15-15hs Max材料枪钻加工的钻削力和切屑分析

高氮奥氏体不锈钢15-15hs Max具有优秀的耐蚀性、良好的综合力学性能,但切削加工性差,属于一种难加工材料。以某石油钻探部件为研究对象,对15-15hs Max的加工特性进行分析,通过对15-15hs Max钻削过程的有限元仿真,分析其加工过程中的钻削力和切屑形态的变化。仿真结果表明:钻削力会随着钻入深度的增加而增加,当切削刃全部参与切削时钻削力达到稳定,加工过程中形成的切屑为向上弯曲的螺旋状切屑。在保证加工孔质量及加工效率条件下,得出了一组较为合理的钻削参数。

GFRP/铝合金叠层结构钻削力和分层研究

玻璃纤维增强复合材料(Glass Fiber Reinforced Plastics,GFRP)具有质量轻、比强度高和耐腐蚀等优异性能,广泛应用于航空航天制造领域。为了研究GFRP/铝合金叠层结构制孔时的轴向力和分层特征,开展GFRP/铝合金叠层结构钻削试验,分析主轴转速和进给速度对GFRP/铝合金叠层结构钻削力和分层特征的影响。研究结果表明,钻削力随着主轴转速的增大而减小,随着进给速度的增大而增大,建立了钻削力经验模型,实测值与理论值误差控制在3%以内,对预测钻削力提供了理论依据。主轴转速越低,进给速度越高,分层特征越明显,高转速低进给有利于减少分层并改善加工质量。

GFRP/Al叠层材料钻削力与制孔质量的实验研究

复合材料与金属组成的叠层结构已在航空航天领域广泛使用,然而在复合材料/金属叠层结构上钻削高质量的孔仍是一个挑战。本文旨在研究钻削工艺参数对GFRP/Al叠层材料钻削轴向力和制孔表面质量的影响。使用普通硬质合金麻花钻对GFRP/Al叠层材料进行“一次性”钻孔,并通过Kistler测力仪测量钻削轴向力。结果表明,最大钻削轴向力随每转进给量增加几乎线性增加,随主轴转速增加小幅降低。钻削工艺参数影响铝合金和GFRP制孔表面质量,高每转进给量会降低铝合金制孔出口毛刺,但是会增加GFRP制孔出口损伤;高主轴转速会增加铝合金制孔出口毛刺和GFRP制孔出口损伤。与每转进给量相比,主轴转速对铝合金和GFRP制孔质量影响更大。

GH536高温合金钻削力试验研究

对GH536高温合金进行钻削试验,设计单因素试验研究钻头直径d、主轴转速n和进给量f在钻削过程中对钻削力和扭矩的影响趋势。试验结果表明:钻削力和扭矩与钻头直径和进给量成正相关,与主轴转速成负相关。通过三水平三因素正交试验进一步分析各个钻削参数对钻削力和扭矩的影响程度,利用极差分析法得出对钻削力和扭矩影响程度最大因素的是钻头直径,其次是主轴转速,最后是进给量。将正交试验数据代入指数形式的钻削力和扭矩的经验公式中,得到修正后的经验公式中的参数值,从而得到新的GH536高温合金钻削力经验公式。通过比较试验数值和公式计算数值发现,钻削力和扭矩的平均误差均在10%左右,因此建立的钻削力经验公式对实际钻削GH536高温合金具有参考意义。

考虑铲钻刀具倒棱刃口几何参数的钻削力理论模型

为铲钻倒棱刃口的设计、开发和应用提供参考,建立考虑倒棱刃口几何参数的铲钻钻削力模型。基于正交切削理论,引入材料因刃口挤压产生形变的几何系数,建立倒棱刃口铲钻相对于主切削刃方向的切向力和法向力模型,根据铲钻切削刃的实际加工计算出铲钻的轴向力和扭矩。考虑分屑槽对铲钻钻削力的影响,使用变形系数代替剪切角和摩擦系数。采用有限元模拟铲钻钻削过程,进行铲钻的钻削力测试实验,得到铲钻的轴向力、扭矩,并将倒棱刃口铲钻的钻削力与锋利刃口的钻削力进行对比。研究结果表明:建立的钻削力理论公式适用于计算倒棱刃口铲钻轴向力和扭矩的计算,得到了倒棱刃口宽度和角度对铲钻钻削力的影响规律;设计铲钻刀具倒棱刃口时,铲钻刃口的倒棱宽度选择0.1 mm,倒棱角度选择10°或30°可以获得较低的钻削力。

钻削力对凝汽器复合材料管板结合面影响分析

文章主要通过钻削力测量试验、高速摄像观测钻削切削部位材料变形试验和钻削力理论计算相结合,分析钻削过程中钻削力及各分力对凝汽器复合材料管板结合面结合强度的影响.

基于Deform 3D的钻削力仿真研究

采用大型有限元分析软件Deform 3D对普通麻花钻的钻削力进行了仿真研究。给出了仿真中涉及的相关技术与关键参数的设置原则,进行了钻削测力试验,并以试验数据为基准,将仿真数据和传统经验公式的计算数据进行了对比与分析。结果表明:有限元法对钻削力的仿真数据已接近试验值。

钻削TC4钛合金薄壁件时钻削力的仿真研究

为提高钛合金TC4的可钻削性、减小对刀具的磨损,利用有限元分析软件ABAQUS对TC4钛合金薄壁件钻削加工过程进行动态仿真,获得钻削加工过程中钻削力的变化特征以及钻削参数对钻削力的影响规律,并分析应力的分布规律。仿真结果表明:在钻削厚度小于钻尖高度的薄壁件时,在钻头主切削刃与副切削刃的交点切入工件时钻削轴向力和扭矩达到最大;钻削轴向力和扭矩随着主轴转速和进给量的增大而增大,且转速和进给量越大,这种变化越明显;钻削时的最大应力分布在横刃和主切削刃与工件的接触部位。

微小孔振动钻削力的实验研究

介绍了高灵敏度的微小孔钻削测力仪的结构设计及微小孔钻削力测量系统的工作原理。通过多元正交多项式回归实验 ,得到了微小孔振动钻削力关于振动频率、振幅和进给量的非线性回归方程 ,进而分析了振动参数和切削参数对钻削力的影响 。

基于有限元分析的皮质骨钻削力的研究

基于ABAQUS,通过选择合理的切屑分离准则、网格划分技术和网格划分算法,设置合理的边界条件和单元类型等,建立了普通麻花钻钻削皮质骨的有限元仿真模型。通过中心复合试验,研究了钻削力与钻头直径、转速和进给速度的关系。仿真结果表明:在一定范围内,随着钻头直径和进给速度的增大,钻削力增大;随着转速的增加,钻削力减小。本研究为临床骨钻削手术提供理论指导,并且对优化刀具结构、确定合理的切削用量、降低加工成本具有现实意义。

TC4钛合金钻削力和钻削温度仿真研究

为了提高TC4钛合金的可钻削性,采用有限元分析软件Advant Edge建立TC4钛合金铣削加工有限元模型,分析工件和刀具上的温度分布规律,获得了钻削加工过程中钻削参数对钻削力和钻削温度的影响规律。结果表明:钻削TC4钛合金时最高温度出现在切屑上;钻削力随着主轴转速和进给量的增加而增大,随着钻头直径的增大而减小;钻削温度随着主轴转速、进给量和钻头直径的增加而增大。

金刚石涂层钻头钻削碳纤维增强复合材料钻削力和撕裂预测

通过全面实验进行了金刚石涂层钻头钻削T300和T800碳纤维增强复合材料的研究,并用测力仪系统和超景深显微镜对钻削力和出口撕裂进行了测试与观察。运用指数公式模型对钻削力实验结果进行了回归分析,得到了T300和T800钻削力与转速以及进给量的之间关系式,并对该方程进行了检验,验证误差值均小于6%;建立了出口撕裂因子与钻削力的关系;T800碳纤维增强复合材料的轴向力与撕裂因子呈负线性关系,T300的轴向力与撕裂因子呈正线性关系。

碳/环氧复合材料钻削力影响因素的研究

针对碳 /环氧复合材料进行了钻孔技术、尤其是高速钻孔技术的研究 ,紧密结合工程应用的现状 ,对钻削力及其影响因素进行了较为全面和系统的研究。结果表明 :进给量是影响钻削力的主导因素 ,进给量越大 ,钻削力越大 ;进给量越小 ,钻削力越小。转速、钻尖直径及材料厚度对钻削力也有一定影响 ,但控制进给量是控制钻削力的最有效措施。

钻削力测量的新方法

设计了一种应变片与压电晶体相结合的新型四向钻削测力仪，介绍了测量系统工作原理及对普通麻花钻钻削力及扭矩的测量实例。

基于回归正交试验的皮质骨钻削力试验研究

骨钻过程中,钻削力的变化规律对优化刀具参数和测量骨损伤至关重要,为获得皮质骨的钻削力变化情况,采用正交试验方法对皮质骨进行钻削试验,并用多元线性回归法对试验结果进行处理,建立了皮质骨钻削力的预报模型。结果表明:对钻削力影响最大的是钻头直径d,进给量f次之,切削速度v的影响最小。在实际操作中选择合适的钻削参数可提高加工效率,通过控制切削用量可以获取最优的切削力。

面向康复的医疗手术中钻削力和钻削温度研究

随着我国生活水平的提高及医保范围的扩大,患者对先进手术水平的期望值越来越高,对手术的要求由面向治疗转化为面向康复。面向康复手术的低损伤和快愈合特点,除了取决于临床医生的实际经验外,手术器械性能优劣也是重要的影响因素。而各类手术器械势必对人体造成各类损伤,特别是应用于各类骨手术的医疗钻头,其在手术中产生的钻削力和钻削温度,不可避免地导致不同程度的骨损伤。因此,充分了解医疗钻头的钻削机理、优化医疗钻头的结构和工艺参数是降低医疗钻头的钻削力和钻削温度损伤、加快患者术后康复、满足患者面向康复手术要求的重要途径。本文就当前医疗钻头的研究现状,阐述了医疗钻头钻削温度的产生、测量及其影响因素;分析了医疗钻头钻削参数、钻头设计等对钻削力的影响;指出了医疗钻头钻削力和钻削温度损伤控制的发展方向。

CFRP/铝合金叠层结构动态钻削力预测研究

建立了CFRP(carbon fiber reinforced plastics)/铝合金叠层结构制孔轴向力分阶段预测模型,提出一种面向分阶段的钻削过程描述方法。阐述了CFRP与铝合金的叠层方式,根据钻削过程中钻头所处位置确定不同的钻削阶段;在钻削过程分析的基础上,通过解析建模方法给出了叠层结构动态轴向力预测方法,并详细分析了模型公式中积分限的计算方法;进行了叠层结构制孔实验,测量分阶段的瞬时制孔轴向力。通过对比发现提出的预测模型与实验值吻合较好,能够准确预测CFRP/铝合金叠层结构制孔轴向力。

基于人工神经网络的高锰钢钻削力预测模型研究

对制造铁路道岔用ZGMn13高锰钢这种难加工材料进行了钻削实验,依据多因素正交试验数据样本,通过MATLAB人工神经网络建立了高锰钢钻削力和扭矩的预测模型。在模型中输入刀具直径、进给量和切削速度等参数,可得到相应的钻削轴向力和扭矩。采用该模型能够大量节约实验成本,为高锰钢的钻削机理研究提供新的手段和依据。

基于ANFIS的CFRP轴向钻削力预测

本文基于CFRP轴向钻削力试验研究,获得ANFIS样本数据。通过对ANFIS的训练,建立钻头转速、进给量与轴向钻削力之间的映射关系,并进行验证试验,结果表明了该预测方法的有效性。

基于支持向量回归机SVR的钻削力在线预测分析

钻削力预测是深孔加工质量监测和工艺参数优化等工作的重要手段。针对现有预测方法样本需求量大、网络结构复杂以及易陷入局部极值等问题,提出了一种新的基于支持向量回归机的钻削力预测方法。首先,对钻削轴向力和扭矩预测的主要影响因素进行分析,然后确定预测模型的输入输出参数,进一步建立了基于支持向量回归机的钻削力预测模型。仿真实例的预测结果表明:利用所构建的SVR预测模型对10组样本扭矩和轴向力预测的平均相对误差分别为1. 13%和1. 26%,远小于其他预测方法,说明所建立的模型预测精度高,具有较强的泛化能力。