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。     

碳纤维复合材料小孔钻削工艺参数优化

采用硬质合金麻花钻进行了碳纤维增强树脂基复合材料直径3 mm小孔的钻削试验,研究了工艺参数、刀具磨损对切削力和制孔质量的影响规律.首先,通过钻削试验,测得了不同工艺参数下的钻削力,回归分析得到了钻削轴向力和扭矩与转速和进给速度之间的关系式.然后,通过刀具磨损试验,获得了后刀面磨损量随制孔个数的变化曲线;对孔出口毛刺损伤进行测量统计和分析拟合,得到了毛刺面积与钻削扭矩间的关系式.最后,以材料去除率最大为优化目标,以钻削后无分层且毛刺损伤满足要求为约束条件,建立了工艺参数优化模型,获得了最优转速和进给速度.     

加工工艺参数对碳纤维增强复合材料层合板制孔质量的影响

为了研究不同的钻孔参数对制孔质量的影响,本文采取五种不同顶角的刀具(90°、118°、140°、160°、180°)以及不同进给速度对碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics)层合板进行钻削实验,将钻孔参数与制孔质量的关系进行拟合,建立了基于分层因子的评价方法,并由此开发一种CFRP钻孔工艺参数知识库系统。通过对不同顶角钻头的轴向力-时间曲线、进给率/顶角-轴向力拟合关系图进行分析,并对比不同顶角钻头的扫面电子显微镜(SEM)图象,发现：钻头顶角越大,进给率越大则钻削轴向力越大,出口分层缺陷越严重;钻削参数为小顶角、低进给时,出口质量更优异。     

出口抑制机构对管钻钻削复合材料脱层之影响

复合材料被广泛应用于航天、国防、化工与运输业,但它却是一种让人既爱又恨的构件材料．究其原因,系复合材料既具有优秀的机械特性（高强度一重量比、高破裂韧性与杰出腐蚀抵抗性）,又带有一些加工缺陷（脱层、纤维突出、夹层裂缝或热降低）．就复合材料的加工而言,钻削是一种重要的制孔方法,并且花费在钻削工具上的成本最多．从成本与生产力的角度看．建立钻削加工的数学模型来获得无脱层的复合材料构件非常重要．由于轴向推力是引起钻削脱层的主要原因．若能降低材料钻削出口的轴向推力,即可避免钻削脱层的发生．文章尝试藉由线弹性破裂力学与能量守恒观念．推导出利用出口抑制机构来管钻复合材料时的轴向推力．并且获得的理论结果与实际的加工经验吻合．这一无脱层复合材料钻孔的研究．未来仍须接受强有力的挑战与考验．     

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。     

利用磁化切削提高深孔零件的加工质量

深孔零件用传统的机械加工方法加工,加工难度大,加工质量难以保证.磁化切削是一种特种加工方法,他能使深孔零件钻削过程中的切削力下降、切削热减少、并使零件加工质量得到改进.正确选择磁化切削中的磁动势、励磁电流等参数,可使零件获远好于普通切削的切削效果.     

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．     

深孔麻花钻三维参数化设计及其优化

为减小深孔麻花钻在切削过程中的刀具损伤,延长其使用寿命,选定其几何参数为优化对象,以切削过程中钻削力达到最小为优化目标,基于所开发的深孔麻花钻三维参数化设计模块,结合有限元仿真以及多元正交非线性回归试验设计等方法,建立钻削力数学模型,并运用遗传算法实现优化。结果显示,当深孔麻花钻的第一后角、钻尖顶角以及螺旋角分别为5.24°、141.56°、64.99°时,其钻削力最小。深孔麻花钻三维参数化设计模块应用数据库技术,解决了传统设计过程中效率低、工作量大以及精度较差等问题。     

碳纤维复合材料铝合金叠层制孔工艺研究

为提高叠层材料制孔质量満足装配与连接的要求,对CFRP/A1叠层材料进行了钻削试验研究。研究了不同叠层顺序、不同刀具材料在变换加工参数时对轴向力的影响。结果表明:从复合材料侧钻入时,由于铝合金对复合材料产生的支撑作用制孔质量得到了明显提高;从铝合金侧钻入能获得更低的钻削轴向力;相比无涂层及金刚石涂层钻头。类金刚石涂层刀具在钻削叠层材料时能获得更好的孔壁质量。     

钻削工艺参数对碳/环氧复合材料孔质量的影响

由于碳纤维/环氧复合材料有许多优异的特点,为满足制造装配的需要,对这种材料的机械加工特别是孔的加工显得尤为重要。针对碳纤维复合材料在手工钻孔过程中出现的分层、撕裂、毛刺等加工缺陷,分析了影响碳纤维复合材料钻孔质量的钻削工艺参数,就轴向力、有无导向、不同的铺层角度三个影响因素进行进一步探索。采用单因子变量法进行对比实验,设计了实验方案,对实验数据进行分析和对比,获得了一些数据和结论,为手工钻孔质量的优化做好基础。     

难加工材料GH4169深孔钻削机理的研究

该文分析了GH4169材料的切削加工性、化学成分、物理性能,介绍了深孔钻削加工的特点。采用错齿内排屑深孔钻削刀具,选用不同钻削工艺参数进行深孔钻削试验,分别分析刀具失效形式、铁屑形态及形成原因。最终确定了合适切削参数以及刀具材料。发现粘接磨损和磨粒磨损是刀具磨损的主要形式,短锥形螺旋切屑是理想切屑形态。     

15-5PH不锈钢深孔枪钻加工切屑成形的机理分析

深孔枪钻加工过程中,被加工孔直径小、孔深长,切屑形貌是影响其加工质量的一个重要因素,并且切屑的成形机理和与工艺参数之间的关系也一直是深孔加工研究的难点。本研究以15-5PH不锈钢为研究对象,通过对切屑的流动过程分析,研究枪钻加工螺旋形切屑成形的过程和影响因素。借助扫描电镜检测切屑断面不同点的形貌,研究15-5PH不锈钢枪钻加工切屑的断裂机理。通过改变切削速度、进给量和油压的试验,分析了不同工艺参数下的切屑变形规律。借助ANSYS-FLUENT仿真软件,分析不同油压枪钻前刀面刃口的流体压力和湍流动量,阐述了切屑变形与油压的影响关系。研究发现15-5PH不锈钢深孔枪钻加工切屑属于"准解理断裂",切屑形貌与枪钻工艺参数选择密切关联;本研究的结果对15-5PH不锈钢深孔枪钻加工工艺参数和冷却液油压的优化选择具有指导意义和参考价值。     

加工参数对CFRP/钛合金叠层材料制孔表面缺陷的影响

对CFRP/钛合金叠层材料进行一体式钻削试验,研究钻削加工参数对该叠层材料制孔缺陷的影响规律.结果表明,提高转速和降低进给量有利于降低和减少CFRP层出入口处的撕裂现象以及孔壁上的加工缺陷,改善孔出入口质量.相比较于钻削CFRP单板材料,钻削叠层构件时的CFRP层出口质量更好.对于钛合金层,高进给和高转速均不利于提高孔口质量,而低转速和高进给能够改善钛合金层孔壁质量.     

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。     

出口抑制机构对管钻钻削复合材料脱层之影响（英文）

复合材料被广泛应用于航天、国防、化工与运输业,但它却是一种让人既爱又恨的构件材料.究其原因,系复合材料既具有优秀的机械特性(高强度-重量比、高破裂韧性与杰出腐蚀抵抗性),又带有一些加工缺陷(脱层、纤维突出、夹层裂缝或热降低).就复合材料的加工而言,钻削是一种重要的制孔方法,并且花费在钻削工具上的成本最多.从成本与生产力的角度看,建立钻削加工的数学模型来获得无脱层的复合材料构件非常重要.由于轴向推力是引起钻削脱层的主要原因,若能降低材料钻削出口的轴向推力,即可避免钻削脱层的发生.文章尝试藉由线弹性破裂力学与能量守恒观念,推导出利用出口抑制机构来管钻复合材料时的轴向推力,并且获得的理论结果与实际的加工经验吻合.这一无脱层复合材料钻孔的研究,未来仍须接受强有力的挑战与考验.     

孕镶金刚石钻头加工工程陶瓷的性能研究

根据工程陶瓷的性能特点,研制了孕镶金刚石钻头并对其进行孔加工实验研究.从工具磨损、工具寿命、加工效率及加工质量等方面对钻头加工工程陶瓷的性能进行了全面分析.发现钻头的整个磨损过程可分为3个阶段;孔加工时间随孔数近似呈周期性变化;钻压和钻头壁厚适当时,可获得更高的加工效率或者工具寿命.针对工程陶瓷的孔加工缺陷,提出了预压应力钻削法以改善其入、出口的加工质量.结果表明:所研制的金刚石钻头完全胜任工程陶瓷的磨削钻孔加工.该文成果为孕镶金刚石工具在工程陶瓷孔加工领域的应用提供了技术基础.     

小孔钻削加工自适应控制

本文介绍了一种用单片机探制的小型台钻，它可以实现小孔钻削加工自适应控制．应用装在钻床夹具与工作台之间的测扭、测力压电日用品体传感器，同时测量轴向力与扭矩的变化值，根据所测扭矩、轴向力大小调整钻削进给量，控制钻头轴向进退及排屑，从而保证小孔、深孔的加工效率与可靠性．     

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.     

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。     

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。