变参数振动钻削提高微小孔加工精度的研究

对微小孔振动钻削钻入定位误差、孔扩量、钻头寿命和出口毛刺进行了研究,获得了三区段最佳振动参数和进给量。以定位误差、孔扩量和出口毛刺分别作为钻削过程三区段加工质量的评价指标,并以各自区段的最佳振动参数和进给量为加工参数进行变参数振动钻削试验,结果表明,孔的各项质量指标均达到了以各自最佳振动参数和进给量作定参数振动钻削的水平,从而证明了变参数振动钻削的优良工艺效果。     

低频变参数振动钻削微孔控制技术的研究

振动钻削在钻削过程的不同区段 ,其特征和钻削机理不同 ,对振动参数的要求也不一样。针对这一问题 ,提出变参数振动钻削这一方案 ,并研制了一套低频变参数振动钻削微孔控制系统 ,明显改善振动钻削的效果     

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。     

超声波正弦振动微孔加工系统及孔壁特性

介绍了超声波正弦振动微孔加工系统,分析了刀具进给正弦运动轨迹,以保证刀具和工件之间的相对接触位置,搭建了超声波正弦振动微孔加工试验,优化测试钻削力,并确定了最优工作参数:微钻头转速25000r/min、微钻头进给速度10mm/min和单次钻削深度20μm。对比超声波正弦振动加工和高速钻削加工的微孔形貌、孔扩量以及剖面的孔壁形貌,证明超声波正弦振动微孔加工的精度明显优于高速钻削加工。     

变时给量振动钻削微孔的研究

提出了变时给量振动钻削新方法,并分析了其降低微孔钻削入钻位置误差的机理,采用直径为Φ０．２８ｍｍ的高速钢麻花钻对１８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ低碳合金结构钢做了对比钻削实验,结果显著降低了微孔的入钻位置误差,验证了这种新方法优良的工艺效果。     

阶跃式多元变参数振动钻削的动态轴向力、扭矩及加工精度分析

针对叠层复合材料的微小孔加工,提出阶跃式多元变参数振动钻模型。按照双刃针斜角切削理论和单刃正交切削理论,分别把钻头主切削刃和副刃分解成一系列微小双刃动态斜角切削单元,把横刃分解成一系列微小单刃动态正交切削单元,从而建立了振动钻削叠层复合材料7个区段的动态轴向力和扭矩的理论公式,并以入钻定位误差,孔扩量,出口毛刺高度作为钻削过程质量评价指标进行了试验优化分析,结果表明,阶跃式多元变参数振动钻削显著提高了叠层复合材料的微小孔加工精度。     

变进给量振动钻削微孔的研究

提出了变进给量振动钻削新方法,并分析了其降低微孔钻削入钻位置误差的机理,采用直径为０．２８ｍｍ的高速钢麻花钻对１８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ低碳合金结构钢做了对比钻削实验,结果显著降低了微孔的入钻位置误差,验证了这种新方法优良的工艺效果。     

变参数振动钻削微小孔的研究

首次提出在每个孔加工的不同区段采用不同参数的变参数振动钻削的新思路，并建立了变参数振动钻削系统。     

振动钻削微孔提高刀具寿命的“有效区”特征

通过对微孔钻削过程中钻头寿命影响因素的分析,提出振动钻削微孔时,刀具寿命的提高具有“有效区”特征。对不锈钢的微孔钻削试验结果表明,振动钻削提高刀具寿命的优势具有一定局限范围,即存在“有效区”现象。     

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。     

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。     

基于神经网络与遗传算法的振动钻削仿真

将人工神经网络与遗传算法相融合,利用遗传算法优化多层前馈神经网络的结构和初始参数,利用多层前馈网络的映射能力进行振动钻削仿真,最后对训练好的神经网络稍加改造,利用BP网的逆映射进行参数优化。试验表明神经网络与遗传算法应用于振动钻削过程仿真是可行的,为振动钻削的研究提供了新的思路。     

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     

TC4钛合金低频振动钻削切屑形态和钻削力研究

为研究TC4钛合金低频振动钻削过程中切屑形态与钻削参数和振动参数对钻削力（轴向力和扭矩）的影响规律,基于一种自主研制的低频振动刀柄,分别采用单因素法和正交试验法对钛合金进行了低频振动钻削试验,分析了不同钻削条件下的切屑形态和钻削力,建立了轴向力和扭矩的经验公式,并对钻削力的影响因素进行直观分析与方差分析。结果表明：试验系统在低频振动钻削TC4钛合金时,振幅与进给量之比接近临界断屑值0.81时断屑可靠,排屑顺畅;低频振动瞬时钻削力呈现出规律的正弦波形,钻削力动态分量远大于普通钻削,轴向力和扭矩均值可比普通钻削分别降低10%~15%和15%~20%;进给量对钻削力影响最为显著,振幅次之,钻削速度影响最小;建立的振动钻削经验模型误差保持在10%以内,可以较为准确地对该试验系统所选参数范围内的钻削力进行预测。     

多元变参数振动钻床的数控系统

考虑到提高钻孔加工质量的迫切需要以及新型材料的不断涌现，研制了能够实现多元变参数的振动钻床数控系统。此系统采用国际标准数控语言编程，可根据需要在钻削过程的任意时刻同时改变振幅、振动频率和进给量等。     

Effect of the cutting ratio on cutting forces and the drill life in vibration drilling

In this paper, by analysing the axial cutting thickness and the cutting graphics, a new concept of cutting ratio K in vibration drilling is introduced for the first time. Cutting ratio K can show the proportion of cutting time in a cutting cycle and describe the working condition of the drilling during the vibration drilling. The relationship between cutting parameters and vibration parameters are denoted as two parameters, ω_f and E. By computer program, the relationships between K and ω_f is found; their characteristic are periodicity, symmetry and having many peak values. The curves, which describe the relation between K and E, are digressive. The regularity can be used to optimise the parameters in vibration drilling to achieve good machine performance. The experiment results indicate that the thrust, torque and the drill life are related to cutting ratio K.     

STUDY ON ULTRASONIC VIBRATION DRILLING IN CARBON FIBER REINFORCED POLYMERS

ＳＴＵＤＹＯＮＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣＶＩＢＲＡＴＩＯＮＤＲＩＬＬＩＮＧＩＮＣＡＲＢＯＮＦＩＢＥＲＲＥＩＮＦＯＲＣＥＤＰＯＬＹＭＥＲＳＺｈａｎｇＱｉｘｉｎ；ＳｕｎＳｈｉｙｕ（ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＦａｃｔｏｒｙ５２９，Ｂｅ...     

小直径深孔振动钻削钻头的研究

分析了小直径深孔振动钻削对钻头的要求；设计了一种新型内排屑深孔钻头；分析了该钻头的结构和刃磨特点，进行了振动钻削试验。试验表明，合理匹配切削参数和振动参数，可实现断屑可靠且排屑顺畅，能钻出尺寸精度高、表面粗糙度参数值小、直线度较高的深孔。分析了用新型钻头进行振动钻削提高工艺效果的原因，表明该种钻头具有良好的工艺性能。     

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.     

基于轴向位置的振动钻削切削力计算

轴向振动钻削提高了难加工材料的加工性能,但是至今还没有一套成熟的理论体系,能系统说明振动过程机理,对切削力的公式也没有形成一致的观点和方法。本文通过对轴向振动钻削工艺参数分析的基础上,对实际钻削加工区段分两部分进行计算,并利用轴向位置方法,建立了一套可以针对不同材料加工要求的瞬时切削力与各参数的关系模型。