刀具磨损因素分析及对CFRP制孔质量的影响

为了保证碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)加工质量,研究刀具磨损对CFRP制孔质量的影响,本文制备了CFRP层压板样件,对刀具磨损规律、刀具磨损与CFRP制孔质量的关联性进行定量试验研究。使用数字显微镜跟踪标定制孔过程中的后刀面磨损量VB,绘制了刀具磨损曲线,对不同转速下的后刀面磨损规律进行了定量对比分析。同时通过对制孔后的出口毛刺长度和分层情况进行试验标定,分别利用出口毛刺缺陷因子和制孔分层缺陷因子对制孔质量进行评价,绘制了缺陷因子与VB的相关曲线,对刀具磨损因素及对制孔质量的影响进行了定量分析。结果表明:高转速下刀具更早进入急剧磨损,但在急剧磨损阶段,低转速下刀具磨损更快;刀具进入急剧磨损阶段后,刀具磨损逐渐成为出口缺陷的主要原因,且刀具磨损量相同时高转速下制孔质量更高。

导电银浆流变特性对丝网印刷填孔质量的影响

金属化通孔工艺是低温共烧陶瓷微波元件加工过程中的关键技术,直接影响着元件内部不同层之间电气连接的可靠性。对于采用丝网印刷实现填孔的方式而言,影响通孔填充质量的因素除网版、印刷工艺参数之外,很大程度上取决于导电银浆的特性。从导电银浆流变特性出发,分析了电子浆料触变性、黏度对浆料印刷填孔质量的影响。研究表明较好触变性和适当黏度的导电银浆能够明显提高印刷填孔质量,通孔填充饱满,烧结后金属化通柱无凹陷或凸起和孔洞。这一研究结果可有效指导低温共烧陶瓷薄膜丝网印刷金属化通孔的质量改善。

基于机器视觉与深度学习的孔质量检测

随着机器人自动制孔设备在飞机装配生产中的推广应用,制孔质量和效率获得提高,传统的人工检验方式难以跟上自动化、数字化生产的节奏,影响整体效率的提升。本文提出了一种孔质量检验系统方案,由机器人带测量末端执行器按预定的路径对大型工件上的孔进行图像采集,基于机器视觉和深度学习技术对孔位和孔径进行测量。算法首先对图像进行预处理,识别并拟合出孔对应的最大内切圆、拟合圆、最小外接圆以及被测区域的边界,采用深度学习建模精确测量孔径,计算孔位。精度评估和实际应用结果表明,本系统具有测量精度高、效率高等特点,满足飞机装配中孔质量检验要求。

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。

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,采取5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,CFRP)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。

加工参数对CFRP/Al叠层材料制孔质量的影响

通过对制孔轴向力、扭矩、表面质量以及孔径尺寸等制孔质量评价指标的测量,研究了加工参数(主轴转速、每齿进给量)对CFRP/Al叠层材料的制孔质量的影响规律。结果表明,提高转速与减少每转进给量可以降低CFRP的钻削轴向力与扭矩;减少每转进给量是提高CFRP孔壁质量的最有效的途径,但同时也会提高CFRP入口撕裂风险。使用高转速钻削时会降低Al板出口毛刺、避免CFRP材料缩孔现象;但是使用高转速钻削时同样会带来CFRP材料出口毛刺增加的问题。

不同排屑条件对叠层构件螺旋铣孔质量及刀具磨损的影响

现代飞机装配过程中,有大量碳纤维增强复合材料/钛合金(CFRP/Ti)叠层构件的制孔需求,复合材料及钛合金的难加工性使得叠层构件制孔成为影响飞机装配周期和装配质量的重要因素。螺旋铣孔技术因其较小的轴向力、较好的散热性和排屑性得到广泛关注。但基于孔加工过程封闭的切削环境,螺旋铣孔还是无法避免加工过程孔内残留切屑问题。针对以上问题,本文通过竖直螺旋铣孔实验,对比研究了自然排屑和使用集屑装置时孔壁粗糙度、孔径精度、孔出入口缺陷以及刀具磨损等。结果显示,集屑装置可避免切屑在孔口的堆积,进而减少向孔内返屑现象,从而有效降低因碳纤维和钛合金切屑导致的刀具磨损,提高孔径精度,减少孔出口缺陷。

智能超声成孔质量检测仪在灌注桩基础施工中的应用

灌注桩基础作为隐蔽工程,在桥梁工程中得到了大规模的应用,但是对于桩基础在成孔之后灌注混凝土之前的各项指标检测,目前的检测方法还比较落后,并且只能测出一小部分指标。为了破解这个难题,全面地测出各项指标,可以通过计算机系统以立面图的形式把整条桩孔的正、侧剖面显示出来。文章简要介绍了智能超声成孔质量检测仪应用于桥梁工程施工中的工作原理、优越性和实际应用情况。

钻削工艺对复合材料/金属叠层板孔质量的影响

采用整体硬质合金麻花钻对碳纤维复合材料/钛合金叠层板进行钻削试验,研究不同加工工艺下碳纤维复合材料层的孔径误差、孔入口撕裂因子、孔壁表面粗糙度、孔出口烧伤以及碳纤维复合材料孔壁形貌。结果表明,啄式钻削工艺下的钛合金切屑排出更顺畅,避免钛合金切屑对孔的二次伤害。对比3种工艺,变加工参数啄式钻削工艺下的碳纤维复合材料层的孔径误差更小,孔入口处的撕裂因子趋于稳定值且小于1.05,孔壁表面粗糙度更小,孔出口没有明显烧伤。

阶梯钻钻削碳纤维复合材料的钻削力及孔质量

根据碳纤维复合材料制孔过程中产生的缺陷,自主磨制专用钻头——阶梯钻对碳纤维复合材料进行钻削实验,研究了在不同加工参数下阶梯钻钻削碳纤维复合材料的钻削力、孔出口质量、孔壁表面粗糙度,并与普通麻花钻头进行对比。结果表明:阶梯钻产生的钻削轴向力是麻花钻的一半,孔壁表面粗糙度值更小,孔出口没有明显的缺陷,阶梯钻适合钻削碳纤维复合材料。

KFRP复合材料螺旋铣削工艺制孔质量

文摘凯夫拉纤维增强复合材料(KFRP)在钻削过程中会产生严重的分层、起毛等缺陷,难以满足装配工序的要求。本文将螺旋铣削工艺运用于KFRP复合材料制孔,进行了偏心距、主轴转速和刀具类型的单因素试验,以分层因子、起毛面积和孔径偏差表征KFRP复合材料螺旋铣削的制孔质量,深入研究不同工况下的缺陷抑制机理和制孔质量。结果表明,偏心距、主轴转速和刀具结构对制孔质量均有显著影响,采用波形四刃铣刀在偏心距0.5 mm和主轴转速4 000 r/min工况下的制孔质量最好,分层因子和孔径偏差分别为1.27和1.2%,起毛面积比二刃铣刀下降了13.7%。

基于制孔质量的CFRP/Al叠层钻扩工艺余量的分配

碳纤维/聚合物基复合材料(即碳纤维增强树脂基复合材料CFRP)是目前被广泛应用的新型材料。该材料具有各向异性的特点,在加工过程中常常出现纤维拔出、内部脱粘和分层等现象,降低加工质量和疲劳强度。本文从CFRP/Al叠层材料钻削的制孔质量出发,提出CFRP分层临界轴向力与Al出口极限毛刺高度的评判标准,并对CFRP/Al叠层钻扩铰工艺中的余量进行分配与优化。

中深孔质量是影响孔底起爆效果的主要因素

本文对有底部结构分段崩落法施工中深孔质量的因素进行了分析 ,提出了改进途径 ,对改善爆破效果起到重要作用。

手工钻孔过程中手部抖动对CFRP钻孔质量的影响研究

研究了手的抖动与CFRP材料制孔质量之间的关系,利用麻花钻和三尖钻进行试验,对比分析了两种钻头在入口区、中间区和出口区手的抖动、切削力和切削温度的变化差异,并利用显微镜对两种钻头的孔出入口质量进行观测。研究结果表明:在入口区手部抖动最为剧烈,中间区和出口区较平稳;相比三尖钻,麻花钻手的抖动程度更小、切削力变化更加平稳、所产生的切削温度更低,并且在孔入口毛刺、孔出口撕裂缺陷上均小于三尖钻,因此麻花钻更适合CFRP材料的手动钻孔。

SiC/GFRP叠层复合装甲旋转超声孔加工轴向力与制孔质量研究

SiC/GFRP叠层复合装甲成型后具有高强度、高硬度、高韧性、高黏性等特点,孔加工极为困难,易出现叠层界面失效、陶瓷崩边、纤维撕裂等损伤。采用新型烧结/钎焊复合工艺薄壁金刚石套料钻,结合旋转超声振动辅助孔加工技术,建立了单颗磨粒的运动学模型,超声振动套孔加工时套料钻与工件周期性地接触分离,其断续切削特性有利于减小轴向力。对SiC/GFRP叠层复合装甲进行制孔试验,分析常规加工和超声辅助加工轴向力的变化规律和制孔质量。研究结果表明,相比于常规套磨加工,超声辅助套磨加工轴向力显著减小,降幅最大达31.8%;超声加工入孔叠层界面处粘结紧密,未出现陶瓷崩碎严重的现象;有效避免了常规加工出孔处不规则隆起和隆起高度较大的缺陷,隆起高度降幅最大达61.03%,显著改善了钻削出孔表面质量,降低了出孔损伤程度,为SiC/GFRP叠层复合装甲的高效低损伤连续孔加工提供了理论参考。

一种超声波成孔质量检测软件采集系统的实现

超声波成孔质量检测设备在铁路、港口、高层建筑等的基桩完整性检测中起着重要的作用,然而高精度采样的大量数据难以快速、稳定的处理,往往会对软件后期数据处理产生极大的影响。针对这一问题,通过采用UDP通信协议以及采样线程独立化,保证了数据接收的快速性与完整性;通过采用多线程轮询机制与互斥锁机制,实现了对数据的多线程互斥收集与同步操作,并为后续数据的实时处理、实时存贮和实时显示等功能打下基础,进而实现了一种基于QT框架的软件数据采集系统。根据实际数据传输测试,该系统实现了4.5Mbps数据的采集与稳定传输。

天津地区成孔质量声波检测

通过天津地区成孔质量声波检测实例,介绍了对长大灌注桩、物殊桩型灌注桩,超声波成孔检测使用的仪器、检测的内容与检测中与应注意的问题。说明对此类桩进行成孔质量声波检测的必要性、可行性及在保证成桩质量和指导施工方面起到的积极作用。

飞机制孔质量评估标准建立的探讨

针对飞机制孔后质量检测,探讨反向建模及相应实现。根据制孔装备类型进行分析,引申评估的深度,并与现场制孔检测进行比对,增加对孔及装备和工艺的定量分析、图表的直观展示内容。探讨检测及评估作为提高装配效率及质量标准的可行性。

CFRP/钛合金叠层构件钻孔刀具制孔质量对比研究

钛合金与碳纤维增强复合材料(Carbon-fiber reinforced plastics,CFRP)均广泛应用于航空航天领域。钛合金/复合材料构成的叠层构件对钻孔刀具提出了更高的要求。试验采用两种不同"变顶角"结构的钻头进行了钛合金/CFRP叠层构件钻孔实验。并对比分析了两种刀具加工孔的表面质量和切削力。结果发现:顶角由小变大的钻头轴向力较大,出口质量较差,但转矩小,孔径精度高,孔壁质量好;而顶角由大变小的钻头转矩较大,孔壁质量较差,但轴向力小,能有效抑制出口毛刺和撕裂,减小CFRP层孔的圆柱度误差。因而在加工以复合材料为出口的叠层构件时,顶角由大变小的钻头更具有优势。

铰孔质量问题的分析及其对策

阐述了机铰时铰孔质量不合格的成因,并提出了相应的改进方法。