微细深孔超声轴向振动钻削装置的设计

基于高频振动切削原理 ,设计了一种振频 2 0± 1KHz、振幅 2 5 μm的新型超声轴向振动钻削装置 ,该装置由数字锁相环频率自动跟踪式晶体管型超声波发生器、轴向半波长圆柱型压电陶瓷换能器、半波谐振圆锥型变幅杆以及工具系统组成 ,可在软质材料上实现微细深孔的精密。

深小孔超声轴向振动钻削装置设计与研究

基于振动钻削机理,针对深小孔振动钻削设计了一套超声轴向振动钻削装置,利用有限元方法对变幅杆动力学特性进行了仿真分析,并在设计研制的超声轴向振动装置上进行了深小孔振动钻削与普通钻削对比试验。试验结果表明设计的试验装置满足深小孔轴向振动钻削加工要求,且振动钻削加工深小孔具有较小上下孔径差和表面粗糙度值,与普通钻削相比能够获得更好的加工质量和工艺效果。

深孔超声轴向振动钻削装置的设计与研究

根据振动切削机理对超声振动钻削和普通钻削进行了分析和比较,设计出一种在摇臂钻床上加工小直径深孔的超声轴向振动钻削装置。并分析了超声振动钻削装置设计中的一些关键技术问题,为在摇臂钻床上加工小直径深孔提供了一种新的工艺方法。

深孔超声轴向振动钻削装置的设计与研究

根据振动切削机理对超声振动钻削和普通钻削进行了分析比较,设计出一种在摇臂钻床上加工小直径深孔的超声轴向振动钻削装置。并分析了超声振动钻削装置设计中的一些关键技术问题,为在摇臂钻床上加工小直径深孔提供了一种新的工艺途径。

微细深孔超声轴向振动钻削装置的设计

超声振动钻削属于脉冲式的断续切削 ,在深孔加工方面具有普通孔加工技术无法比拟的工艺效果。文章介绍了作者基于高频振动切削原理设计的一台超声轴向振动钻削装置的结构 ,并将该装置用于立式加工中心上对铝、铜等材料进行了切削加工实验。实验结果表明 ,超声振动加工可提高微细深孔的加工精度和表面质量 。

微细深孔超声轴向振动钻削装置的设计

随着科学技术的不断发展，对孔的加工技术在机械制造领域中获得越来越广泛的运用，但与此同时，对孔的加工精度和表面质量也提出了更高的要求，特别是在不锈钢、耐热钢、钛合金、高温合金等难加工材料上加工精密微细深孔。实践表明，若采用传统的方法加工，则存在一系列难以解决的困难，例如切削温度高、散热难、钻头易引偏、折断、入钻定心难、排屑不畅以及出口毛刺多。而旋转超声轴向振动钻削技术作为特种复合加工技术的—种，在精密微细深孔加工实践中已表现出普通钻削无法比拟的工艺效果。正是为了解决普通钻削微细深孔的种种困难，对精密微细深孔旋转超声轴向振动钻削技术进行了深入研究。

超声振动辅助钻削P20轴向力与入口边缘质量性能研究

针对P20在传统钻削中存在轴向力大和入孔边缘质量差的问题,提出运用超声振动辅助钻削来改善。使用Deform-3D模拟钻削过程,设计对比、单因素以及不同冷却剂仿真实验,研究轴向力的变化,并通过搭建的实验平台,对刀具施加50 kHz超声频,研究对比传统钻削和超声振动辅助钻削在不同加工参数及冷却剂下轴向力和入孔形貌的变化。研究表明:超声振动辅助钻削可有效减小轴向力、改善入孔边缘质量;随着主轴转速的增加,轴向力减小,入孔边缘质量先变好后变差,随着进给速度的增加,轴向力增大,入孔边缘质量变差;选择油基类型冷却剂可减小轴向力、提高入孔边缘质量。

碳纤维复合材料纵扭超声振动辅助钻孔仿真研究

针对碳纤维复合材料(CFRP)钻孔易发生缺陷、孔的质量难保证和效率低等问题,基于Hashin准则和PUCK准则构建碳纤维复合材料本构模型子程序,建立CFRP纵扭超声振动辅助钻孔三维实体有限元模型。与普通钻孔过程的轴向力变化情况进行对比,分析主轴转速、进给速度、频率、振幅、纤维铺层角度和钻头顶角对轴向力的影响。结果表明:轴向力随进给速度、频率和钻头顶角的增大而增大,随主轴转速增大而减小,随振幅增大先减小后增大,随纤维铺层角度增大先增大后减小。

高体分铝基碳化硅超声振动钻削的内孔表面质量试验研究

针对高体分铝基碳化硅精密钻削加工技术难题,利用普通超声振动钻削(UVD)和超声振动啄式钻削(UVPD)两种工艺,通过均匀试验设计,对高体分铝基碳化硅套料钻削的内孔表面质量的变化规律及产生原因进行了深入的直观分析和回归分析。结果表明:高体分铝基碳化硅套料钻削时,内孔表面缺陷表现为SiC颗粒拔出、SiC颗粒破裂、Al基体塑性变形三种形式;采用UVD能够获得比普通钻削更好的内孔质量,而采用UVPD的表面粗糙度可比UVD降低20%以上,各工艺条件下表面缺陷特征的差异是导致内孔质量变化的根本原因;无论UVD还是UVPD,超声振幅和进给速度都是影响内孔质量的重要因素,增大超声振幅或降低进给速度都有利于提高内孔质量。

超声辅助钻削玻璃数值模拟研究

玻璃是一种难加工的非金属硬脆材料,传统玻璃钻削存在诸多问题,玻璃孔边缘容易出现加工崩边、内壁表面质量差等问题.超声振动辅助钻削将连续的切削过程变为脉冲式切削过程,能够有效减小轴向力、提高刀具使用寿命和提高孔壁加工质量.采用ABAQUS软件进行仿真试验来研究玻璃的超声钻削,建立玻璃超声辅助钻削加工仿真模型,进给速度为1 mm/s,转速1200 r/min,超声频率20 kHz,振幅0.016 mm,结合正交试验研究振动频率、振幅和转速对轴向力的影响.结果表明:超声辅助钻削刀具受到的切向应力更小,钻削等效应力降低了95.5%,弹性变形减小了56.5%,材料去除情况较好,加工质量得到提高.

Inconel 718镍基高温合金超声振动辅助钻削的刀具磨损实验研究

针对Inconel 718镍基高温合金在钻削过程中刀具磨损严重的问题,提出了采用超声振动辅助钻削的方法进行加工,并研究了超声辅助钻削加工Inconel 718镍基高温合金刀具磨损的影响因素。设计并开展了多因素对比试验,对同一把刀具在不同钻孔数量下的微观形貌、钻削轴向力、钻削温度和孔壁表面粗糙度进行研究,并通过这四个方面来研究刀具磨损情况。研究结果表明:与传统钻削相比,超声振动辅助钻削Inconel 718镍基高温合金可以减小钻削轴向力、钻削温度和表面粗糙度,改善刀具磨损情况。

超声轴向振动钻削机构的设计与研究

基于振动切削机理研制出一种轴向振动钻削机构,并将该机构应用于立式加工中心上对难加工材料进行切削加工实验。结果表明,超声振动钻削具有传统孔加工技术无可比拟的工艺效果,可提高小直径深孔的加工质量和效率,实现了在难加工材料上进行深孔的钻削加工。

超声轴向振动钻削加工系统设计

超声振动钻削加工可有效改进深小孔的加工质量。基于高频振动钻削机理,设计制造了一套超声轴向振动加工系统,可实现微小孔的振动钻削。

高温合金轴向超声振动钻削减摩机理

针对高温合金钻削困难、钻削过程中摩擦力大等问题,采用超声振动技术加工.首先,分析了超声振动减摩机理,构建了平均摩擦力与振动参数之间的关系,并得出了平均摩擦力与振幅之间的变化趋势.建立轴向超声振动钻削系统,利用该系统对高温合金进行钻削加工.结果表明:振动振幅对孔壁表面质量的影响符合超声振动钻削的减摩特性.利用优化后的振幅超声振动钻削,与普通钻削相比,切屑形态更加规整,孔壁表面粗糙度值更小,表面质量更好.

超声振动钻削加工中刀具轴向力的仿真试验研究

钛合金因密度小、强度高以及优良的耐腐蚀性被广泛应用于航空航天、化工、船舶等重要领域。本文通过对钛合金进行传统钻削和超声振动钻削两种方式的比较研究,重点对比了两种方法中刀具的运动特性,借助ABAQUS软件对不同主轴转速和进给速度下刀具轴向力分布进行仿真分析,试验结果表明:传统钻削和超声振动钻削刀具的轴向力均随着主轴转速的增大而减小,随刀具进给速度的增大而增大;但超声振动钻削相比传统钻削轴向力降低21%,孔壁毛刺现象得到较好改善。

深小孔超声振动钻削轴向力的仿真与实验研究

建立深小孔轴向振动钻削加工仿真分析模型,针对轴向力通过DEFORM-3D有限元软件进行了超声振动钻削与普通钻削仿真,对两组仿真结果进行分析比较,并在超声轴向振动钻削装置上对不锈钢板进行了深小孔振动钻削和普通钻削实验,利用压电传感器测量了振动钻削和普通钻削加工的轴向力。实验结果与仿真结果对比表明:仿真结果与实验结果偏差低于8%,超声振动钻削的平均轴向力小于普通钻削的平均轴向力,钻削过程平稳。

超声振动钻削装置的设计与加工分析

针对孔钻削加工质量不高的问题,选择振动方式,确定钻削结构,设计得到超声振动钻削装置。通过三维建模,然后进行模态分析,研究不同阶数的振型,得到最佳振动频率,为装置制造打下理论基础。使用所设计的超声振动钻削装置钻削45号钢,对孔壁形貌进行对比分析,确认这一钻削装置可以提高孔壁的表面质量。

小直径深孔超声振动钻削装置的设计

超声振动加工是一种先进的加工工艺方法,是在加工过程中给工具或工件沿一定方向施加一定频率的超声振动。将超声振动用于精密或超精密加工,特别是在超硬材料、复合材料等难加工材料方面有着突出的优越性,具有低切削力、低切削温度、好的表面粗糙度。基于高频振动切削原理,针对小直径深孔的精密及超精密加工问题,设计了超声振动钻削装置。对难加工材料钛合金进行钻削实验,并对实验结果和数据进行分析。

Ti6Al4V分离型超声振动微钻削的钻削特性仿真与试验研究

针对普通微钻削中Ti6Al4V钛合金存在的排屑难、温升快及易断刀等问题,对Ti6Al4V钛合金进行微孔钻削Deform-3D仿真和试验研究,通过仿真分析普通钻削、分离型超声振动钻削及非分离型超声振动钻削的钻削温度和钻削力,通过试验比较超声振动钻削和普通钻削的钻削力并分析分离型超声振动钻削的优点。结果表明:超声振动钻削相较于普通钻削轴向力可以降低19%左右,温度可降低24%左右,超声振动钻削和普通钻削的轴向力均随着进给速度的增加而增加,分离型超声振动钻削的钻削力相较于非分离型超声振动钻削可降低21%。

超声振动钻削装置设计与研究

为解决碳纤维复合材料和钛合金钻孔加工过程中钻头磨损严重、加工孔质量差等问题,研制了一款超声振动钻削装置。超声振动钻削装置的性能取决于声振系统设计的好坏。本文首先对声振系统的结构设计进行了理论探讨,然后采用ANSYS软件对其进行了模态分析和谐响应分析。在碳纤维复合材料和钛合金的初步钻削试验中,超声振动钻孔和普通钻孔相比轴向钻削力分别减少了48%和31%,结果表明所研制的超声振动钻削装置具有良好的钻削性能。