刃磨大长径比刀具设计及其钻削性能实验分析

刃磨成为一种提升钻削刀具加工精度的高效方法,设计了一种刃磨大长径比刀具。通过六轴数控工具磨床以刃磨方式制备外径尺寸0.5mm与长径比为10的大长径比刀具。利用4Cr13不锈钢开展微孔钻削测试,再根据钻削力、刀具磨损程度、微孔加工水平进行刀具钻削特性评估。研究结果表明:当微孔数量增加后,采用刃磨大长径比刀具方式则发生了钻削轴向力的明显减小,形成了更平缓的上升趋势。刃磨方法能够大幅减小大长径比刀具横刃与后刀面磨损宽度。刃磨大长径比刀具形成负前角横刃并对挤压工件形成更小的刮削,采用正前角的内切削刃处理时形成了更大的切削工件区域,引起钻削轴向力的明显减小,有效控制刀具钻尖发生磨损程度。刃磨大刀具方式形成了外形更规则的孔口,微孔形成了更小圆度误差,刃磨大长径比刀具形成孔壁粗糙度更小的微孔。

基于压电效应的切削振动能量收集及减振刀具应用

大长径比刀具普遍应用于具有深腔、深孔特征工件的加工。随着悬长的增加,刀具等效刚度降低,易引发强烈切削振动。设计内置压电陶瓷吸振器的大长径比车刀,可将主结构振动转化为吸振器质量块振动和压电陶瓷输出的电能,提升减振效果。模态试验表明,减振车刀共振峰值相比于原刀具减少了80.1%。最后,开展多组切削试验,相比于无吸振器刀具,加吸振器后刀具频响函数峰值下降了72%,工件表面粗糙度下降了67.2%。同时,收集到的输出电压达1.1~10.1V,该信号与切削振动密切相关。

基于Deform的大长径比PCD微铣刀结构设计及参数优化

微细铣削技术是最适合加工高深宽比微结构的微细加工技术之一,而微铣刀制约着微细铣削技术的发展.针对高深宽比微结构的微细铣削加工,设计一种大长径比PCD直刃微铣刀,通过Deform有限元仿真研究不同微铣刀结构参数对铣削力和毛刺高度的影响规律.进一步地,采用多目标曲面响应分析方法对侧刃后角、底刃后角和底刃倾角3个因素进行试验设计,得到优化后的微铣刀结构参数为侧刃后角30°,底刃后角15°和底刃倾角7°.

动力减振镗杆结构优化及运动稳定性仿真研究

为了研究动力减振镗刀在减振效果最好、运动稳定性最佳时减振系统的特征及结构参数,以长径比为12的动力减振镗刀为研究对象,在对其进行运动稳定性分析的基础上,采用SIMS方法优化确定了减振系统的特征参数,再利用Matlab优化确定了减振系统结构材料参数;然后利用ADAMS进行了减振镗杆的动力学仿真,分析得到了幅频响应曲线和振动—位移时间曲线;最后通过比较分析不同橡胶等效径向刚度值和阻尼液阻尼值下减振镗杆动力学仿真的幅频响应曲线,验证了减振镗杆优化结果的正确性,为大长径比动力减振镗刀的研制提供指导。

数控电解铣削加工机床研制

针对航空、医疗等领域内一些中小尺寸零件复杂曲面和窄深型腔的加工需求,研制了数控电解铣削加工机床,包括:设计了带X/Y/Z移动和C轴旋转的4轴联动机床结构,可实现2μm的重复定位精度;开发了具有快速短路响应及泄能模块的高频脉冲电解电源,并能够与电解机床控制系统实时通信;订制了过滤精度0.5μm,压力、温度可调可控的电解液循环过滤系统。最后以实例进行验证,采用圆柱电极以电解铣削方式在304不锈钢上加工出宽1.4mm、深8mm、R_a0.8μm,侧壁陡峭的大深宽比窄深盲槽,加工过程稳定,机床达到了预期设计目标。

大直径奥氏体不锈钢无缝钢管的试制

介绍了大直径奥氏体不锈钢无缝钢管的试制情况,以及在开发过程中采用的一些思路。在管坯制造阶段,将管坯锻造锻压比控制在3.0～3.5;在穿孔轧制阶段,采用专业3D设计软件对穿孔参数进行模拟和计算;穿孔顶头通过表面处理、涂抹润滑剂,并结合内水冷的方式提高寿命;设计制造出穿孔机组合导板,从而降低生产大直径奥氏体不锈钢钢管的工具成本。对试制出的成品管进行了化学成分、机械性能、晶粒度和晶间腐蚀试验分析,产品各项指标均满足ASMESA312/SA312M——2007《无缝和焊接奥氏体不锈钢公称管》标准要求。

Φ139.7mm免钻塞工具在春风油田的应用

针对春风油田油层薄、埋藏浅造成的水平井位垂比大、钻塞时间长,钻塞困难等问题,设计应用了φ139.7 mm小尺寸的免钻塞工具,免钻在下入、胀封、循环通道打开、关闭以及打捞等各个环节表现稳定、可靠,成功解决了钻塞对分级箍和套管造成磨损或破坏问题,大幅降低了钻井周期,提升了完井质量。

高温合金零件深孔加工方法研究

本文通过优化刀具方案,改进加工方法,优化加工参数等方法对高温合金长螺栓大深径比内孔进行了现场试验加工研究。分析了硬质合金面钻、铰刀、枪钻3类刀具对加工内孔的影响。最终得出采用枪钻进行内孔加工,可保证深内孔一次加工合格,满足加工要求。