超硬磨料套料钻水下钻削P110钢的磨损实验

P110钢具有良好的综合力学性能,广泛用作油气井的套管,使用硬质合金工具对其进行水下钻削时工具磨损严重。实验研究3种不同超硬磨粒及结合剂的套料钻水下钻削P110钢的磨耗比,跟踪观察套料钻表面的磨粒形貌变化,并分析金刚石磨粒表面的石墨化情况。结果表明:在相同加工条件下,3种不同套料钻的端面磨耗大致相同,但使用金刚石磨粒的套料钻侧面磨损明显小于使用立方氮化硼(cBN)磨粒套料钻的;在水下加工条件下,端面金刚石磨粒会产生石墨化,但其仍保持一定的切削能力;结合剂硬度影响磨粒出露,从而导致套料钻在不同工作状态下的性能产生差异。

钎焊套料钻钻削碳纤维增强复合材料层合板出口撕裂缺陷的成因分析

针对碳纤维增强复合材料钻孔时钻头寿命短、易产生加工缺陷等问题,将钎焊金刚石套料钻应用于碳纤维增强复合材料的钻削加工中。为更好地说明钎焊金刚石套料钻的加工性能,选取了复合材料钻削中常用的金刚石涂层麻花钻进行比较,并选择了实际加工中严重影响加工质量的出口撕裂缺陷进行成因分析。通过检测与分析出口处加工质量,得到以下结论:对于不同结构形式的钻头,仅依靠轴向力及扭矩并不能判断是否产生撕裂缺陷;在相同工艺参数下,钎焊金刚石套料钻的轴向力及扭矩均小于金刚石涂层麻花钻的轴向力及扭矩,使用钎焊金刚石套料钻更有利于减少撕裂缺陷,提高加工效率。

钎焊金刚石套料钻CFRP制孔研究

碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced plastics,CFRP)中高硬度碳纤维易加速孔加工钻头的磨损,导致加工质量变差。采用钎焊金刚石套料钻加工CFRP不仅可提高钻头的耐磨性,加工质量也得到了改善。为更好地优化提高套料钻加工性能,试验采用有序排布的金刚石磨粒制作钎焊套料钻,尝试通过改变磨粒数量来调整单颗磨粒切厚大小,对相同工艺参数下不同单颗磨粒切厚对钻削轴向力、孔壁粗糙度以及出入口质量的影响进行了研究。建立了金刚石磨粒的运动模型,并分析了套料钻制孔中已加工表面的形成过程。试验结果与分析表明:制孔质量与容屑空间和单颗磨粒切厚有关。在容屑空间充足的情况下,随着单颗磨粒切厚的减小,轴向力减小,制孔质量提高。

钎焊金刚石套料钻钻削CFRP的孔质量研究

采用钎焊金刚石套料钻进行了钻削碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)试验,使用测力仪与三维视频显微镜对钻削过程中的钻削力以及孔出、入口缺陷进行了测试与观察。实验结果表明:钎焊金刚石套料钻钻削CFRP时,相同转速下,钻削力随进给量的增大而增大;相同进给量下,钻削力随转速的增大而增大,且进给量对钻削力的影响大于转速的影响;已加工孔的入口质量比出口质量好。

GA-BP网络建模在套料钻性能预测中的应用

将BP神经网络建模技术和遗传算法(GA)应用于套料钻性能预测。利用BP神经网络建立套料钻性能预测模型,通过比较实际误差梯度值与给定误差梯度值,来确定BP网络是否处于局部极小状态;GA仅在BP网络处于局部极小时进行学习,对BP网络的连接权值进行优化。BP神经网络和GA两者的有效结合可以解决BP算法固有的缺陷,如收敛速度慢、易陷入局部极小等。套料钻加工性能试验结果表明预测结果和实际结果吻合程度较好,验证了GA-BP网络模型在套料钻性能预测中的有效性和准确性。

不同粒度的金刚石套料钻钻削碳纤维复合材料时对轴向力及出入口质量的影响

碳纤维增强复合材料在加工过程中,容易产生分层、毛刺、撕裂等缺陷,还会加剧刀具的磨损。针对以上问题,研制了不同粒度的金刚石套料钻,进行了碳纤维复合材料制孔加工实验,分析了磨粒粒度对轴向力、扭矩和出口质量的影响。得到以下结论:采用有细粒度金刚石的钎焊套料钻可以减小钻孔时的轴向力和扭矩。不同粒度套料钻所加工的孔入口处均未出现任何缺陷,出口处的缺陷主要以撕裂缺陷为主。金刚石粒度80/100的钎焊套料钻在进给速度为100 mm/min,主轴转速15 000 r/min的条件下出入口质量优于其他粒度。

镍铁结合剂电沉积金刚石套料钻的性能研究

研制了适用于SiO2 先进工程陶瓷加工的新型电沉积金刚石套料钻 ,其结合剂为镍铁合金。介绍了该钻头的沉积工艺参数和基本特性。通过对钻头寿命、加工效率和质量的实验研究 ,对钻头的切削性能进行了评价。结果表明 ,所研制的套料钻比镍或镍钴结合剂钻头具有更高的切削效率和耐磨性能。该钻头同样适用于其它硬脆性材料的加工。

无氧铜深孔圆弧成型套料钻研制

根据无氧铜深孔腔体零件加工的需要:在565.7 mm深孔处加工半径为30 mm的圆弧腔体,进行深孔套料钻力学特性分析,设计外排屑深孔圆弧成型套料钻,通过在刀体上分别加装半径为29.5 mm和29.9 mm两种刀片实现粗、精加工;并通过套料加工试验,选择最优切削工艺参数,基本实现无氧铜深孔腔体零件的深孔加工,取得了较好的加工效果,为后续加工提供必要的保证。

钎焊金刚石套料钻磨粒间距对碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)制孔直径和孔壁粗糙度的影响

在无冷却润滑条件下,采用钎焊金刚石套料钻对CFRP层合板进行钻削加工试验,研究了不同进给速度条件下钎焊金刚石套料钻的磨粒间距对CFRP层合板制孔直径精度和孔壁粗糙度的影响,建立了钎焊金刚石套料钻钻削CFRP的温度场仿真模型。研究结果表明:制孔直径的扩孔因子随着磨粒间距和进给速度的增加而减小,磨粒间距对扩孔因子的影响程度较大;孔壁相同位置处的粗糙度随着磨粒间距和进给速度的增加而增加;采用磨粒间距为1.6 mm的80/100金刚石磨粒的套料钻,在进给速度为150mm/min时钻削CFRP层合板制孔效果好。

套料钻在大直径深孔加工中的应用

通过实例对套料钻的结构、套料加工工艺进行阐述,并与传统的扁钻对比,说明套料加工对于大直径深孔加工是一种高效率、低成本的加工方法。

陶瓷加工专用套料钻的研制

简要介绍了工程陶瓷材料的性能;选择了加工方式和工具材料;分析了套料加工原理;讨论了金刚石套料钻的结构及制作工艺,给出了套料钻的主要性能参数。

烧结金刚石套料钻钻削凯芙拉纤维增强复合材料的研究

介绍凯芙拉纤维增强聚合物基复合材料的结构和性能特点,针对复合材料在钻孔加工过程中产生各种加工缺陷的原因,采用烧结金刚石套料钻和专用的工艺装置进行加工试验,分析加工机理,给出合适的工艺参数,为加工该类纤维复合材料提供一条新的途径,具有实用和推广价值。

进给量变化对套料钻强度影响的分析

本文应用ANSYS有限元法分析了钻削过程中套料钻进给量的变化对其内部应力场及变形量产生的影响,为套料钻的设计提供了参考。

套料钻的快速刃磨方法

在陶瓷板材上加工通孔时，常采用套料方式。套料钻以人造金刚石与金属粉末为原料烧结制成，使用效果良好，但自锐性差，经过一段时间后，金刚石不出刃，刀具逐步磨钝，需要频繁刃磨。由于套料钻的端面、内外圆等三个表面都承担切削任务，用砂轮磨削或金刚石笔修整，既费时费力，成本又高，特介绍一种刃磨该类刀具的简单方法。

基于ANSYS的套料钻模态分析

运用ANSYS对套料钻进行了模态分析,计算出了套料钻的前15阶自由模态频率和振型,并与加工系统的固有频率相比较,认为套料钻破损受共振影响不大。

套料钻的应用及研究现状

从多齿套料钻的结构形式出发,阐述了焊接式、机夹焊接刀块式和可转位机夹式三种套料钻在深孔加工中的应用情况及加工特点,为大直径深孔加工多齿套料钻的使用提供了一定的选用依据。随着大直径深孔的加工比重的日益增加、加工孔的直径的增大、孔长度的增长以及被加工零件外形种类的日益增多,套料钻作为一种省料、高效、省能源的深孔加工刀具必将在以后的深孔加工中有更广泛的应用。

套料钻的热应力分析

本文通过ANSYS对套料钻进行热分析以及热应力分析,在模拟环境下求出最大热应力,为套料钻的设计提供理论依据。

Cu基钎料钎焊金刚石套料钻的试验研究

采用真空钎焊工艺,分别以不同成分的Cu基钎料(Cu80Sn20)90Ti10、(Cu90Sn10)82Ti18以及(Cu90Sn10)80Ti20制备了镀钛金刚石套料钻,并进行了花岗岩钻削试验。采用三维视频显微镜、扫描电镜观察了各种钎料钎焊金刚石套料钻的磨损情况。结果表明:3种配比的钎料对金刚石均已实现牢固结合;(Cu80Sn20)90Ti10合金较(Cu90Sn10)82Ti18合金和(Cu90Sn10)80Ti20合金钎焊金刚石套料钻有更长的使用寿命。

CFRP套料钻制孔工艺及轴向力预测研究

在钻削碳纤维复合材料(CFRP)时,由钻头轴向力引起的分层损伤是影响零件装配质量与使用寿命的最重要因素之一。为了提高CFRP制孔质量,本文通过正交实验分析了主轴转速、进给量与刃径对套料钻轴向力的影响,并基于响应面法(RSM)建立了轴向力回归预测模型。针对模型精度问题,提出了一种粒子群(PSO)算法优化的径向基神经网络(RBF)预测模型,并进行了实验验证。结果表明:各主因素对轴向力的影响顺序为进给量>主轴转速>刃径,套料钻高转速、低进给、大刃径的搭配能获得更小的轴向力;PSO-RBF神经网络预测模型的平均绝对百分误差为3.27%,相对标准RBF神经网络预测模型与RSM回归预测模型误差分别降低了32.85%与44.67%,因此PSO-RBF神经网络模型能更有效地预测套料钻钻削过程中的轴向力。

金刚石套料钻刀齿表面形貌测量与建模

金刚石套料钻在硬脆材料加工中起着重要作用,套料钻刀齿表面形貌建模是套料加工过程研究的关键问题之一。针对该问题,提出了一种刀齿表面形貌测量与形貌建模方法。结合套料钻刀齿形貌的特点,通过对实际刀具的表面形貌进行测量,获得了刀齿表面磨粒的形状、面积密度、粒径和出刃高度的近似正态分布规律,并基于测量结果将磨粒形状简化为截角八面体,提出了刀齿表面形貌的建模方法。结果表明,虚拟模型与实际刀齿的表面形貌特征一致性较好,形貌建模方法合理有效。