Mechanism and practice of rock control in deep large span cut holes

Deep large span cut holes are difficult to stabilize. The 7801 cut hole in the Lu'an Wuyang Mine was used as this project's background. The main factors affecting large span cut hole stability are analyzed. Pre- stressed bolting theory was used to design a roof control method for a large span roadway. By reducing the span and applying equal strength coordinated supports the rock could be stabilized. The control prin- ciples and methods are given herein along with the analysis. A double micro arch cross section roadway is defined and its use in solving the current problem is described. Beam arch theory was used to build a model of the double micro arch cross section roadway. A support reverse force model for the arch foot intersection was also derived. A support method based upon reducing the width of the large span in the cut hole is presented. These results show that the reduced span of the roadway roof plus the use of cable anchors and single supports gives an effective way to control the large span cut hole. On site monitoring showed that the reduced span support from the double micro arch cross section roadway design had a significant effect. The roadway surface displacement was small and harmful deformation of the cut hole was effectively controlled. This will ensure its long term stability.

采矿工程深孔孔内分段爆破技术应用

深孔孔内分段爆破技术是采矿工程新技术,可提高采矿效率。因此,以一个采矿工程为例,介绍了深孔孔内分段爆破技术应用方案,结合深孔孔内分段爆破技术应用参数,论述了深孔孔内分段爆破技术在采矿工程中的应用流程,并对深孔孔内分段爆破技术在采矿工程中的应用效果进行了进一步探究,希望为采矿工程深孔孔内分段爆破实践提供一些参考。

摇动辅助的混粉电火花深微小孔加工研究

提出了一种摇动辅助的混粉高速电火花加工深微小孔的方法,探究了不同混粉粒径、不同浓度混粉溶液条件下,摇动辅助对电火花加工深微孔时的孔入口与出口直径差、材料去除率、电极相对损耗率、表面粗糙度和重铸层厚度的影响。结果表明:与无摇动辅助的情况相比,摇动辅助加工减小了深微孔的入、出口直径差,显著降低了孔的锥度;同时增大了材料去除率、降低了电极相对损耗率;虽然表面粗糙度和重铸层厚度略微增大,但整体加工效果得到改善。

基于仿真模型的多层互连深微孔产品电镀能力研究

深微孔蟹脚及镀层结晶异常是电镀过程中常见的缺陷,其对PCB产品的可靠性具有重大的影响。文章采用有限元分析的方法,对侧喷时PCB板面及孔内的镀液流动状态进行了数值计算,得到了不同喷流速度、不同厚径比时镀液在深微孔底部的速度分布数据;另外通过试验研究了电流密度、波形时间比、正反电流比等电镀参数对深微孔电镀效果的影响,结果显示当电镀参数与喷流频率进行协同作用时,深微孔产品的蟹脚、结晶异常类缺陷能够得到有效改善。

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。

钛合金深小孔的微细超声电火花加工技术

本文分析了钛合金深小孔加工的技术难点 ,研究了超声振动在深小孔电火花加工中的作用机理 ,并据此研制出了四轴联动微细超声电火花加工机床。在所研制的机床上 ,成功地在 TC4钛合金上加工出了直径为 Φ0 .2 mm,深径比为 1 5的深小孔。

超声轴向振动钻削断屑机理分析与试验研究

基于振动钻削原理对振动断屑机理进行了研究,建立了振动钻削数学模型,并分析了轴向动态切削厚度变化规律及保证断屑时所需的振幅条件。在设计的超声轴向振动钻削试验装置上进行了深小孔超声振动钻削与普通钻削的对比试验。试验结果表明与普通钻削相比,振动钻削加工得到的孔具有较小的扩孔量和较好的断屑、排屑效果。

大深径比微小深孔超声电火花加工工艺研究

针对难加工材料的大深径比微小深孔加工这一工艺难题,设计并制造了基于工件振动的超声电火花复合加工装置。该装置包括一个已优化的压电振子和一台普通电火花机床。为提高加工效率,对压电振子进行了优化分析,使压电振子具有合适的纵振模态、固有频率和较大的振幅,压电振子中陶瓷片具有合理地安装位置。选择模具钢作为加工材料进行大深径比微小深孔的加工实验,比较研究了超声电火花复合加工装置和普通电火花机床加工大深径比微小深孔的加工效率。实验表明,超声电火花复合加工装置的加工效率更高。研究了超声激励电压、脉冲电流、脉冲宽度以及脉冲间隙等参数对大深径比微小深孔加工效率的影响,得出各参数较优的设置值。根据实验结果可以看出,超声电火花复合加工装置可以有效地加工出直径为0.5mm、深径比为60的微小深孔,适用于难加工材料的大深径比微小深孔加工。

深孔轴线直线度检测装置设计与研究

文章提出从孔轴线微元角度研究深孔轴线直线度的方法,分析了深孔实际轴线与理想轴线之间的三种关系,设计了一种基于平行光源和四象限探测器的直线度检测装置,探讨了光斑中心微位移检测原理,并提出在计算机辅助下利用光斑面积比值法检测微转动量的思路,从而更为全面地反映深孔轴线直线度水平。

倒置式电火花超声复合加工装置

为了解决大深径比微孔的难加工问题,提出了倒置式电火花超声复合加工的想法。并在原理性实验装置与加工实验的基础上,开发设计了基于工件附加超声振动方案下的改进型加工装置——倒置式电火花超声复合加工装置。主要完成了装置的总体方案设计、功能部件设计和性能分析,并针对装置的技术难点,提出了解决途径。

电极的电沉积制备技术及其在微细电火花深孔加工中的应用

微细电火花深孔加工中电极的损耗变形严重影响了加工精度。分析了造成电极形状失真的原因,提出了增强电极侧面抗电蚀能力的方法,通过复合电镀技术,在电极侧面电沉积Cu-ZrB2复合镀层,制成的复合电极在电火花机床上加工深孔,结果表明,Cu-ZrB2复合镀层提高了电极的抗电蚀能力,该方法能够有效地保证电极端面的等损耗,减小加工孔的锥度。

一种利用电化学钝化极化现象的超深小孔电火花复合加工工艺

通过对超深小孔电火花复合加工工艺的试验研究,研发了一种液体成膜的低浓度电解质环保水溶液,作为电火花高速小孔机专用工作液,用于超深小孔的电火花复合加工,成功解决了大深径比超深小孔的电火花加工工艺难题。而其中独具特点的"电极管平头低损耗"现象,也为解决诸如钨钼类高熔金属超深小孔及航空发动机叶片气膜孔加工等难题找到了一种新的工艺方法。

进给量对超声振动钻削力的影响研究

在振动钻削加工原理的基础上建立了振动钻削过程中平均钻削力的数学模型,在超声轴向振动钻削试验装置上进行了0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢的普通钻削和振动钻削的钻削力测量试验,通过试验分析了进给量对钻削力和钻头磨损的影响规律。试验结果表明,振动钻削过程中的钻削力明显减小,钻削力曲线更加平缓;振动钻削过程中,随着钻头进给量的增大钻削力逐渐增大,钻头磨损加剧。

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 。

基于MINITAB的旋转超声电解复合加工微小深孔试验研究

为解决电解加工微小深孔中电解液难以进入加工区及电解产物难以排除的问题,搭建了内喷式旋转超声电解复合加工试验装置,并基于MINITAB开展了微小深孔侧面间隙的试验研究。试验结果表明,加工电压、阴极裸露长度、进给速度和阴极转速对侧面间隙影响显著,且前两者对侧面间隙产生负效应,后两者对侧面间隙产生正效应,加工电压*进给速度、加工电压*阴极转速、加工电压*阴极裸露长度、进给速度*阴极转速对侧面间隙的交互作用显著,并得到了侧面间隙的数学回归模型,试验值与回归模型的相对误差为8.18%。在此基础上对模型进行优化,进行了响应曲面试验,并通过试验进行验证。优化结果表明,试验值与优化模型值相对误差为4.96%。通过控制阴极伸出长度能有效地减小加工孔的锥度,理论上可以将孔的锥度减小至零。所加工的微小深孔直径为4.007mm,深为67.5mm,加工电流稳定。

一种基于场协同原理的强化液冷冷板研究

随着功率芯片热耗和热流密度的不断提高,常规的深孔钻液冷冷板难以满足高热流密度芯片的散热需求。基于场协同原理,设计出一种菱形肋强化换热冷板,并和传统的深孔钻、微通道冷板进行了综合性能对比。仿真和试验研究表明:在同样总温差下,菱形肋冷板所需流量可低至深孔钻的1/3以上;换热面积相当时,菱形肋冷板的总温差约为矩形肋(微通道)冷板的83%左右。

深微孔电火花加工非电参数工艺规律研究

在深微孔电火花加工中,工作液及电极材料等非电参数的选择对加工效率及加工质量有极大的影响,揭示这些非电参数的工艺规律对提高深微孔电火花加工性能有重要的研究意义。利用煤油和去离子水两种工作液,以加工效率为目标,在不同条件下开展工艺试验,得出最适宜的工作液在加工45钢和紫铜材料工件时为去离子水,加工铝合金材料工件时为煤油;利用黄铜丝、钨丝及钼丝3种电极材料,同样以加工效率为目标开展工艺试验,得出最佳电极材料在加工45钢工件时为钨,加工紫铜材料工件时为钨和钼,加工铝合金材料工件时为黄铜。上述研究在深微孔电火花加工中合理选择工作液及电极材料方面做出了有益的探索,其研究成果为深微孔电火花加工高效率、高质量的开展提供了重要的借鉴。

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。

微深孔激光加工方法及其应用

在高副接触零件表面制造大量的微深孔,微深孔可以吸附与存储润滑油。主要阐述了激光加工过程中影响微深孔加工的因素。应用HGL-LCY300激光加工设备在滚轮表面打出了直径为Φ0.1 mm～Φ0.2 mm、孔深为1 mm左右的众多排列有序的微深孔。通过滚轮磨损实验初步表明:高副接触零件表面的微深孔能提升材料的耐磨性。

振动钻削钻头刚性化理论分析与试验研究

基于振动钻削的原理,对振动钻削的运动学特性进行分析推导出振动钻削中最小的切削厚度,根据最小的切削厚度将振动钻削分为分离型和不分离型振动钻削。构造深小孔钻头振动系统的动力学模型,对钻头的静止化和刚性化进行理论分析和试验研究。实验结果表明:与普通钻削相比,振动钻削能使钻头的等效刚度得到提高,从而保证孔的加工质量和加工过程中的稳定性。