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.     

玻璃纤维增强树脂基复合材料厚板钻削试验研究

使用HSS及硬质合金钻头钻削加工GFRP厚板,并利用正交试验分析方法,采用不同的钻削参数对高强玻璃纤维复合材料厚板进行钻削实验,得出了适宜的切削参数.最后,利用正交回归原理建立了轴向力经验公式,预测轴向力随切削参数的变化趋势.     

大厚度碳纤维复合材料变参数制孔工艺研究

大厚度碳纤维复合材料(CFRP)在大型飞机构件上应用广泛,经常需要对其进行大量的深孔加工．采用固定钻削参数加工工艺会导致钻削过程中热量严重累积,树脂高温软化,进而引起材料性能下降,严重影响制孔质量．因此为确定合适的加工工艺参数,研究深孔钻削过程中不同区段工艺对质量的影响,先对大厚度复合材料板钻削加工区段进行了划分,通过实验分析研究钻削过程中不同钻削阶段的热力学特性,得出了不同钻削阶段合适的钻削参数．在此基础上,以加工质量和效率为目标,提出一种分阶段变参数钻削大厚度复合材料板工艺方法,发现采用此种方法可以降低钻削过程产热以及出口位置轴向力,同时保证出口质量和孔壁质量,提高加工效率,是一种有效的新型加工工艺方案．     

40Cr钢的钻削力仿真与实验研究

通过单因素试验,研究了在40Cr钢的钻削加工过程中,不同切削参数对钻削力和扭矩的影响.通过大型金属塑性成形有限元软件Deform-3D对钻削过程进行仿真研究,并将仿真结果和实验结果作了对比.结果表明,在进给量不变的情况下,随着切削速度的增加,钻头所受轴向力和扭矩先变大后减小;在相同的切削速度条件下,随着进给量的不断增大,轴向力和扭矩几乎线性增大;钻削力和扭矩的仿真结果比实验结果略小,说明仿真结果具备比较高的可靠性,可以对实验结果起到近似的预测作用.     

颅骨微创小孔钻削工艺参数的正交实验法优化研究

钻削力影响手术对人体的损伤程度和术后康复时间,合理的骨钻削工艺参数可以大幅度减小钻削力.本文采用正交实验法就医疗麻花钻对颅骨微创小孔钻削力的工艺参数进行优化研究,并找出了最小钻削力的钻削工艺参数.颅骨钻削正交实验是以钻削力作为实验指标,主轴进给速度f、主轴转速n、钻削角度β作为正交实验的3种因素,为了使结果更为准确和真实,采用四水平钻削工艺参数.试验结果表明:对钻削力影响因素由高到低的顺序是nfβ,最优钻削工艺参数组合为n(1600 r/min)、f(10 mm/min)、β(0°).     

麻花钻的钻削参数对钛合金钻削性能的影响

为提高麻花钻对钛合金材料的钻削工艺,采用DEFORM-3D软件建立了麻花钻钻削钛合金的有限元仿真模型。应用正交试验分析了在钻削过程中,钻头直径、钻削速度、进给量3个因素对麻花钻轴向力的影响。采用极差和方差分析,确定了最优钻削参数组合并检验了各因素对轴向力的显著性。根据正交试验数据,利用MATLAB软件进行了多元线性回归分析,建立了钻削力的数学模型。通过经验公式计算与仿真数据的对比分析,为后续钛合金材料在实际钻削加工过程中钻削参数的选择、优化提供了理论依据。     

TC4钛合金小孔钻削试验及钻孔质量研究

为了研究TC4钛合金的小孔钻削性能,采用单因素试验设计,利用DEFORM-3D软件建立钻削仿真模型,并结合钻削试验对比,分析了小直径麻花钻的主轴转速与进给速度在单一变量下对钛合金钻削轴向力的影响趋势。结果表明:钻削轴向力随主轴转速的增大而减小,随进给速度的增大呈波动上升趋势。基于钻削试验数据,利用MATLAB软件进行了多元回归分析,建立了钻削轴向力与进给速度、主轴转速之间的关系式,并进行了对比验证。通过立式显微镜对不同钻削参数下钻孔表面形貌和钻屑形态进行了观测与分析。     

数控机床振动钻削运动学特性及加工参数优化

针对TA6钛合金难加工的特点，通过麻花钻对合金实施振动钻削测试。研究结果表明：与常规钻削方式相比，钻削力发生了动态分量的显著提升，更易生成切屑。本实验振动钻削形成的轴向力与扭矩均值相对常规钻削方式下降比例为10%～15%。提高钻削速度后，形成了明显波动的轴向力与扭矩，但整体波动程度很小。当振幅提高后，轴向力降低，而扭矩则表现为先降低再升高的变化特征。     

铝合金叠层板钻削层间毛刺高度预测模型

叠层构件制孔容易生成层间毛刺,严重影响加工质量和效率。为了探究层间毛刺生成过程,预测毛刺高度,提出有效控制层间毛刺的工艺方法,该文首先通过实验建立钻削轴向力经验公式,然后采用有限元方法计算单层板在理论钻削力下的变形量,进而预测层间毛刺生成初始位置,最后运用能量法建立叠层钻削层间毛刺高度理论模型。应用硬质合金麻花钻在铝合金叠层试件上开展钻削实验,结果表明:理论模型能够有效地预测层间毛刺高度,揭示进给量和层间间隙对层间毛刺的影响规律,有助于优化叠层钻削工艺参数。     

高速钻骨过程中切削力的仿真与实验研究

基于弹塑性有限元模型,实现高速钻骨时骨组织-器械交互状态的仿真;根据动物标本钻骨实验结果,通过优化方法实现模型损伤参数的快速辨识;结合有限元仿真和标本骨实验,研究高速钻骨过程中切削力随不同钻削参数的变化规律。研究结果表明:钻削轴向力仿真结果与实验结果较吻合,验证了损伤参数的有效性及有限元模型的适用性;手术中应该选择较小的进给量和更高的钻速以实现安全钻削。     

新型TiCN涂层钻头的磨损机理

以M35钴高速钢为基体材料开发出新型TiN、TiCN和TiAlN涂层钻头,通过切削奥氏体不锈钢1Crl8Ni9Ti对比试验发现,TiCN涂层钻头的使用寿命最长、磨损形态最好．为了进一步揭示TiCN涂层的磨损机理,以该新型钻头在加工过程中刀具表面成分变化动态跟踪的方式,分析TiCN涂层钻头在切削过程中成分变化规律和后刀面的磨损过程,归纳出了TiCN涂层钻头的磨损机理并解释了该涂层在加工不锈钢时所表现出优良切削性能的原因．研究结果对奥氏体不锈钢加工钻头的开发、钻削加工参数的优化具有指导意义．     

影响涂层硬质合金刀具切削性能微观因素研究

通过切削奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti的试验,借助扫描电镜、电子探针仪观察了两种涂层硬质合金刀具磨损形态、断口形貌,对磨损微区、刀具断口进行了能谱及成分分析.试验及分析结果表明:采用相同切削参数时,GC2025刀具的切削力比YBC251刀具小;GC2025刀具寿命显著高于YBC251刀具;YBC251刀具的磨损、破损...     

Research on High-Speed Drilling Performances of Austenitic Stainless Steels

Due to specific properties arising from their structure (high ductility, high toughness,strong tenacious and low heat conductivity), the stainless steels have poor machinability. The drilling of the stainless steels becomes the machining difficulty for their serious work-hardening and abrasion of tools. In this paper, the austenitic stainless steel is used as the work-piece to perform the contrastive experiments with the TiN coated and TiAlN-coated high-speed steel drills. The cutting force, torque, cutting temperature, and the abrasion of drills and tool life are tested and analyzed in the process of high-speed drilling. Experiment results show the effect of drilling speed on cutting force, cutting temperature, and drill wear. TiAlN-coated drills demonstrate better performances in high speed drilling. The research results will be of great benefit in the selection of drills and in the control of tool wear in high speed drilling of stainless steels.     

SiC对不锈钢的摩擦磨损特性

在室温、无润滑的条件下,利用销盘式摩擦磨损实验考察了SiC与不锈钢(1Cr18Ni9Ti)组成摩擦副的摩擦磨损特性,SiC在5 N和20 N载荷作用下磨损机制为脆性分层磨损.SiC随载荷增加摩擦系数减少,但磨损率随载荷增加而增加.结果表明,SiC与不锈钢对磨时,磨损率达10-4mm3/(N.m)-1数量级,属磨损剧烈,不适合组成摩擦副.     

Ca-S复合易切削不锈钢钻削加工性试验研究

本文从钻头的耐用度、钻削力、钻削温度和断、排屑等方面,对新研制的0Cr16Ni10CaS易切不锈钢的钻削加工性进行了试验研究。并利用扫描电镜等手段对钻屑根部进行了观察,分析了其易切削机理。由于复合加入了Ca、S易切削元素,在钻削时,起到了形成微空洞、应力集中源、减少内摩擦和降低加工硬化等作用。因而有效地改善了其钻削加工性。     

陶瓷刀具切削不锈钢的切削性能及其失效机理分析

考察了Ｓｉ３Ｎ４基和Ｔｉ（ＣＮ）基两种陶瓷刀具切削１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢的耐磨性能，对磨损表面进行了观察和分析，结果表明：ＦＤ０３在进刀量为０．１ｍｍ时，磨损值随切速变化比较稳定，在切速１．６ｍ／ｓ时出现最小磨损。进刀量为０．４ｍｍ时，磨损值出现跳跃，ＦＤ０３的主要磨损机制为微崩和粘着剥落；ＦＤ２２在两种进刀量条件下，出现了最佳切削速度（２．２ｍ／ｓ），其主要磨损机制是高温引起的陶瓷粘结剂的熔化导致粘着剥落。     

二维断屑槽的断屑界限及其判别式的研究

本文通过用二维断屑槽加工1Cr18Ni9Ti不锈钢的断屑试验,得出了极限进给量和极限切削深度的经验公式。并分析了主偏角、槽宽、刀尖圆弧半径、切削速度等因素对切屑折断界限的影响规律。同时,在试验的基础上推出了切屑折断的判别式。这可供用二维槽型刀片加工不锈钢时,判断切屑是否折断或根据加工条件选择合适的刀片时参考。     

0Cr18Mo2与1Cr18Ni9Ti异种不锈钢焊接工艺研究

对 0Cr18Mo2和 1Cr18Ni9Ti异种不锈钢采用手工电弧焊进行焊接 ,检验焊接质量 ,通过光学显微镜、扫描电镜(SEM)等手段分析焊接区的显微组织 ,测试力学性能。结果表明 ,焊接工艺规范合理 ,焊缝质量良好 ,其强度和韧性均达到母材的水平     

Heat Transfer Analysis and Heat Transfer Coefficient Determination of Stainless Steel

研究了非等温圆柱体热压时的传热规律，并计算出接触表面热传导系数值。在实验室，测定非变形压缩下的１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢试样若干点的温度，根据得到的数据分析工件导热特性，利用有限差分技术，确定热传导系数值。