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。     

超声轴向振动钻削断屑机理分析与试验研究

基于振动钻削原理对振动断屑机理进行了研究,建立了振动钻削数学模型,并分析了轴向动态切削厚度变化规律及保证断屑时所需的振幅条件。在设计的超声轴向振动钻削试验装置上进行了深小孔超声振动钻削与普通钻削的对比试验。试验结果表明与普通钻削相比,振动钻削加工得到的孔具有较小的扩孔量和较好的断屑、排屑效果。     

机械式轴向深孔振动钻削系统的设计

深孔的钻削加工过程中,经常生成带状切屑,堵塞在孔内,对加工质量产生影响,特别是经常发生卡钻或断钻事故。如在钻削过程中,对切屑进行周期性断屑,并与负压抽屑装置配合使用,解决了深孔加工过程中断屑排屑困难的问题。设计一种机械式深孔振动钻削装置,对深孔进行振动钻削,可通过改变电机的转速调整其钻削频率,改变滑块的位置可调整振幅,显著特点是结构简单,振幅与频率调整方便,提高深孔的加工质量。     

小直径内排屑深孔振动钻削试验与分析

目前,国内外采用振动钻削来加工小直径深孔,但都存在着两类问题：一是振动钻削系统中,多数振动装置的振幅是不可调节的,或凋幅十分困难和麻烦;二是小直径深孔钻头的设计与制造,大部分是采用外排屑枪钻,很少采用内排屑深孔钻。由于小直径枪钻制造工艺上的困难,国内主要采用进口枪钻,价格昂贵,设备要求较高,很难在生产中推广使用。对此我们设计了振幅连续可调、操作简便的振动装置和制造工艺简单的小直径排屑深孔钻,并进行了φ8×300mm和φ6×50Omm的小直径深孔加工工艺试验,试验效果良好。一、振动钻削系统与内排屑深孔钻振动…     

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。     

环型饲料模侧孔的枪钻钻削进给装置结构设计

环形饲料模侧孔长径比达20：1,加工时存在导向、排屑、冷却等问题,采用枪钻加工时设计了枪钻钻削的进给装置。实践证明采用该进给装置获得的效率、精度及粗糙度完全满足饲料模的要求,成功地解决了饲料模例孔钻削问题。     

改进双刃枪钻的蠕铁加工试验研究

加工蠕墨铸铁时,由于切削温度过高、切削力过大,易导致孔加工质量变差.本文就此问题进行了双刃枪钻钻削蠕墨铸铁的试验研究,在双刃枪钻的前刀面增加一个断屑槽,使其变为正前角,以改善其切削性能.利用直接法建立断屑槽的数学模型,分别对比带断屑槽的双刃枪钻和不带断屑槽的普通双刃枪钻在钻削蠕墨铸铁时产生的铁屑,并在此基础上,通过改变...     

深孔超声轴向振动钻削装置的设计与研究

根据振动切削机理对超声振动钻削和普通钻削进行了分析比较,设计出一种在摇臂钻床上加工小直径深孔的超声轴向振动钻削装置。并分析了超声振动钻削装置设计中的一些关键技术问题,为在摇臂钻床上加工小直径深孔提供了一种新的工艺途径。     

超声轴向振动钻削机构的设计与研究

基于振动切削机理研制出一种轴向振动钻削机构,并将该机构应用于立式加工中心上对难加工材料进行切削加工实验.结果表明,超声振动钻削具有传统孔加工技术无可比拟的工艺效果.可提高小直径深孔的加工质量和效率,实现了在难加工材料上进行深孔的钻削加工.     

超细长小直径深孔振动钻削工艺

介绍了一种超细长外排屑深孔振动钻削系统,分析了外排屑DF系统加强排屑的机理,阐述了枪钻的选取与刃磨、钻削用量和振动参数的选取原则。用35CrMo进行了φ5.65×300mm钻削试验,结果表明只要参数选择得当就可以实现可靠断屑,使排屑顺畅,而且孔的精度很高。     

高温合金超声振动钻削系统设计及试验研究

高温合金在普通钻削中加工困难,不容易获得好的表面质量,超声振动钻削方法可以改善孔的加工质量。首先,对超声振动钻削孔加工的工作原理进行介绍,之后设计装置并对其中的变幅杆进行三维建模,应用ABAQUS软件平台,对超声振动钻削的变幅杆进行模态分析,生成了各阶频率下的模态阵型,得出最优频率。最后,在最优频率下,对高温合金材料进行超声振动钻削实际加工。研究结果表明,和普通钻削相比,超声振动钻削可以使高温合金孔表面粗糙度降低,表面质量较好。     

深孔振动钻削的断屑条件研究

本文通过建立深孔振动钻削的数学模型,在振动钻削相邻两转间的断屑条件的基础上推导出更为一般的断屑条件式,为振动钻削断屑过程的参数匹配提供了理论依据,并得到了振动钻削加工试验的证明。     

深孔振动钻削系统振幅损失研究

振动钻削是实现精密、无排屑故障深孔加工的必要条件。文章对振动钻削理论进行系统分析,给出了断屑条件,并在此基础上建立了振动钻削加工过程动力学模型,通过解析计算和实验验证,总结出该模型能够对振动钻削系统的振幅损失进行估算,从而为实现振动钻削过程的自主控制奠定理论基础。     

深孔加工轴向振动装置设计

深孔加工在孔加工中占有较大的比重,深孔加工技术的难点之一是连续自动排屑。本文基于振动钻削机理,结合现有轴向振动钻削装置,在此基础上进行改进,设计了一套轴向振动装置。装置中使用压电陶瓷致动器有效地避免了机械传动所产生振动的不稳定性。基于Deform-3D软件对轴向振动钻削进行切屑模拟实验,并通过实验验证了轴向振动钻削较普通钻削而言在断屑方面及孔表面质量方面所具有的优势。     

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。     

枪钻导流面后角对切屑性能的影响研究

枪钻加工是实现深孔加工的重要技术手段,由于孔径较大,在枪钻加工过程中,经常遇到排屑困难以及孔加工质量差等问题。而枪钻导流面作为与V型槽连接的最后一个刃磨平面,其作用往往被忽视。通过研究不同切削参数下钻削加工42CrMo合金钢材料时导流面后角对切屑、刀具磨损以及钻孔质量的影响,以被加工孔的表面粗糙度、圆度和孔径误差为指标对孔加工质量进行评价。     

钳工操作中深孔的钻削实践分析与改进

在金属切削加工过程中,钻削深孔一直是个难题,尤其是加工精度难以保证。深孔钻削的关键是解决断屑、排屑问题。从教学角度结合实践操作,针对钻削深孔加工存在的问题,设计了一种新型的内排屑深孔钻头。以钻头的结构和刃磨特点为切入点,结合生产实践进行了振动钻削实验,实现了断屑、排屑的流畅,达到了钻头应具备的良好性能。     

SiC颗粒增强铝基复合材料的超声振动钻削试验研究

在分析振动切削基本原理的基础上,采用了超声振动钻削的方法对金属基复合材料进行孔加工。借助自行研制的超声钻削设备,通过使用不同材质的硬质合金麻花钻,对两种不同含量的SiC颗粒增强铝基复合材料进行了普通钻削与超声振动钻削的对比试验。从复合材料的破碎形式、超声振动钻削力、钻头磨损以及孔的加工质量等4个方面对超声振动钻削复合材料的特性进行了研究。结果表明,轴向超声振动钻削能够提高入钻的定位精度及孔的表面质量,有效地改善钻头横刃的磨损,同时,钻削扭矩较普通钻削降低约30%。     

加工银铜合金枪钻切削参数优化

铜合金具有优良的延展性和韧性,钻削加工时产生的切屑很难折断,不易排出,对深孔加工来说是典型的难加工材料。国内某发动机有限公司零部件生产线采用枪钻加工银铜合金深孔,针对加工中出现的断屑困难问题,本文通过优化切削参数,解决了刀具加工中断屑排屑困难问题,并总结出切削参数与切屑形状的关系,为银铜合金深孔加工参数选择提供参考。。     

振动钻削改善排屑效果机理的研究

通过建立常规钻削加工排屑管中切屑颗粒的运动方程 ,推导出振动钻削加工条件下切屑颗粒的运动特点 ,研究了振动参数对排屑速度的影响 ,分析了振动钻削提高排屑能力的原因 ,并提出优先选择振动频率的低频振动钻削加工原则 ,为振动钻削的参数匹配提供了理论基础