微小孔加工与微细钻头

根据微小孔的加工特点，介绍了微孔钻削刀具——微钻头的结构形式、材料特性及刃磨要点，概述了微小孔的各种加工方法及加工性能。     

基于多功能加工平台的微细电解加工工艺

利用多功能微细加工平台的微细电火花加工技术为微细电解加工在线制作微细电极,在低浓度钝化电解液、低加工电压和高频窄脉冲电流加工条件下,利用高速旋转工具电极和微电流密度下电解钝化作用,实现了微米级的微细电解加工.通过工艺实验,研究电压、电解液浓度和进给速度等参数对加工间隙的影响,优化工艺参数.在优化加工条件下,在厚为100μm的不锈钢薄片上微细电解钻削出65μm的微小孔.针对成型电极在微细加工中暴露出的缺点,提出了利用旋转微细电极像微铣刀一样进行微细电解铣削新工艺,加工出高精度型孔和悬臂梁等微结构.     

PVD涂层高速钢微钻用于铝合金钻削性能研究

为了提高高速钢微细钻头的钻削质量,研究了物理气相沉积(PVD)涂层高速钢微细钻头在高速干式环境下钻削铝合金时的钻削性能。应用PVD离子镀技术在直径0.2 mm的高速钢微细钻头上制备Ti Al Si N、DLC、Ti N和Al Ti N 4种涂层,并通过同时沉积涂层的高速钢圆盘间接测量得到涂层的显微硬度、厚度和平均摩擦系数。以6061铝合金为被加工零件对涂层的实际加工性能进行了试验测试,得到了已钻取孔的表面形貌、直径和角磨损量。通过VHM-I04显微硬度计在0.49 N下测定,DLC涂层微钻的显微硬度为2 800,摩擦系数为0.05,钻削效果在所有涂层微钻和未涂层微钻中最好。因与高速钢基体结合差,导致Ti Al Si N涂层容易脱落、微钻磨损快,故Ti Al Si N涂层不适合沉积在微钻表面。     

阶跃式多元变参数振动钻削叠层复合材料的加工精度

针对叠层复合材料的微小孔加工，提出了阶跃式多元变参数振动钻削新方法。在钻入、钻中、交互区和钻出的多区段钻削模型基础上，分析了产互区的分厚切削特性、自然分屑行性和多倍分离断屑特性。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，进行了多元正交多项式回归优化试验。结果表明，阶跃式多元变参数振动粘销显著提高了孔的加工精度，是实现叠层复合材料微小孔加工的一种有效的优化加工方法。     

可加工陶瓷材料ZrO2/CePO4钻削刀具的磨损

通过ZrO2/CePO4陶瓷的钻削实验,研究刀具磨损特性,分析各因素对刀具磨损的影响.分别应用硬质合金和高速钢钻头对制备的可加工陶瓷ZrO2/CePO4进行钻削加工.通过主后刀面的磨损测试和电镜观察,考察ZrO2/CePO4钻削中的刀具磨损形态、过程以及刀具材料、刀具角度、冷却条件对刀具磨损的影响.结果表明,高速钢刀具因磨损严重,不适于ZrO2/CePO4陶瓷的钻削.可加工陶瓷ZrO2/CePO4钻削过程中,硬质合金钻头的磨损主要包括3种形态:主后刀面磨损、第一副后刀面磨损和横刃磨损.与低碳钢比较,钻削ZrO2/CePO4陶瓷时硬质合金刀具的磨损速度增长较快,冷却条件对刀具磨损的影响显著.刀具材料和冷却条件是影响ZrO2/CePO4陶瓷钻削刀具磨损的主要因素.     

枪钻几何结构参数对钻削力的影响规律

枪钻钻头自身独特的复杂结构使深孔钻削的过程变得较为复杂。钻头几何结构参数设计得不合理会引起钻削力较大,导致温度升高、刀具磨损严重和降低孔加工质量等一系列问题。通过对钻头静力学分析,借助群钻钻削力的计算方法,将刀具内、外刃分解为微切削单元进行分析进而建立枪钻钻头的力学模型。通过数值仿真研究枪钻钻头几何结构参数的改变对钻削力变化的影响规律,从而进一步优化相关参数并通过实验验证。试验结果表明钻削力的变化与仿真分析的规律相吻合,进而为枪钻几何结构的优化设计提供了依据。     

枪钻几何结构参数对钻削力影响规律的研究

枪钻钻头自身独特的复杂结构使深孔钻削的过程变得较为复杂。钻头几何结构参数设计的不合理会引起钻削力较大,导致温度升高、刀具磨损严重和降低孔加工质量等一系列问题。本文通过对钻头静力学分析,借助群钻钻削力的计算方法,将刀具内、外刃分解为微切削单元进行分析进而建立枪钻钻头的力学模型。通过数值仿真研究枪钻钻头几何结构参数的改变对钻削力变化的影响规律,从而进一步优化相关参数并通过实验验证。试验结果表明,钻削力的变化与仿真分析的规律相吻合,进而为枪钻几何结构的优化设计提供了依据。     

电镀金刚石刀具钻削碳纤维复合材料磨粒磨损特征研究

采用电镀金刚石钻磨组合刀具钻削碳纤维复合材料能够有效地减小或消除毛刺和分层等加工缺陷,刀具的使用寿命主要取决于电镀金刚石磨粒的使用寿命．为此,对研制的刀具表面电镀金刚石磨粒的加工磨损形态进行了系统的统计观测．研究结果表明：采用电镀金刚石钻磨组合刀具钻削T300碳纤维复合材料过程中,电镀层的金刚石磨粒具有独特的初期不稳定磨损、混合磨损和正常磨损3个阶段,其磨损形态与钻削产生的轴向力具有显著的线性关系．随着钻孔数目的增加,钻磨孔的轴向力逐渐增大,但是加工出的孔径在刀具经过初期磨损后仍然能够较长时间地稳定在0．024mm误差范围内．     

双螺旋电极在深微孔电火花加工中的研究

为了提高电火花加工微小孔的效率和微孔深径比,制备双螺旋形貌结构的微细电极。在相同工艺参数条件下,通过实验与旋转削边微细电极加工微小孔的相同指标进行对比。用Fluent软件分别建立削边电极和双螺旋电极下的间隙流体的流体力学模型,并对其进行流场仿真,分别从轴向速度场、流量以及压力场进行对比分析。研究结果表明:双螺旋电极比削边电极具有更快的加工速度和更大的微孔深径比,显著提高微细电火花的加工性能。双螺旋电极的特殊形貌结构在随主轴旋转的过程中,形成2个阿基米德螺旋,增强间隙流体的Z向对流运动,从而加速新鲜工作液的流入和含电蚀碎屑工作液的排出。     

阴极高速旋转对微细电化学钻孔加工精度的影响

微小孔在航空航天领域有广泛应用,而微细电化学加工是一种比较理想的微小孔方法。对工具阴极高速旋转条件下,工具阴极表面形成具有一定绝缘效果气泡层的现象进行了研究。分析了工具阴极旋转速度对微小孔电化学加工时半径过切值和杂散腐蚀的影响。结果表明,采用高旋转速度有利于减小微小孔电化学加工时半径过切值、表面粗糙度值和杂散腐蚀,对微小孔的加工精度提高起到了重要作用。     

非共轴螺旋面微孔钻钻尖的数学模型

根据深微孔加工的特点,阐述了研究钻削深微孔用新型钻尖的重要性;建立了新型钻尖后刀面和前刀面的数学模型;介绍了主切削刃的求解以及非共辆螺旋面钻尖刀面的刃磨原理;得到了给定刃磨参数下钻尖的计算机仿真的结果。     

微摩擦测试的微力传感器设计

论述了一种新的应用于微摩擦测试的微力传感器，这种微力传感器能同时测定微小摩擦力及相应正压力的大小，其独特的悬臂结构消除了多维力传感器普遍关注的耦合问题．正压力和摩擦力的测力原理分别基于应变片法和位移法．标定及静态特性的分析表明，该微力传感器具有较高的测力精度和分辨力，适合于mN级的摩擦测试．摩擦测试实验表明，该微力传感器完全能进行各种润滑膜的微摩擦性能评估测试，从而为微摩擦研究提供了一种有效的实验工具．     

大口径光学元件微纳加工与检测技术研究与应用

超精密金刚石砂轮磨削是大口径先进光学元件微纳加工的主要技术,是实现确定性批量加工的重要保证.以实现高精度、高效率、高自动化程度加工为目的,阐述了大口径光学元件微纳加工与检测的加工技术系统,详细分析高精度加工设备及工艺控制、大尺寸检测、加工环境监控、快速抛光、表面织构化等研究应用情况.     

冲顶开窗径向水平井转向送进关键技术

为解决传统径向水平井技术套管段铣和大直径扩孔困难等问题,提出在免扩孔条件下一次性实现径向水平井开窗及钻进的技术方案,设计在Φ139.7 mm套管内使用的转向工具,该工具利用液压冲顶方式进行套管开窗,并采用Φ14 mm无缝钢管作为喷射钻进的钻管。数值模拟与室内试验表明,采用纵向冲顶方式可满足套管开窗要求;在45 MPa泵压作用下钻管能够克服转向阻力实现送进;当冲头下倾角度为11°时能有效地实现钻管矫直与长距离送进;采用液压冲顶套管与金属钻管送进相结合的方式可满足超短半径径向水平井作业要求,为下一步联合水力钻头进行高压喷射破岩奠定基础。     

金刚石对顶砧封垫材料显微激光打孔机设计

基于激光打孔原理, 根据金刚石对顶砧金属封垫材料的孔型及尺寸要求, 设计开发适用于金刚石对顶砧金属封垫材料的精密显微激光打孔装置. 实验结果表明, 该装置系统可满足金刚石对顶砧金属封垫材料微米尺度圆孔的激光打孔要求.     

微系统制造中的3维微成形技术

该文提出了微系统的定义，指出了它区别于宏系统、微电子系统的特点及这些特点对微成形技术的影响。分析了作为现阶段微系统主流制造技术的微电子IC工艺的优缺点；评述了UGA、DRIE、微浮雕、RPM4种3维微成形法；指出了如何将其组合以适应微光学系统、微流体系统、微机构等商品化的配套需要；提出了微系统中值得研究的若干课题群。     

曲面上非径向孔加工工艺的研究

本文分析曲面上非径向孔的加工方法及其切削模型,提出了一种合理的钻削模型,并给出了相应专用钻头的结构设计、几何参数选择及切削用量推荐值。     

铝基复合材料的钻削及攻丝加工试验

采用硬质合金、ＴｉＮ涂层、高速钢和深冷处理四种刀具材料对ＳｉＣｗ／ＬＤ２、ＳｉＣｐ／ＬＤ２铝基复合材料的小孔钻削性能进行研究。确认由于复合材料增强相的作用，使得其机械加工性能变得很差，其中刀具剧烈磨损和加工表面质量恶化是主要突出问题。     

阆中南部地区大安寨段储层特征及控制因素

利用沉积岩石学、储层地质学、测井地质学等理论及技术方法,依据钻井、录井、岩芯、测井和室内测试分析 等资料,对研究区侏罗系自流井组大安寨段储层特征及控制因素开展了研究。研究表明,大安寨段储集层岩性为残余 介壳灰岩、粉粗晶介壳灰岩、亮晶介壳屑灰岩和泥质介壳灰岩;岩石以介壳为主,矿物以方解石为主,沉积环境主 要为介屑滩微相;主要储渗空间为溶蚀孔洞、晶间孔和裂缝,孔隙以微孔隙为主,喉道以微喉道为主;储层孔隙总体较 差,主要为微孔微喉型和微孔细喉型;储层为孔隙、裂缝双重介质型的特低孔低渗致密储层。储集体分布受沉积微相 控制,介屑滩相是储层发育的最有利相带;优质储层的发育受沉积古地貌高地控制;溶蚀作用、构造破裂作用等对溶蚀 孔洞和裂缝的发育起建设性作用,压实压溶作用、方解石胶结作用对储层物性起破坏性作用。     

微纳米马达在药物递送的应用进展

 微纳米马达药物递送技术是一种基于药物载体自身可发生自主运动的新型体内药物递送模式,可以在无损模式下促进治疗药物在病变部位的有效富集、滞留与渗透。简述了微纳米马达药物递送技术的研究进展,阐述了微纳米马达的给药方式、药物负载方式、微纳米马达药物递送体系的靶向能力、微纳米马达在生理环境下的药物递送运动、微纳米马达自主运动在提高细胞摄取和组织渗透性方面的促进作用,以及微纳米马达药物递送体系的具体应用案例等,展望了该领域的未来发展趋势。