超声振动钻削装置设计与研究 被引量：6

1

作者 池建昌 田锡天 +1 位作者 杨杰 刘书暖 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期88-91,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 超声振动钻削 超声振动钻削装置 声振系统 碳纤维复合材料

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超声振动钻削中局部共振现象的研究与应用 被引量：6

2

作者 郑建新 刘传绍 +2 位作者 赵波 高国富 焦锋 《工具技术》 北大核心 2003年第2期5-8,共4页

通过建立数学模型 ,分析了超声振动钻削声学系统的动力学规律 ,探讨了工具杆局部共振现象的机理 ,得出了当工具杆发生局部共振时 ,变幅杆与工具杆联接处为位移节点且整个系统处于谐振状态的结论 。

关键词 超声振动钻削 局部共振 工具杆 数学模型

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超声振动钻削SiCp/Al的表面形成机理研究 被引量：12

3

作者 蔡晓江 张余升 +1 位作者 刘普林 陈明 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第2期116-118,共3页

采用超声振动辅助对SiCp/Al进行钻削加工,研究了超声振动条件下钻削加工的表面形成机理,讨论了超声振动辅助实现表面质量改善的工艺条件,并分析了表面缺陷的主要形式及其形成机理。结果表明:采用超声振动钻削加工能明显改善表面粗糙度... 采用超声振动辅助对SiCp/Al进行钻削加工,研究了超声振动条件下钻削加工的表面形成机理,讨论了超声振动辅助实现表面质量改善的工艺条件,并分析了表面缺陷的主要形式及其形成机理。结果表明:采用超声振动钻削加工能明显改善表面粗糙度和表面形貌,减少表面缺陷;在高钻削速度和大振幅超声振动的条件下,能在钻削过程中形成表面磨抛效应,进而显著改善孔表面质量;超声振动钻削中表面缺陷的主要形式有涂抹、耕犁、划痕、凹坑以及粘附。 展开更多

关键词 颗粒增强铝基碳化硅 超声振动钻削 表面形成机理 表面粗糙度 表面缺陷

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超声振动钻削SiC颗粒增强铝基复合材料时的切削力研究 被引量：8

4

作者 许幸新 刘传绍 赵波 《工具技术》 北大核心 2007年第1期49-52,共4页

采用超声振动钻削的方法对金属基复合材料进行孔加工。在自行研制的超声钻削设备的基础上使用不同材质的硬质合金麻花钻,对不同含量的SiC颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)进行了普通钻削与超声振动钻削的对比试验,并分析比较了加工中切削... 采用超声振动钻削的方法对金属基复合材料进行孔加工。在自行研制的超声钻削设备的基础上使用不同材质的硬质合金麻花钻,对不同含量的SiC颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)进行了普通钻削与超声振动钻削的对比试验,并分析比较了加工中切削力的变化规律。试验表明,超声振动钻削可以降低切削力,在一定程度上改善钻削机理。 展开更多

关键词 切削力 超声振动钻削 复合材料

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超声振动钻削切屑形成机理及实验研究 被引量：10

5

作者 陈硕 邹平 毛亮 《中国工程机械学报》 北大核心 2018年第2期125-129,135,共6页

针对难加工材料钻孔不易断屑、加工难度高等问题,采用超声振动技术进行加工.对振动钻削的切屑形成机理进行分析,建立了切削刃的运动轨迹方程,推导出了不同相位差下的切削刃运动轨迹和切屑厚度方程,研究了切削厚度变化情况和断屑特性,得... 针对难加工材料钻孔不易断屑、加工难度高等问题,采用超声振动技术进行加工.对振动钻削的切屑形成机理进行分析,建立了切削刃的运动轨迹方程,推导出了不同相位差下的切削刃运动轨迹和切屑厚度方程,研究了切削厚度变化情况和断屑特性,得到了振动钻削中的完全几何断屑的条件.最后,通过201不锈钢钻削实验,对得出的切屑进行对比分析,验证了断屑条件,进而实现了对难加工材料钻孔切屑的有效控制. 展开更多

关键词 超声振动钻削 难加工材料 切屑 断屑

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高温合金轴向超声振动钻削减摩机理 被引量：3

6

作者 陈硕 邹平 +1 位作者 田英健 毛亮 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期1485-1489,共5页

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... 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. 展开更多

关键词 超声振动钻削 减摩 振幅 切屑形态 粗糙度

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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 被引量：2

7

作者 马利杰 屈海涛 +3 位作者 马尊严 逄明华 冯启高 王占奎 《工具技术》 北大核心 2023年第2期33-38,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 高体分铝基碳化硅 超声振动钻削 内孔表面质量 均匀试验设计

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超声振动钻削试验系统设计 被引量：3

8

作者 陈学永 肖子英 《福建农林大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2011年第1期106-109,共4页

对超声振动钻削系统各关键部分的设计进行介绍,利用该系统对HT200、ZcuPb30进行超声振动钻削试验.结果表明,振动钻削具有钻削扭矩小、钻孔扭矩波动小、扩孔量小等优点.

关键词 钻削 超声振动钻削 高频 扭矩测量 扩孔量

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超声振动钻削声学系统的设计研究 被引量：4

9

作者 刘传绍 郑建新 +2 位作者 赵波 焦锋 高国富 《电加工与模具》 2003年第2期44-47,共4页

通过对超声振动钻削系统的理论分析 ,给出了不同的纵向振动圆锥形变幅杆设计公式 ,分析了面积系数与谐振长度、位移节点、极大值点、放大系数和形状因素之间的关系。用实例分析了几种变幅杆的不同点 ,并指出设计超声振动钻削声学系统时... 通过对超声振动钻削系统的理论分析 ,给出了不同的纵向振动圆锥形变幅杆设计公式 ,分析了面积系数与谐振长度、位移节点、极大值点、放大系数和形状因素之间的关系。用实例分析了几种变幅杆的不同点 ,并指出设计超声振动钻削声学系统时推荐采用复合变幅杆。 展开更多

关键词 超声振动钻削 声学系统 设计研究 圆锥形变幅杆 复合变幅杆

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微孔的超声振动钻削技术 被引量：18

10

作者 曾忠 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期297-299,共3页

随着机电产品的不断精密化和小型化 ,各种微孔的应用日趋广泛 ,其加工质量要求越来越高 ,加工难度不断上升。介绍了一种超声振动钻削方法 ,并通过对孔径 0 .2 mm～ 0 .5mm的微孔进行的普通钻削与振动钻削的对比试验 ,分析研究了振动钻... 随着机电产品的不断精密化和小型化 ,各种微孔的应用日趋广泛 ,其加工质量要求越来越高 ,加工难度不断上升。介绍了一种超声振动钻削方法 ,并通过对孔径 0 .2 mm～ 0 .5mm的微孔进行的普通钻削与振动钻削的对比试验 ,分析研究了振动钻削的效果和切削机理 。 展开更多

关键词 微孔加工 超声振动钻削 振动切削

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超声振动钻削加工中刀具轴向力的仿真试验研究 被引量：6

11

作者 王蕾 封军阳 《工具技术》 北大核心 2021年第11期21-24,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 超声振动钻削 轴向力 加工参数

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深小孔超声振动钻削轴向力的仿真与实验研究 被引量：1

12

作者 史尧臣 张学忱 +2 位作者 于雪莲 刘红岩 张龙飞 《机床与液压》 北大核心 2020年第3期90-93,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 轴向力 超声振动钻削 仿真分析 压电传感器

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基于超声振动钻削系统的换能器设计

13

作者 高国富 车鹏 赵金坠 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第6期87-92,共6页

为使超声振动钻削的换能器性能更加稳定,基于实验数据,提出解析法与有限元法相结合的模式对换能器进行设计,并进行阻抗分析和振动性能测试实验。结果表明,换能器前盖板输出端振幅达4.2μm,在陶瓷晶片工作温度低于70°C的状态下换能... 为使超声振动钻削的换能器性能更加稳定,基于实验数据,提出解析法与有限元法相结合的模式对换能器进行设计,并进行阻抗分析和振动性能测试实验。结果表明,换能器前盖板输出端振幅达4.2μm,在陶瓷晶片工作温度低于70°C的状态下换能器可稳定工作13 h,且工作频率波动幅度小于130 Hz。测试结果验证了设计方法及思路的可行性,所提出的换能器设计方法可推广应用于一般超声振动钻削加工。 展开更多

关键词 超声振动钻削 有限元分析 阻抗分析 振动性能测试

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工程陶瓷小孔超声振动钻削的理论探讨

14

作者 吕宝占 《工具技术》 北大核心 2000年第8期14-16,共3页

通过对超声振动钻削的运动学分析 ,推导了临界钻削速度的计算公式 ,并分析了超声振动钻削提高孔径质量的机理。

关键词 工程陶瓷 超声振动钻削 临界钻削速度

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八面钻超声振动钻削钛合金出口毛刺形成机理 被引量：10

15

作者 李哲 杨志波 +2 位作者 王爱春 宋彰桓 张德远 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期79-89,共11页

钛合金在传统麻花钻常规钻孔后,会产生较大的孔出口毛刺,这将导致孔出口去毛刺困难且影响紧固件装配质量。本文引入一种八面钻新刃型刀具,并利用超声振动钻削技术,进行了八面钻超声振动钻削钛合金出口毛刺形成的基础理论和试验研究。理... 钛合金在传统麻花钻常规钻孔后,会产生较大的孔出口毛刺,这将导致孔出口去毛刺困难且影响紧固件装配质量。本文引入一种八面钻新刃型刀具,并利用超声振动钻削技术,进行了八面钻超声振动钻削钛合金出口毛刺形成的基础理论和试验研究。理论分析了普通钻削和超声振动钻削的出口毛刺形成过程以及超声振动钻削的出口毛刺降低机理,同时试验验证了超声振动钻削的出口毛刺降低效果。结果表明:相比于钛合金普通钻削,超声振动钻削极大地提高了钻头刀具的切削能力,分别降低了钻削力16%~20%、切削温度18%~21%和出口毛刺高度82%~89%,有效降低了装配过程的去毛刺困难和生产成本。 展开更多

关键词 八面钻 超声振动钻削 钛合金 出口毛刺形成机理

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钛合金超声振动钻削工艺特性仿真及试验研究 被引量：16

16

作者 赵甘霖 冯平法 张建富 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1597-1605,共9页

针对钛合金传统钻削中存在的切削力大、切削温度高和加工质量差等问题,研究了钛合金超声振动钻削工艺特性。首先,通过超声振动钻削的运动方程,分析了其断续切削和高速切削的特性;然后,利用Deform-3D对钛合金超声振动力钻削的轴向力、扭... 针对钛合金传统钻削中存在的切削力大、切削温度高和加工质量差等问题,研究了钛合金超声振动钻削工艺特性。首先,通过超声振动钻削的运动方程,分析了其断续切削和高速切削的特性;然后,利用Deform-3D对钛合金超声振动力钻削的轴向力、扭矩和切削温度进行了仿真,并通过超声振动钻削试验研究了轴向力、扭矩和出口毛刺相对传统钻削的变化。结果表明:钛合金超声振动钻削可以降低平均轴向力约20%,降低平均扭矩约40%,降低平均切削温度50%以上,钛合金超声加工孔的加工质量明显优于传统加工。钛合金超声纵扭复合振动钻削相比超声一维纵振钻削可以进一步降低钻削轴向力、扭矩和切削温度,体现出更好的钻削工艺特性。 展开更多

关键词 钛合金 超声振动钻削 纵扭复合振动 切削力 扭矩 切削温度

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超声振动钻削皮质骨切削区温度的研究 被引量：4

17

作者 夏磊 郑清春 +2 位作者 张善青 朱培浩 胡亚辉 《机床与液压》 北大核心 2019年第2期18-21,64,共5页

为了直观明了地分析骨钻削过程中切削区的温度,把三维钻削问题转化为二维切削问题,建立了二维正交切削模型;分析骨钻削过程中第三变形区温度的变化,并利用ABAQUS软件建立超声振动正交切削有限元仿真模型,通过试验验证了仿真模型的正确性... 为了直观明了地分析骨钻削过程中切削区的温度,把三维钻削问题转化为二维切削问题,建立了二维正交切削模型;分析骨钻削过程中第三变形区温度的变化,并利用ABAQUS软件建立超声振动正交切削有限元仿真模型,通过试验验证了仿真模型的正确性;然后通过仿真模型,对比分析普通钻削与超声振动钻削的第三变形区温度变化,并进一步分析了超声振动条件下,转速对皮质骨第三变形区温度的影响。结果表明:相比于普通钻削,超声振动钻削能显著降低第三变形区的温度;随着转速的增加,第三变形区温度增加。 展开更多

关键词 皮质骨 超声振动钻削 正交切削 第三变形区

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GH4169高温合金轴向超声振动钻削加工实验研究 被引量：3

18

作者 田英健 邹平 +2 位作者 康迪 董淳昊 杨旭磊 《电加工与模具》 2017年第4期48-51,共4页

针对GH4169高温合金材料钻削加工困难、表面质量和加工精度要求高等难题,基于在普通车床上实现超声振动钻削加工的思想,设计了一套轴向超声振动钻削加工系统。利用该系统对GH4169高温合金材料做了轴向超声振动钻削与普通钻削的对比实验... 针对GH4169高温合金材料钻削加工困难、表面质量和加工精度要求高等难题,基于在普通车床上实现超声振动钻削加工的思想,设计了一套轴向超声振动钻削加工系统。利用该系统对GH4169高温合金材料做了轴向超声振动钻削与普通钻削的对比实验。结果表明:在不同的转速和振幅下,轴向超声振动钻削相对于同一实验条件下的普通钻削,可明显提高孔的加工质量,且在切屑形态和孔表面形貌等方面均有较大改善。 展开更多

关键词 轴向超声振动钻削 GH4169高温合金 钻削系统 加工质量

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超声振动钻削钛合金的刀具温度和磨损分析 被引量：6

19

作者 闫明鹏 邵华 《工具技术》 2011年第8期26-30,共5页

针对超声振动钻削钛合金过程中刀具温度较高,但刀具磨损较低的问题,对普通钻削和超声振动钻削AISI-Al2024、AISI-1045、Ti6Al4V进行了有限元仿真和试验,分析了刀具温度、磨损、切屑形态等切削过程变量,解释并研究了其加工机理。结果表明... 针对超声振动钻削钛合金过程中刀具温度较高,但刀具磨损较低的问题,对普通钻削和超声振动钻削AISI-Al2024、AISI-1045、Ti6Al4V进行了有限元仿真和试验,分析了刀具温度、磨损、切屑形态等切削过程变量,解释并研究了其加工机理。结果表明:虽然超声振动叠加的能量提高了刀具温度,但在切削区由于超声减摩作用,切削刃承受的切削力和扭矩降低,散热条件改善,因而延长了刀具寿命。另外模拟仿真并试验验证了超声振动钻削的切屑较小,卷曲变形较大。 展开更多

关键词 超声振动钻削 钛合金 刀具温度 刀具磨损 切屑形态

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超声振动钻削系统固有频率和振型的分析

20

作者 向道辉 马玉平 赵波 《电加工与模具》 2004年第2期37-38,共2页

用传输矩阵的方法建立了复杂声学系统———超声钻削系统的传输矩阵模型 ,对超声振动钻削系统的固有频率和振型进行了系统的分析研究 ,得出了声学夹头长度变化。

关键词 超声振动钻削系统 固有频率 振型 传输矩阵

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