钛合金小直径深孔的振动钻削研究

钛合金的小直径深孔的钻削是机械加工中的难题之一。采用低频轴向振动钻孔方法解决了这个难题。本文主要就钛合金小直径深孔的振动钻削的刀具设计、断屑排屑、加工质量等进行了研究。     

小直径深孔振动钻削系统设计与试验

振动钻削是解决小直径深孔加工的有效工艺途径之一。钻削效果的好坏主要取决于振动系统的性能、钻头的设计和参数的选择，本文就这几个问题，设计了新型的振动系统和 Ｄ Ｆ 钻头，并进行了６ｍ ｍ 和８ｍ ｍ 深孔钻削试验，取得了良好的工艺效果。     

低频振动钻削钛合金深小孔的试验研究

利用自行设计制造的激振装置和小直径内排屑深孔钻 ,成功地实现了对钛合金的轴向振动钻削加工 ,得到良好的加工效果 .在对振动钻削和普通钻削的加工过程和试验结果进行对比分析的基础上 ,得出结论 :振动钻削改变了钻削机理 ,改善了钻削条件 ,从而可明显地提高入钻定位精度 ,控制断屑过程 ,改善孔壁粗糙度和圆度 ,提高孔径尺寸精度 .振动钻削非常适宜于加工小直径深孔 .     

低频振动钻削钛合金深小孔的试验研究

利用自行设计制造的激振装置和小直径内排屑深孔钻，成功地实现了对钛合金的轴向振动钻削加工，得到良好的加工效果，在对振动钻削和普通钻削的加工过程和试验结果进行对比分析的基础上，得出结论：振动钻削改变了钻削机理，改善了钻削条件，从而可明显地提高入钻定位精度，控制断屑过程，改善孔壁粗糙度和圆度，提高孔径尺寸精度，振动钻削非常适宜于加工小直径深孔。     

微小孔振动钻削机理研究

采用振动钻削的方法对微小孔进行钻削加工,设计制作了一台新型、高效的超声波振动钻削设备,在几种常见材料上,通过改变振动钻削参数,进行孔径为０．２￣１．０ｍｍ的粘削实验;借助扫描电镜,分析孔的表面和剖面形状,对普通钻削与振动钻削加工的孔进行了比较;从入钻过程、孔的尺寸形位精度、切屑切屑形式、孔的表面质量、钻头寿命等方面分析总结出微孔振动钻削的加工机理。     

枪钻系统DF钻系统振动切削深孔加工技术通过部级技术鉴定

由陕西机械学院西安深孔加工技术研究中心承担的国家“七五”期间重点科技攻关项目——枪钻系统、DF钻系统振动切削深孔加工技术,于1990年6月通过机电部科技司、机床工具所组织的部级鉴定。本项目是结合我国当前容量最大的60万千瓦汽轮机生产中难加工材料小直径精密深孔加工进行的。课题组经过近五年的努力,在全面的理论分析与试验研究的基础上,形成了两种新型深孔加工系统——振动切削枪钻系统和DF钻系统,并经生产验证,均已达到实用化程度,技术先进,性能可靠。     

轴向超声振动辅助钻削机理与试验研究

针对传统钻削过程中经常出现断屑、排屑困难以及加工质量差等问题, 提出了轴向超声振动辅助钻削加工方法,并研究了其运动特性和断屑机理.利用自行设计的轴向超声振动辅助钻削系统对45号钢进行了传统钻削与轴向超声振动辅助钻削的对比试验.从孔的粗糙度、表面微观形貌、切屑形态等方面进行研究.结果表明,相对于传统钻削,轴向超声振动辅助钻削能有效降低孔表面粗糙度,改善孔表面微观形貌.另外,对试验结果进行方差分析,结果显示主轴转速和超声振幅对孔表面粗糙度有显著影响,其中当振幅在20μm,主轴转速在450r/min时加工效果最好.     

深孔加工技术及其应用

评述了五种深孔加工系统——麻花钻系统、枪钻系统、BTA系统、喷吸钻系统、DF钻系统的特点与应用,以及振动切削技术在深孔加工中的应用。     

纸质材料深孔钻削加工工艺的探讨

涉及的纸质材料孔加工工艺是金融界为了销毁已兑付或作废的各种有价证券而提出的课题，通过对材质材料钻削加工性能与钻削工具的改进，同时正确地设计、选择钻削要素。最终基本达到了设计要求，填补了市场纸质材料深孔钻削加工的空白。     

深孔加工技术研究

深孔加工与普通孔的加工有所不同,其中有些孔的加工精度和表面质量要求较高,而且有的被加工材料的切削性能较差,加工更加的困难。通过简要阐述深孔钻削加工的特点,刀具的结构,并通过介绍在钻削加工过程出现的一些问题,提出了以下改进措施,从而改善了深孔加工中冷却、断屑、导向问题,提高了钻削的性能,降低了成本,提高了产品的精度。     

振动钻孔及其驱动装置

本文着重在振动切削与深孔加工技术的结合上,概括介绍振动切削原理、振动驱动装置、振动钻孔的工艺效果及发展趋势。由于振动切削深孔加工技术的发展与完善,为传统深孔加工技术的发展开辟了新的途径。     

不锈钢管小群孔激光加工技术

采用理论与实验优化相结合的方法,研究了不同的激光能量和不同的脉冲宽度、脉冲频率对1Cr18N i9Ti不锈钢管小群孔激光加工精度的影响,结果表明:经使用优化后的激光参数所钻出的孔其孔径和孔深基本能达到设计要求。钻孔效率较常规的机械加工提高十倍以上,通过此类激光钻孔实验可优化激光钻不锈钢管的相关激光参数,积累实验数据。     

随钻地震钻头震源波动方程的高频近似解法

由于几何光学法求解钻头震源波动方程的高频近似解有局限性,即在焦散区失效,故只能计算非焦散区的高频近似解.采用Maslov方法求解了波动方程在焦散区和非焦散区的高频近似解,并借此得到了钻头震源波动方程在三维空间中焦散区和非焦散区处处有效的高频近似解.研究结果表明,根据解得波动方程的数值解可绘出钻头震源波场图,可对钻头震源波场传播特性进行进一步的研究.     

钻铤柱长度及减震器位置对ZJ45J钻机钻柱振动的影响

本文建立了钻机—钻柱—减震器振动系统的力学模型及其运动方程,求得了钻铤柱不同长度和减震器不同位置对钻柱纵振影响的数值,因而发现:钻铤柱长度的改变仅对系统纵振的固有低频产生明显影响;钻柱振动位移亦随钻铤拄长度增加而增加;还发现钻柱固有纵振与固有扭振具有同时激励的可能;证实了减震器的效果以安装于钻机与钻柱之间较为理想,它既降低了转盘临界转速,又减小了各部分振动位移。最后指明了使用变刚度弹力阻尼减震器的方向.     

深孔分段爆破法掘进采空区充填井成井的研究

采空区掘进充填井是一次回采嗣后块石胶结充填采矿法的关键。如不解决,采空区将不断扩大,势必造成地压危害和残留空场硫铁矿矿石氧化自然发火。而新桥硫铁矿采空区已达10~4m~3以上。解决采空区充填井已是燃眉之急。采用SQZ-1型潜孔钻车钻凿深孔而后分段爆破成充填井的成功,既解决了新桥矿采空区充填问题,又解决了其他方法不能掘进采空区充填井的问题,对类似矿山有较大的推广应用价值。     

钻井液对钻柱横向振动固有频率的影响

为了研究钻柱系统的振动模态以及动力学特性,利用动力学理论研究了钻柱内、外钻井液对钻柱横向振动固有频率的影响。引入附加质量系数,通过线性化假设,并进行Laplace变换,导出了钻井液排量、井眼直径与钻柱外径的比值与附加质量系数的关系。研究结果表明,钻井液的存在导致钻柱的固有频率与不考虑钻井液相比有较大的下降;钻柱内、外钻井液对钻柱横向振动固有频率的作用机理不同,其中环空内钻井液对钻柱横向振动固有频率的影响要远远大于人们的估计。     

高温合金轴向超声振动钻削减摩机理

针对高温合金钻削困难、钻削过程中摩擦力大等问题,采用超声振动技术加工.首先,分析了超声振动减摩机理,构建了平均摩擦力与振动参数之间的关系,并得出了平均摩擦力与振幅之间的变化趋势.建立轴向超声振动钻削系统,利用该系统对高温合金进行钻削加工.结果表明:振动振幅对孔壁表面质量的影响符合超声振动钻削的减摩特性.利用优化后的振幅超声振动钻削,与普通钻削相比,切屑形态更加规整,孔壁表面粗糙度值更小,表面质量更好.     

基于螺旋面钻头振动钻削实验研究及机理分析

通过振动钻削实验装置,采用普通麻花钻和螺旋面钻头在不同的振动钻削参数下对高温合金和碳钢进行振动钻削实验,分析基于螺旋面钻头普通钻削和轴向振动钻削条件下不同的断屑效果.并针对钻削中轴向钻削力和扭矩进行实验研究和理论分析,研究普通麻花钻和刃磨螺旋面麻花钻对加工过程的不同影响.实验结果表明:与普通钻削所得的切屑比较,振动钻削有利于断屑,切屑体积小,排屑顺畅;复杂螺旋面振动钻削中轴向力与扭矩比普通麻花钻小,其轴向力的变化过程也比普通麻花钻平稳.     

齿轮齿条钻机起升系统多体动力学建模与分析

齿轮齿条钻机可以利用齿条齿轮技术带动顶部驱动装置直接起下钻具,是目前国内较为先进的新型石油钻机。建立了井架的等效模型和起升系统的等效模型,利用能量法,建立拉格朗日方程,对齿轮齿条钻机的起升系统进行多体动力学分析。利用ADAMS建立虚拟样机,对数学模型的分析结果进行验证。由于井架刚度很大,研究齿轮齿条钻机起升系统的动力学特性时,可忽略其柔性的影响。考虑钻柱运动所受阻尼作用,开钻初始时刻钻头有较为明显的振动,但不影响向下钻进的速度,且逐渐趋于平稳钻进。