三区段振动钻削动态轴向力和扭矩的计算机仿真

根据斜角切削理论,假设将钻头主切削刃和横刃上的变形过程分别处理为一系列微小的具有动态特性的振动切削单元,从而构造出三区段振动钻削动态轴向力和扭矩的预报模型,并根据该模型对三区段动态轴向力和扭矩进行了计算机仿真。     

可转位浅孔钻的径向力分析及试验研究

为了分析可转位浅孔钻钻孔的径向力,将可转位浅孔钻的切削刃离散为一系列无限小的单刃斜角切削单元。借用单刃斜角切削模型,并根据斜角切削和钻削之间的力变换关系对可转位浅孔钻钻孔的切削力进行分析。通过分析可转位浅孔钻切削刃上各点的几何角度,确定相应斜角切削单元的几何角度。最后对Al7050-T7451进行多组不同切削参数的钻削实验,数值计算和实验结果的比较验证了所提出数学模型的有效性。     

微小孔振动钻削力的实验研究

介绍了高灵敏度的微小孔钻削测力仪的结构设计及微小孔钻削力测量系统的工作原理。通过多元正交多项式回归实验 ,得到了微小孔振动钻削力关于振动频率、振幅和进给量的非线性回归方程 ,进而分析了振动参数和切削参数对钻削力的影响 ,为深入研究微小孔振动钻削机理提供了必要的实验手段和有价值的研究方法     

一种叠层结构钻削力预测模型的研究

针对航空航天制造使用的碳纤维复合材料和钛合金叠层结构材料的特殊特性,将钻头主切削刃离散成许多个微元,把切削过程简化为微元的斜角切削,采用数学分析和经验结合的方法,建立标准麻花钻的钻削力预测模型,运用Matlab/Simulink进行钻削力仿真,将仿真结果和试验结果进行比较和验证,结果表明钻削力模型符合实际情况。将得到的钻削力预测模型应用到钻削叠层结构中,得到一种钻削叠层结构的钻削力预测模型。     

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。     

振动钻削微小孔提高加工精度的研究

本文对轴向超声波振动和轴向电磁振动钻削微小孔时的加工精度进行了研究。结果表明,轴向振动钻削可明显提高微小孔加工的入钻定位精度、孔径尺寸精度和孔的圆度。     

周向振动钻削切削力分析

在对振动钻削的工作原理和特点进行综述的基础上,以普通麻花钻为例,利用切削单元的概念,通过对周向振动钻削的切削力的产生和主要影响因素的分析,证明了周向振动钻削更适合用于难加工材料的微小孔加工.     

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。     

周向振动钻削切削力分析

在对振动钻削的工作原理和特点进行综述的基础上,以普通麻花钻为例,利用切削单元的概念,通过对周向振动钻削的切削力的产生和主要影响因素的分析,证明了周向振动钻削更适合用于难加．材料的微小孔加工。     

周向振动钻削切削力分析

在对振动钻削的工作原理和特点进行综述的基础上，以普通麻花钻为例，利用切削单元的概念，通过对周向振动钻削的切削力的产生和主要影响因素的分析，证明了周向振动钻削更适合用于难加．材料的微小孔加工。     

Machining Accuracy Analysis for Step Multi-Element Varying-Parameter Vibration Drilling of Laminated Composite Materials

Laminated composite materials are being extensively used in various fields, and their micro-hole machining is difficult because of their layer structures and particular characteristics. To solve the problem effectively, a new method of step multi-element varying-parameter vibration drilling is proposed. Drilling laminated composite materials is a multi-zone operation which involves the entrance zone, the mid zones, the reciprocal zones and the exit zone. In each zone, optimum parameters including vibration frequency, amplitude and feed should be chosen so as to improve the machining accuracies of micro-holes. Based on the principle of multi-element orthogonal polynomial regression, parametric optimisation experiments of single materials are carried out, and optimum parameters for each zone are obtained. The proposed drilling method can be achieved by using these optimum values for each zone. Comparative experiments using the proposed method indicate that the deflection of the drill r, the error of the micro-hole diameter _D and the height of burrs H can be decreased compared to ordinary drilling, so machining accuracies can be improved.     

基于力信号的低频振动制孔刀具磨损状态分析

为分析碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)/钛合金(TC4)叠层材料低频振动制孔工艺下刀具磨损状态,开展基于切削力信号的制孔刀具磨损状态研究.通过采集CFRP/TC4叠层材料低频振动制孔过程中的切削力信号,进行时域和频域分析,探讨各信号特征量与刀具磨损状态之间的联系.研究结果表明:CFRP/TC4叠层材料低频振动制孔轴...     

PTFE材料正交切削切屑成形特性研究

为了研究PTFE材料在切削过程中的成屑机理,设计了单因素正交切削实验以及准静态力学实验。首先,基于剪切平面理论和断裂理论,以切削速度、切削厚度为变量,提出了PTFE材料的连续切屑及切屑毛边成形机理;然后通过分析毛边高度和间距,探究切削参数对毛边形态的影响规律;最后,利用分形理论对切削力稳定性进行分析,揭示了毛边数量、出现频率与切削力稳定性的关系。结果表明,PTFE连续切屑的产生是因为切削过程中材料真实压缩应变未超过断裂屈服应变,毛边的产生则是因为切屑边缘片层状结构处裂纹的形核与扩展。此外,切削参数会影响毛边生成,在切削速度100 mm/min、切削厚度0.3 mm工况下,切屑毛边数量最少、出现频率最小,切削力最稳定。研究结果可为PTFE材料切削过程毛边抑制和表面加工质量优化提供参考。     

CFRP/TC4叠层材料低频振动钻削试验研究

低频振动辅助切削技术是基于传统切削给刀具加上有规律并可控的振动,从而达到减小切削力、提高加工精度和延长刀具寿命的目的。将低频振动辅助切削技术应用到CFRP/钛合金叠层材料制孔中,在孔径、孔壁粗糙度和入口质量等制孔质量方面与传统钻削进行对比试验研究。结果表明,振动钻削在制孔质量上具有明显的优势。     

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。     

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。     

多齿刀具加工金属长纤维的机理

研究了多齿刀具加工金属纤维的机理．研究发现．多齿刀具各细齿切削属双刃斜角切削．建立了双刃斜角切削模型并用实验验证，从理论上预测各细齿切削时的流屑角．根据流屑角计算各细齿的实际切削前角。结果表明．多齿刀具备细齿切削时具有很大的实际切削前角．这正是多齿刀具能够加工金属长纤维的机理。     

ENERGETICAL APPROACH FOR SEMI-ANALYTICAL DRILLING MODELLING

Drilling modelling is a complex task and has been extensively studied from an experimental viewpoint. However, only few studies have been done on the analytical modelling of this machining operation. The geometry of a drill and the kinematics of drilling are such that tool angles as well as the cutting conditions undergo great variations along the cutting edges. The calculation of the forces in drilling thus requires a cutting model covering the whole range of these variations. Moreover, on the chisel area, the cutting speed and the angles are such that the phenomena cannot be regarded as cutting. In this case, the material is plastically deformed when passing by tool edge, just as in indentation. In this study, we propose a semi-analytical model that allows determining forces on the tool, as well as heat fluxes and temperatures along the edges of the drill. In this model, the main cutting edge and the chisel edge are considered. It also takes into account the elastic relaxation on the clearance face with edge acuity, as well as a proper modelling of the phenomena occurring at chisel edge in relation with its geometry and the kinetics of a drilling operation.