～12°,副偏角6°,钻削时恰当使用中心架、跟刀架和冷却液.用新工艺钻削的细长孔Ra=1.6 μm～3.2 μm.     

基于复合材料钻削缺陷容差值的工艺参数优化

为实现复合材料层合板在一定钻削缺陷容差值内的工艺参数优化,首先利用SEM对复合材料的组织结构进行测试分析,获得了复合材料层合板的截面形貌和特征尺寸。然后进行钻削加工正交实验,测试了不同加工参数下的钻削轴向力和扭矩,对钻孔过程中产生的分层、撕裂和孔壁圆度误差等缺陷进行测量,分析了缺陷产生的机制,并对测量结果进行非线性拟合得到缺陷的变化规律。通过建立钻削缺陷与轴向力及扭矩偏差的关系,获得了轴向力和扭矩偏差的临界范围。最后以钻头的主轴转速、每转进给量及钻头结构参数中的横刃偏心系数为决策变量,以获得最大材料去除率为优化目标,以钻削缺陷容差值为约束条件,建立了复合材料钻削加工的参数优化模型。 使用MATLAB软件进行工艺参数优化,在保证复合材料钻削质量的前提下,得到了能够实现最大生产效率的钻削参数。     

Al2O3f+Cf/ZL109混杂复合材料的复合振动钻削加工

用挤压铸造法制备了三氧化二铝短纤维和碳短纤维混杂增强ZL109合金复合材料,并采用永磁复合激振方式进行了轴向与扭转复合振动钻削加工,研究了该材料的钻削加工性及振幅和振动频率对钻削力、钻头磨损和孔精度的影响.结果表明,采用这种复合振动钻削方式,可更明显降低钻削力和提高加工精度.选择合理的振动参数,也可以减轻刀具磨损,因而可改善Al2O3f Cf/ZL109混杂复合材料的钻削加工性.     

数控车床上自动钻孔刀夹的设计

大批量加工有内孔的回转体工件时,在保证质量的前提下,为了使加工工序集中、降低加工成本和提高生产效率,设计并制作了在数控车床上用于自动钻孔的夹具,装上钻夹头上装有直柄的钻头,可以实现自动钻削加工。     

灰铸铁和球墨铸铁前托架钻削性能评价

从导热系数、铁屑形貌、钻孔内表面粗糙度、钻头顶部温度、钻削负载(扭矩、进给力)等方面,评价了QT450和HT250材质拖拉机前托架的钻削性能,并分析了钻削性能与微观组织的关系。结果表明,对HT250和QT450前托架钻削加工时,两者钻削负载没有明显差别;与HT250相比,QT450的石墨对基体的分割作用小,其基体组织中较多的铁素体,造成钻削加工时断屑和排屑困难,导致钻孔内表面粗糙度大;QT450导热系数低、铁屑与钻头摩擦严重,使得钻头温度较高;QT450有较小的切削力和铁屑对钻头较大的摩擦力,在这2个力作用下,QT450钻削负载与HT250基本相同。     

双顶角钻头钻削CFRP复合材料的刀具磨损机制

为了研究碳纤维增强树脂基(CFRP)复合材料切削中刀具在不同部位的磨损机制和规律,以典型的硬质合金双顶角钻头作为研究对象,主要研究对出口分层影响较大的横刃和对最终制孔成型影响较大的第二主切削刃的磨损机制及规律。通过减小磨损测量间隔,并引入切削刃钝圆半径以及后刀面磨损带宽度,表征了横刃和第二主切削刃在加工中的衰变过程。基于显微刃口观测和钝圆半径变化,揭示横刃易崩刃和第二主切削刃磨损后又受到重新刃磨的磨损机制,获得了此类型钻头不同部位的磨损规律。同时,基于上述的磨损表征,研究不同切削部位磨损量对钻削轴向力和力矩的影响,横刃轴向力与横刃钝圆半径变化相关性较小,而钻削最大力矩与第二主切削刃后刀面磨损变化规律相一致。     

不锈钢的钻削加工

不锈钢材料塑性大,加工硬化严重,易生成积屑瘤,使加工表面质量恶化。其可加工性较一般碳钢差的多,而钻削比车削还差。因为钻孔时钻头被四周孔壁包围,散热更加不易。由于钻头几何角度不够合理,以致使钻头易于磨损,耐用度低。为此必须研究改进标准钻头的刃磨几何参数,选用合理的切削用量,以减小磨损,提高钻头耐用度,并保证顺利的断屑和排屑,从而提高不锈钢的钻削效率及钻削质量。     

基于CFRP层合板钻削轴向力时变曲线的钻头几何形状分析

为探索能够实现碳纤维增强复合材料（CFRP）层合板低损制孔的钻头几何形状,采用4种不同几何形状的钻头,对T800级CFRP层合板进行钻孔实验研究,分析了钻头几何形状对钻削轴向力的影响,探讨了钻削轴向力与分层损伤之间的关系。结果表明:轴向力归零速度与出口分层因子有较好的正相关性,可采用钻削轴向力归零速度来表征钻头几何形状对CFRP层合板钻孔的适用性能。同时,实验发现切削区域具有多阶段几何特征的钻头,在钻出工件底部时轴向力是分阶段缓慢归零,出口分层因子较小。      

碳纤维增强树脂基复合材料制孔技术研究现状与展望

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有优越的物理和力学性能,已在航空制造工业中得到大量应用。在主承力结构中,CFRP与金属材料的连接通常为机械连接。然而,CFRP的各向异性严重影响了其制孔质量。由于CFRP和金属具有截然不同的材料属性,CFRP/金属叠层结构制孔技术成为飞机装配过程中的一大难题。本文首先阐述了CFRP及其叠层结构在切削过程中的切屑形成机制、钻削力和钻削热的研究现状;其次,剖析了钻削过程中典型加工损伤,如毛刺与撕裂、分层缺陷及孔壁表面损伤的产生原因和影响因素;然后,介绍了CFRP制孔刀具材料和几何结构的优化设计研究进展,并综述了螺旋铣孔、变工艺参数钻削、"以磨代钻"和振动辅助制孔等多种CFRP及其叠层结构加工新技术及钻削过程的仿真研究。最后,借鉴钎焊工具和超声振动技术的独特优势,提出了磨粒有序排布钎焊金刚石工具的超声振动加工构想,以达到CFRP及其叠层结构的精密高效制孔加工这一目的。     

钻不锈钢小孔及深孔用钻头的研制

不锈钢难于加工业内皆知,特别对于非专业加工单位.本文着重介绍Φ10mm以下小孔深孔的加工,用普通钻头加以特殊的修磨,可加工不锈钢工件。论诉设计理念,修磨方法。深入浅出着重实用。     

T2670G镗床电气系统的改造

T2670G镗床是60年代初期由苏联引进的重型机床,主轴直径200MM,最大镗孔深度1800MM,该机床适用于钻孔、扩孔、取芯钻(用空心钻钻削)及铰孔,以及进行平面加工,铣削平面、帽和进行线切割(螺纹加工),担负着我公司大件加工的生产任务.     

数控车床加工中空叉架轴工艺及工装夹具设计

中空叉架轴是航空航天、汽车制造、工程机械领域的一种典型零件,其结构复杂不易装夹,轴颈往往与内孔有较高的同轴度要求,以传统加工工艺车削轴颈及内孔时,加工效率低,精度不易保证且由于毛坯较为昂贵,切削余量小,成品合格率也较低。本文就以上问题介绍一种可在数控车床上一次装夹车削中空叉架轴轴颈及内孔的工艺方法及工装夹具设计。     

T2670G镗床电气系统的改造

T2670G镗床是60年代初期由苏联引进的重型机床,主轴直径200MM,最大镗孔深度1800MM,该机床适用于钻孔、扩孔、取芯钻(用空心钻钻削)及铰孔,以及进行平面加工,铣削平面、帽和进行线切割(螺纹加工),担负着我公司大件加工的生产任务。     

冷却空气流向对CFRP制孔刀具磨损及孔质量的影响

在加工碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）时多用冷却工艺来提升加工质量。其中,空气冷却工艺因其方便性被广泛用于实际加工中。然而,目前尚缺少空气冷却方向对刀具磨损和加工质量的研究。文章通过控制冷却空气的方向,开展了干式切削、正向喷气和逆向吸气冷却条件下钻削CFRP材料的研究。获得了上述冷却条件对双顶角刀具第二主切削刃末端磨损的影响规律,发现气体冷却都能有效抑制刀具磨损,且在对出口温度影响相近的条件下,逆向冷却比正向冷却能够更好地抑制磨损。进而分析了冷却条件对钻削出口损伤的抑制效果,发现冷却、冷却方式对孔出口撕裂深度的抑制作用都较小,但逆向吸气冷却能够有效减小出口的毛刺高度,是一种有效提高制孔质量的冷却工艺。      

Cr/CrN/CrTiAlN/CrTiAlCN多元多层薄膜在微型钻头上的应用性能

为了提高微电子线路板(PCB)加工用微型钻头的使用寿命及保证钻孔质量,采用中频反应磁控溅射、离子束辅助的方法分别在WC硬质合金和微型钻头上沉积了Cr/CrN/CrTiAlN/CrTiAlCN多元多层梯度硬质薄膜,研究了多层膜的结构、形貌及钻削性能.结果表明:在WC硬质合金上沉积的多层膜显微硬度为2 631HV,膜/基结合力大于80N,摩擦系数为0.113;镀膜后微钻刃型完好,刃型角度没有改变,同一钻头不同部位沉积的膜层厚度一致;微钻镀膜后使用寿命提高1倍以上,且解决了断针、批锋、塞孔等问题,同时满足孔位精度、孔壁粗糙度等技术要求.     

WD-200镗床电气系统的改造

WD-200镗床是60年代初期由苏联引进的重型机床,主轴直径200MM,最大镗孔深度1800MM,该机床适用于钻孔、扩孔、取芯钻(用空心钻钻削)及铰孔,以及进行平面加工,铣削平面、帽和进行线切割(螺纹加工),担负着我公司大件加工的生产任务。本文论述了对这一机床的电气系统进行改造的过程。