木材深孔钻床的开发与机电设计

为了解决传统数控系统和机床结构无法直接用于木材深孔加工的问题,研究深孔加工的原理,分析重难点问题,从特殊的工装夹具系统和机床主体结构设计、机床的柔性辅助装夹系统设计、整个机床的电气控制系统和PLC内部的进给插补逻辑算法等进行研究和阐述。使用木材深孔钻床预加工16 mm的孔,测得精度为15.99 mm,完全符合加工要求。木材深孔钻床的设计与研究解决了木材在自动化深孔加工的问题,为该行业提供了解决方案。

基于变密度法深孔钻床主轴箱可靠性拓扑优化

以TBT-ML500深孔钻床主轴箱为研究对象,考虑随机因素的影响,通过基于变密度法的可靠性拓扑优化设计方法,进行了考虑可靠性和稳定性要求的结构轻量化设计。在传统拓扑优化的基础上增加概率约束,建立了应力和位移约束下的可靠性拓扑优化模型;以可靠性指标为约束条件,使用一阶可靠性法和Roenblatt逆变换将可靠性拓扑优化问题解耦为可靠性分析和确定性拓扑优化,最后进行变密度拓扑优化。算例分析结果表明:此方法在实现轻量化的同时更好地满足了实际应用中的安全要求,同时为深孔钻床其他基础件的可靠性拓扑优化提供了参考。

铝合金深盲小孔管电极电解加工试验研究

针对瓶口阀铝合金阀体深盲小孔难加工问题,应用管电极电解加工方法解决该问题。为提高铝合金深盲小孔管电极电解加工稳定性,仿真分析了不同电极进给速度下加工间隙内电场、流场的分布规律;以6061铝合金为对象,使用内径为0.6 mm、外径为1.0 mm的管电极进行电解加工,研究了初始间隙、电极进给速度以及电极旋转对管电极电解加工的影响。仿真和试验结果表明,电极进给速度过大或过小,均不利于铝合金深盲小孔的稳定加工,电极进给速度大于1.4 mm/min时孔底易形成凸起,电极进给速度小于1.0 mm/min时孔底易形成凹坑;初始间隙取0.3 mm能获得质量更好的孔口形貌;电极旋转有利于产物和热量的排出,从而提高加工精度。采用最优参数加工得到了孔间距为2.46 mm、平均直径为1.28 mm的密集孔和平均直径为1.29 mm、深度为50 mm的深盲小孔。

大型立辊深孔加工工艺的优化

深孔加工的特点是工艺复杂、难度大。本文从工艺中的难点切入,结合现有深孔加工的案例,提出在卧式镗床上加工,改进普通麻花钻的结构,优化加工工艺参数,细化操作手段,为高效稳定的深孔加工提供借鉴作用。

深孔钻削中孔轴线偏斜的纠偏理论与方法研究

孔轴线偏斜是深孔加工中无法避免的技术难题 ,如何纠偏是国内外孔加工行业亟待解决的课题。本文分析了孔轴线的偏斜机理 ,提出了利用静止外力进行纠偏的理论和方法 ,并确定出了合适的纠偏位置 ,钻削纠偏试验证明该方法具有良好的纠偏能力 。

深孔加工工具系统研究现状及趋势分析

深孔加工具有工作条件恶劣、切削热难传散、断排屑困难和工艺系统刚性差等特点,属于制造领域典型难题之一。针对核电管板深孔加工的特点,提出开发高效和可靠的深孔加工刀具系统的必要性。阐述了目前常用的四种深孔加工刀具系统—枪钻系统、BTA系统、双管喷吸系统和DF系统的工作原理、特点及其应用范围。讨论了深孔加工刀具的种类以及国内外研究现状,提出深孔加工刀具系统新的研究展望。

深孔加工技术的研究综述及发展趋势

从钻杆力学行为、深孔加工工艺、深孔钻削监测等方面综述了深孔加工技术的发展现状,并由此介绍了深孔加工机床的发展现状,指出了其中存在的技术问题。最后根据最新技术特点和工业生产需要指出了深孔加工技术未来的发展趋势。

深层清障技术纵论

就日益兴起的深部清障技术作了简要分析,介绍了目前常用的清障技术和典型案例,最后对深部清障技术的发展趋势作了简单概括,提出深部清障技术是综合性很强的技术,其发展需要大批具有对岩土工程、施工、建筑机械等多方面具有丰富经验的专业工程技术人员。

基于剪力模式的深孔钻杆制振器设计与试验研究

考虑到深孔切削工艺的实际特点,提出一种基于剪力模式的深孔钻杆振动抑制构型与工作原理。该构型利用磁流变液体快速、连续及可逆转化的特点,并引入环形磁场可调布局,使其适应于刀具系统中各辅助支撑点的阻尼调控。为了验证新型剪力模式制振器的制振性能,把制振器与传统深孔加工方法结合起来,对新型制振器在深孔钻削加工中的作用效果进行理论分析和试验研究,并对加工中钻杆的振动特征和被加工孔的表面质量进行测量。试验结果发现,在外加电流的作用下,钻杆制振器能有效增大结构刚性,改变钻杆颤振响应谱峰值的频率和幅值,提高被加工孔的粗糙度。结果表明所提出的剪力模式制振器设计方案可行,该方案将为深入探索深孔加工钻杆系统的振动抑制和提升深孔钻削精度奠定基础。

用电镀珩具(铰刀)进行深孔精细加工

介绍了电镀珩具的制作方法及人造金刚石和立方氮化硼磨粒在电镀珩具上的应用。详述了该工具在长径比75以上的深孔加工中珩具的结构、加工工艺及切削参数。

低频振动钻削钛合金深小孔的试验研究

利用自行设计制造的激振装置和小直径内排屑深孔钻 ,成功地实现了对钛合金的轴向振动钻削加工 ,得到良好的加工效果 .在对振动钻削和普通钻削的加工过程和试验结果进行对比分析的基础上 ,得出结论 :振动钻削改变了钻削机理 ,改善了钻削条件 ,从而可明显地提高入钻定位精度 ,控制断屑过程 ,改善孔壁粗糙度和圆度 ,提高孔径尺寸精度 .振动钻削非常适宜于加工小直径深孔 .

TC4钛合金深孔钻削试验研究与机理分析

TC4钛合金深孔钻削过程中钻削温度高、排屑路径长,加剧刀具磨损,影响深孔加工质量和精度。为制定可用于实际生产的钛合金深孔钻削加工参数,开展TC4钛合金深孔枪钻加工试验。试验结果表明,钻削温度受钻削速度影响较大,进给量的影响不显著;孔径和圆度随着钻削速度的增加而增大,同轴度随着切削速度增加而先增大后减小;孔的表面粗糙度随着钻削参数的增加而增大,且大参数下深孔表面质量进一步恶化;各组试验加工硬化层在30μm左右,且随着钻削速度增加,切屑挤压变形严重。综合分析后制定的干切削条件下TC4钛合金深孔枪钻的钻削速度为20m/min,进给量为0.08mm/r。

双向供油深孔加工系统探讨

深孔加工一直以其高难度和高成本而闻名于制造业。因此,研究国际上应用普遍的枪钻,BTA钻,双管喷吸钻和DF钻技术,探讨各种深孔切削刀具、装备的工作机理及优化设计思路,促进我国深孔加工技术和装备的科学研究和现代化发展,是从事机械设计与制造的广大科技工作者的重要课题之一。介绍了DF深孔加工系统的工作原理,并与其他深孔加工方法进行了比较,提出了仍需研究解决的问题。

钛合金深孔钻削刀具磨损试验分析

目的探索枪钻钻削Ti6Al4V钛合金刀具的磨损特性,探讨刀具磨损对钻削轴向力的影响。方法设计深孔钻削试验,每孔钻深575 mm,每钻削一个孔,使用共聚焦显微镜对刀具磨损特性及磨损值进行分析,并使用测力仪对轴向力信号进行提取。通过显微镜观测,对刀具的磨损形式进行分析,结合刀具实际磨损情况,给出刀具的磨损等级。通过对轴向力的分析,研究刀具磨损量对于钻削轴向力的影响。结果由刀具磨损曲线可知,在整个钻削试验过程中,磨损过程可分为三个阶段:初期磨损、正常磨损、剧烈磨损。外刃第一后刀面的平均磨损量及最大磨损量在磨损的三个阶段中始终大于前刀面。当钻削深度达到11 m以后,刀具整体磨损速率上升,进入剧烈磨损阶段;当钻削深度达到14 m以后,外刃第一后刀面最大磨损量急剧增加。轴向力变化曲线呈现初期磨损阶段基本保持不变,正常磨损阶段平稳增加,剧烈磨损阶段趋于稳定的变化趋势。结论刀具的主要磨损形式为前刀面和外刃第一后刀面的表面烧灼及粘结磨损,外刃和侧刃的破损及崩刃,导向面的大面积剥落继而形成凹坑,三种情况共同导致刀具失效。刀具剧烈磨损阶段,刀具磨损速率迅速增加,切削力较大,因此实际加工过程中应在剧烈磨损阶段之前对刀具进行重磨。

钛合金深孔枪钻加工研究综述

钛合金深孔(特别是小直径深孔)的钻削加工一直是机械制造业的难点,也是研究的重点。本文结合深孔加工的特点和钛合金的切削特性,从枪钻结构、加工工艺、振动钻削和加工稳定性四个方面对钛合金深孔枪钻加工技术的研究现状进行了分析和总结,指出了目前深孔枪钻加工存在的问题,并展望了今后的研究方向。

航空复杂壳体零件深孔加工技术研究

深孔加工在航空制造业中具有广泛需求,是加工难度最大的工序之一。复杂壳体零件是航空发动机的关键部件,其深孔加工质量直接影响航空发动机的服役性能和使用寿命。以航空复杂壳体零件为对象,针对航空复杂壳体零件深孔加工的工艺特点及难点,就目前现有深孔加工方法、深孔钻削力学、深孔钻削切屑形态与排屑方法、深孔加工在线监控及深孔加工设备等方面关键技术进行综述,并探讨了深孔加工未来的发展趋势。

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。

深孔钻镗床床身的有限元分析及拓扑优化

为了提高深孔镗床床身的综合力学性能,以T2120深孔钻镗床为研究对象,采用三维软件Pro/E建立床身结构实体模型,然后将实体模型导入到ANSYS中对床身进行模态分析计算出床身固有频率和振型。用ANSYS软件拓扑优化模块对床身进行拓扑优化分析,根据优化结果对床身进行改进设计。改进后的床身固有频率有明显提高,质量减少了27.5%,达到了拓扑优化减重和材料最佳分配的目标。

小直径深孔振动钻削钻头的研究

分析了小直径深孔振动钻削对钻头的要求;设计了一种新型内排屑深孔钻头;分析了该钻头的结构和刃磨特点,进行了振动钻削试验。试验表明,合理匹配切削参数和振动参数,可实现断屑可靠且排屑顺畅,能钻出尺寸精度高、表面粗糙度参数值小、直线度较高的深孔。分析了用新型钻头进行振动钻削提高工艺效果的原因,表明该种钻头具有良好的工艺性能。

用车床加工深孔的方法与装置

介绍了基于BTA原理设计的深孔钻加工装置,解决了钻头的定位和导向难题;通过不同的方案组合,可以在板料、箱体和轴类零件上加工直径16～40mm、深径比在100以内的深孔。该装置结构简单,可方便地安装在普通车床上使用。