脉冲激光加工微细钻铣刀具研究现状及其发展趋势

微细钻铣刀具是微纳加工的重要工具,广泛应用于航空航天、3C电子产品、新能源汽车和医疗器械等高端装备关键零部件的微细加工。本文对比了多种微细钻铣刀具制造方法的优缺点发现,采用脉冲激光加工技术制造微细钻铣刀具具有良好的加工能力和适用范围;探讨了脉冲激光制造微细刀具的加工机理和加工工艺等的研究现状,提出了脉冲激光加工微细钻铣刀具的应用前景和发展趋势。

钻铣刀行业现状

概述了钻刀、铣刀工具制造商所面临的挑战、背景、刀具市场的价格趋势,展望了工具制造的未来等。

提高油田井下钻铣刀具使用寿命的研究

石油分层开采时,对地下井管封隔器用后卸压打捞提升前,对封隔器解封机构切割、地下井管修复所用的井下切割工具寿命低、效率低,为此文中介绍了新型刀具的材料和结构参数的选择,并作了井管修复模拟试验和现场考核。

采用自适应区域生长的微型钻铣刀具磨损检测方法

针对微型钻头与微型铣刀磨损图像中干扰严重、磨损区域自动识别困难以及磨损量测量不准确等问题,融合最大类间方差法与区域生长算法,提出一种基于自适应区域生长的刀具磨损视觉检测方法。首先通过最大类间方差(Otsu)算法自动裁剪磨损图像,结合图像像素变化规律确定区域生长起点与初始阈值,并以类间方差为依据进行阈值更新,获得磨损区域二值图像。在此基础上,通过最小二乘法对刀具轮廓线进行重构,实现刀具磨损量的自动测量。最后,通过磨损测量数据的一致性分析验证算法的有效性。结果表明:所提方法测量结果与人工测量结果具有较强的一致性;相较于目前已有的机器视觉检测方法,该方法可以有效避免刀体干扰区域的影响,准确提取微型钻铣刀具的磨损信息,可以精准实现对微型钻铣刀具磨损状态的检测。

立式钻铣刀

随着现代工业的迅速发展,在金属切削加工中越来越多地采用柔性加工单元、柔性加工系统、自动加工和无人操作。在连续钻削中,采用传统高速钢双刃麻花钻和较为先进的三刃钻存在许多问题。以前曾提到过的所谓“回转振动”被加工孔的精度与粗糙度均较差;孔壁留有明显的螺旋状刀痕;孔截面呈奇数多边形,这是由于切速低、孔扩张量大所造成的。此外,在上述加工中,尚有下列问题:由于存在钻头横刃和几何形状的关系,钻削时轴向力和扭矩均较大;钻尖刃磨时(大多采用人工刃磨)切削刃对称较难掌握。

钻铣刀端刃前刀面的磨削

为实现钻铣刀“钻”的功能,铣刀一齿或二齿端面切削刃须通过刀具中心,其相对位置误差一般要求在0.1mm范围内,如图1所示。这就对该端刃前刀面的刃磨提出了较严格的要求。

钻沟铣刀数学模型的建立

采用分析计算法，建立了钻沟铣刀数学模型，在此基础上用VisualBasic语言编写了钻沟铣刀参数化设计及绘图软件，从而提高了钻沟铣刀的参数化计算精度和设计效率．

深水多功能管道作业机具切削系统设计与试验研究

针对深水X70钢级管道维修时磨削防腐层时易过切、切断困难及多种机具配合作业效率低的问题,提出了"一次"装夹,多工序加工的新型多功能维修机具方案。机具通过铣削方法切断管道、去除焊冠、内外倒角,基于波形刃铣刀机床铣削实验,获得了铣削力经验公式;采用研磨盘去除防腐涂层,并设计了一种自适应管椭圆度变化的旋转柔顺机构,进行了磨削工具的水下作业力学分析;完成了机具的设计、制造及陆上作业试验。结果表明:磨削阻力矩随磨削压力和作业工具半径的增大显著增大;大直径波形刃铣刀切割X70钢级大壁厚管道时不夹刀、切管时间短;铣削力随刀具转速及进给速度的增大而增大,当铣削力达到5 000 N时,机具颤振明显;陆上试验与预期相符,验证了该方案的合理性,为工程样机的研制奠定了技术基础。

动力系统在神经外科手术的应用

动力系统铣刀、磨钻装置在神经外科手术已广泛应用,用铣刀开颅,出血少、骨缘光滑、不用骨蜡止血,骨窗大小形状可根据手术需要制定,避免损伤硬脑膜及脑组织,减少手术创伤;缩短开颅时间,对于高血压脑出血和颅脑损伤患者的抢救赢得宝贵时间,提高手术后生存质量;使一些高难度的肿瘤手术简单化,提高肿瘤手术的质量和效果。外科医生和手术室护士要严格掌握该设备的性能、结构、使用时注意事项和术后保养。