C_(f)/SiC复合材料超声振动辅助小孔钻削试验研究 被引量：1

1

作者 孙婷 解丽静 +3 位作者 姜佳明 刘桐语 吴嘉祺 王西彬 《工具技术》 北大核心 2025年第6期28-33,共6页

碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(C_(f)/SiC)是典型的难加工材料。在其上钻削小孔时极易出现制孔缺陷,影响零部件性能及可靠性。因此以ϕ2 mm小孔为研究对象,使用清水作为切削液,研究在常规和超声振动辅助条件下,干钻削、浸水钻削和喷水... 碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(C_(f)/SiC)是典型的难加工材料。在其上钻削小孔时极易出现制孔缺陷,影响零部件性能及可靠性。因此以ϕ2 mm小孔为研究对象,使用清水作为切削液,研究在常规和超声振动辅助条件下,干钻削、浸水钻削和喷水钻削6种不同钻削加工条件对切削力以及孔加工表面质量的影响规律。研究结果表明,在相同切削参数条件下,常规干钻削的轴向切削力较小,湿式钻削会因水填充材料而使材料综合强度和切削抗力增加。超声振动能够有效降低C_(f)/SiC复合材料钻削中的轴向力和扭矩,对孔出口棱边及孔壁缺陷有一定的抑制作用,超声振动辅助干钻削、喷水钻削以及浸水钻削的平均轴向力分别减小28%,42%和63%,最大扭矩分别减小48%,62%和61%。超声浸水钻削和常规干钻削有较小的切削力和较好的孔加工质量,适合钻削加工C_(f)/SiC复合材料。 展开更多

关键词 C_(f)/SiC复合材料 超声振动辅助钻削 切削力 孔加工质量

在线阅读 下载PDF 职称材料

超声振动辅助钻削HR-2抗氢钢深小孔刀具磨损与表面质量研究

2

作者 蒋凯宁 王佳勋 +3 位作者 张园 徐飞飞 刘文浩 董志刚 《机械强度》 北大核心 2025年第9期113-121,共9页

针对HR-2抗氢钢深小孔钻削加工中表面质量降低、麻花钻磨损严重的问题,通过热力耦合有限元仿真与深小孔钻削试验相结合的方法,研究深小孔加工中刀具磨损、钻削温度和加工表面质量的变化趋势,对比超声振动辅助钻削(Ultrasonic Vibration ... 针对HR-2抗氢钢深小孔钻削加工中表面质量降低、麻花钻磨损严重的问题,通过热力耦合有限元仿真与深小孔钻削试验相结合的方法,研究深小孔加工中刀具磨损、钻削温度和加工表面质量的变化趋势,对比超声振动辅助钻削(Ultrasonic Vibration Assisted Drilling, UVAD)和常规钻削(Conventional Drilling, CD)2种加工方式,分析超声振动对表面质量差、刀具磨损严重等问题的改善作用。结果表明,随着钻削深度增大,刀具横刃和切削刃热量积累显著增大,逐渐发生涂层剥落、刃口钝化、崩刃等问题,同时,加工孔表面切削热累积导致温度升高,加工表面出现材料涂抹、碎屑黏附、斜向划擦等问题,使表面质量下降和表面粗糙度增大。UVAD相较于CD,有效降低了钻削温度,有助于减少刀具磨损,保持切削刃的完整性,同时降低了加工表面粗糙度,最终提高了加工表面质量。 展开更多

关键词 抗氢钢 深小孔 超声振动辅助钻削 有限元仿真 刀具磨损 表面质量

在线阅读 下载PDF 职称材料

轴向低频振动辅助皮质骨钻削的钻削力和温升 被引量：3

3

作者 白小帆 侯书军 +1 位作者 李慨 曲云霞 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期321-330,共10页

为了研究轴向低频振动钻削方式在皮质骨钻削中对钻削力和温升的影响,基于一种自主研发的低频振动钻削设备,对常规和轴向低频振动辅助皮质骨钻削的钻削力和温升进行了实验,建立了钻削力和产热速率模型。实验结果表明:轴向低频振动钻削方... 为了研究轴向低频振动钻削方式在皮质骨钻削中对钻削力和温升的影响,基于一种自主研发的低频振动钻削设备,对常规和轴向低频振动辅助皮质骨钻削的钻削力和温升进行了实验,建立了钻削力和产热速率模型。实验结果表明:轴向低频振动钻削方式的进给力和转矩明显减小,温升降低了3~5℃;通过统计方法确定主轴转速是影响钻削力和温升的最显著因素,并进行了双目标优化。模型计算结果与实验数据趋势相吻合,可以认为轴向低频振动产生的钻头与骨组织周期性分离运动是钻削力和温升减小的主要原因。 展开更多

关键词 皮质骨钻削 轴向低频振动辅助钻削 钻削力 温升 切削能

在线阅读 下载PDF 职称材料

CFRP/Cu叠层材料超声辅助钻削的工艺特性与加工质量研究

4

作者 龚煜轩 朱柏崴 +1 位作者 刘二亮 庄百亮 《工具技术》 北大核心 2025年第8期23-29,共7页

通过试验对比普通钻削与超声辅助钻削在不同加工参数下对CFRP/Cu叠层材料的加工性能,重点分析加工模式和参数对轴向力、孔缺陷、孔壁粗糙度及表面形貌的影响。研究表明:超声辅助钻削在降低轴向力和孔缺陷、改善孔壁表面质量方面具有显... 通过试验对比普通钻削与超声辅助钻削在不同加工参数下对CFRP/Cu叠层材料的加工性能,重点分析加工模式和参数对轴向力、孔缺陷、孔壁粗糙度及表面形貌的影响。研究表明:超声辅助钻削在降低轴向力和孔缺陷、改善孔壁表面质量方面具有显著优势,尤其在低进给量下,超声辅助钻削的轴向力显著低于普通钻削,能够有效减少CFRP层入口处的撕裂和毛刺缺陷。同时,超声辅助钻削可以减轻切削力对材料的推挤作用,从而显著降低Cu层出口处的毛刺高度。此外,超声辅助钻削通过减小轴向力和刀具与材料之间的摩擦,能够显著提升孔壁表面的光洁程度,降低孔壁粗糙度。研究还发现,转速和进给量对轴向力和加工质量也有较大影响。在普通和超声辅助钻削中,较低进给量和较高的转速可以降低轴向力和孔壁粗糙度,减少孔缺陷。经过优选,在进给量为0.01 mm/r和转速为4 000 r/min的条件下,超声辅助钻削对CFRP/Cu叠层材料的钻削效果最佳。 展开更多

关键词 碳纤维复合材料/铜叠层结构 超声辅助钻削 轴向力 孔质量

在线阅读 下载PDF 职称材料

低频轴向振动钻削的变角切削特性 被引量：3

5

作者 马利杰 王西彬 +1 位作者 刘贯军 陈锡渠 《机床与液压》 北大核心 2009年第10期30-32,8,共4页

在对轴向振动钻削的变角切削原理简要分析的基础上,结合普通麻花钻的几何结构,研究了轴向振动钻削情况下振动参数对主切削刃和横刃工作角度的影响规律,然后进行了硬铝(2A12)的低频轴向振动钻削试验,并对试验中的钻削力和孔径尺寸进行了... 在对轴向振动钻削的变角切削原理简要分析的基础上,结合普通麻花钻的几何结构,研究了轴向振动钻削情况下振动参数对主切削刃和横刃工作角度的影响规律,然后进行了硬铝(2A12)的低频轴向振动钻削试验,并对试验中的钻削力和孔径尺寸进行了测量。研究结果表明:低频振动钻削时,轴向振动能够优化钻尖的工作角度、改善切削状况,从而减小了最大横向力,提高了内孔尺寸精度。 展开更多

关键词 普通麻花钻 低频 轴向振动钻削 变角切削

在线阅读 下载PDF 职称材料

机械式低频轴向振动钻削装置的设计与分析 被引量：2

6

作者 李章东 田军伟 +2 位作者 焦锋 李亚鹏 刘旭辉 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第3期89-95,共7页

在深孔的钻削加工过程中,经常会有连续的带状切屑导致断钻事故发生,如果在钻削过程中对切屑进行周期性地断屑,就能有效解决深孔加工过程中断屑排屑困难的问题。设计一种机械式低频轴向振动钻削装置,研究其工作原理、振幅和频率的调整方... 在深孔的钻削加工过程中,经常会有连续的带状切屑导致断钻事故发生,如果在钻削过程中对切屑进行周期性地断屑,就能有效解决深孔加工过程中断屑排屑困难的问题。设计一种机械式低频轴向振动钻削装置,研究其工作原理、振幅和频率的调整方法以及振动钻削装置的整体结构布局;对振动钻削装置的主要技术参数进行分析计算;利用ANSYS Workbench对其进行刚体动力学仿真分析,并进行振动钻削装置的振动特性试验。结果表明,所设计的钻削装置结构简单,振幅与频率调整方便,能够解决断屑排屑困难的问题,可以有效提高深孔加工质量。 展开更多

关键词 深孔加工 低频振动钻削 刚体动力学 仿真建模

在线阅读 下载PDF 职称材料

纵-扭复合振动辅助岩石钻削机理及效率

7

作者 高大湧 林建勇 +1 位作者 田雅婷 姚红良 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期555-563,共9页

针对单一纵向或扭转振动辅助岩石钻削的局限性,提出纵-扭复合振动辅助岩石钻削方案.首先对该方案的理论模型进行分析;然后基于EDEM(event driven execution manager)软件的离散元法(discrete element method, DEM)对不同情况下岩石的钻... 针对单一纵向或扭转振动辅助岩石钻削的局限性,提出纵-扭复合振动辅助岩石钻削方案.首先对该方案的理论模型进行分析;然后基于EDEM(event driven execution manager)软件的离散元法(discrete element method, DEM)对不同情况下岩石的钻进机理和效果进行模拟,结果表明添加纵-扭复合振动辅助相对于无振动、纵向振动和扭转振动方案,钻头受到的最大合力分别减小了36.45%,9.34%和32.84%,钻进速度分别提高了26.02%,4.27%和16.13%;最后对所提方案的钻进效果进行试验验证,得到添加纵-扭复合振动辅助后的钻头支架应变相对于只添加扭转振动辅助时减小了35.48%,钻进速度提高了31.25%.研究表明纵-扭复合振动辅助方法可以提高岩石钻削效率. 展开更多

关键词 岩石钻削 振动辅助 复合振动 离散元法 钻削效率

在线阅读 下载PDF 职称材料

轴向超声振动辅助钻削机理与试验研究 被引量：4

8

作者 田英健 邹平 +1 位作者 陈硕 温泉 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期705-709,共5页

针对传统钻削过程中经常出现断屑、排屑困难以及加工质量差等问题,提出了轴向超声振动辅助钻削加工方法,并研究了其运动特性和断屑机理.利用自行设计的轴向超声振动辅助钻削系统对45号钢进行了传统钻削与轴向超声振动辅助钻削的对比试验... 针对传统钻削过程中经常出现断屑、排屑困难以及加工质量差等问题,提出了轴向超声振动辅助钻削加工方法,并研究了其运动特性和断屑机理.利用自行设计的轴向超声振动辅助钻削系统对45号钢进行了传统钻削与轴向超声振动辅助钻削的对比试验.从孔的粗糙度、表面微观形貌、切屑形态等方面进行研究.结果表明,相对于传统钻削,轴向超声振动辅助钻削能有效降低孔表面粗糙度,改善孔表面微观形貌.另外,对试验结果进行方差分析,结果显示主轴转速和超声振幅对孔表面粗糙度有显著影响,其中当振幅在20μm,主轴转速在450 r/min时加工效果最好. 展开更多

关键词 轴向超声振动 辅助钻削 45号钢材料 运动特性 断屑机理 加工质量

在线阅读 下载PDF 职称材料

Al/CFRP叠层结构低频振动辅助钻削工艺研究 被引量：5

9

作者 王帅飞 王福吉 +2 位作者 栗盛开 王小鞑 贾振元 《机电工程》 CAS 北大核心 2020年第12期1447-1452,共6页

在低频振动辅助Al/CFRP叠层结构配钻过程中,低频振动对复合材料的去除作用不明,难以同时保证Al和CFRP加工质量。针对这一问题,从理论角度对振动条件下刀具钻削过程中位置的变化规律进行了分析,并基于此讨论了低频振动对Al/CFRP叠层构件A... 在低频振动辅助Al/CFRP叠层结构配钻过程中,低频振动对复合材料的去除作用不明,难以同时保证Al和CFRP加工质量。针对这一问题,从理论角度对振动条件下刀具钻削过程中位置的变化规律进行了分析,并基于此讨论了低频振动对Al/CFRP叠层构件Al入口、CFRP出口和二者孔壁材料去除和加工质量的影响;进一步研究了低频振动工艺参数对加工质量的影响,搭建了包含低频振动刀柄的低频振动制孔实验平台,使用能够抑制CFRP出口损伤的刀具,进行了不同振幅下的低频振动辅助钻削实验。研究结果表明:低频振动能够有效地实现铝合金断屑,避免了长切屑对入口和铝合金孔壁的刮擦,提高了上层铝合金的加工质量;但低频振动的引入在一定程度上会增大钻削过程中的最大轴向力,同时过大的振幅会加剧中下层CFRP出口的撕裂损伤,并降低CFRP孔壁的加工质量。 展开更多

关键词 叠层材料钻削 低频振动工艺 振幅 加工质量

在线阅读 下载PDF 职称材料

钻头几何参数对低频振动钻削CFRP/钛合金叠层材料钻削轴向力及温度的影响 被引量：7

10

作者 姚琦威 陈燕 +1 位作者 杨浩骏 张勋 《工具技术》 2019年第3期28-32,共5页

通过开展低频振动钻削叠层材料单因素试验,研究了刀具的顶角、螺旋角和后角对钻削轴向力及温度的影响。结果表明:钻头顶角越大,轴向力越大,螺旋角的变化对钻削CFRP层轴向力影响较小;在钻削钛合金层时,轴向力随着螺旋角的增大呈先下降后... 通过开展低频振动钻削叠层材料单因素试验,研究了刀具的顶角、螺旋角和后角对钻削轴向力及温度的影响。结果表明:钻头顶角越大,轴向力越大,螺旋角的变化对钻削CFRP层轴向力影响较小;在钻削钛合金层时,轴向力随着螺旋角的增大呈先下降后上升的趋势,钻头后角越小,轴向力越大;钻头几何参数对钻削温度的影响可以忽略,得出较为适合CFRP/钛合金叠层材料振动制孔的钻头几何参数为顶角120°、螺旋角25°、后角20°。 展开更多

关键词 振动钻削 叠层材料 钻头几何参数 轴向力 钻削温度

在线阅读 下载PDF 职称材料

低频振动钻削时微小钻头钻入横向偏移的研究 被引量：14

11

作者 王立平 杨兆军 +1 位作者 王立江 杨叔子 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第12期59-62,共4页

根据振动理论对低频振动钻削减小微小钻头钻入横向偏移机理进行了理论分析，阐明了微小钻头振动钻入的动力学特性，并在理论分析基础上对微小钻头钻入定位误差进行了实验研究。结果表明，振动钻削从根本上改变了钻入机理，使普通钻削的... 根据振动理论对低频振动钻削减小微小钻头钻入横向偏移机理进行了理论分析，阐明了微小钻头振动钻入的动力学特性，并在理论分析基础上对微小钻头钻入定位误差进行了实验研究。结果表明，振动钻削从根本上改变了钻入机理，使普通钻削的连续切削过程转变为断续的脉冲式切削过程，因而提高了钻入定位精度。 展开更多

关键词 低频 振动钻削 微小钻头 钻入横向偏移 钻削

在线阅读 下载PDF 职称材料

轴向振动钻削过程及其切屑长度分析 被引量：13

12

作者 张平宽 王慧霖 王贵成 《应用科学学报》 CAS CSCD 2003年第4期393-396,共4页

对轴向振动钻削理论进行了系统的分析,论述了各参数的关系及对加工过程的影响.给出了断屑条件、切削长度的计算方法,在各种条件下实测值永远小于理论值,但相差很小.为快速选择合适的轴向振动钻削参数,实现深孔的顺利加工与自动化加工奠... 对轴向振动钻削理论进行了系统的分析,论述了各参数的关系及对加工过程的影响.给出了断屑条件、切削长度的计算方法,在各种条件下实测值永远小于理论值,但相差很小.为快速选择合适的轴向振动钻削参数,实现深孔的顺利加工与自动化加工奠定了理论基础. 展开更多

关键词 轴向振动钻削 切屑长度 断屑条件 钻削参数 人切角 深孔加工

在线阅读 下载PDF 职称材料

轴向振动钻削参数的匹配研究 被引量：10

13

作者 王慧霖 张平宽 王贵成 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期146-147,127,共3页

根据理论分析和实验 ,提出了一套可以针对不同材料加工要求快速得到较合理振动钻削参数的方法 ,此方法不需要进行复杂的计算 ,易学、易懂。

关键词 轴向 振动钻削 参数设置 机械制造 制造工艺

在线阅读 下载PDF 职称材料

低频振动钻削提高微小钻头寿命机理的研究 被引量：7

14

作者 王立平 杨叔子 +1 位作者 杨兆军 王立江 《工具技术》 北大核心 1998年第5期3-5,共3页

根据振动理论对低频振动钻削提高微小钻头寿命的机理进行了理论分析与试验研究，阐明了低频振动钻削时微小钻头扭转振动的动力学特性。

关键词 低频 振动钻削 微小钻头 扭转振动

在线阅读 下载PDF 职称材料

轴向低频振动对皮质骨钻削进给力的影响试验与分析

15

作者 白小帆 刘志强 刘彦士 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第20期2411-2418,2427,共9页

为了研究轴向低频振动辅助钻削方式在皮质骨钻削过程中对进给力的影响,对全钻头和横刃部分进给力进行了对比试验,并对切削刃切削单元的运动学和瞬时加工过程进行了分析。对比试验结果表明:在相同的钻削参数下,与常规方式相比,轴向低频... 为了研究轴向低频振动辅助钻削方式在皮质骨钻削过程中对进给力的影响,对全钻头和横刃部分进给力进行了对比试验,并对切削刃切削单元的运动学和瞬时加工过程进行了分析。对比试验结果表明:在相同的钻削参数下,与常规方式相比,轴向低频振动钻削方式的全钻头进给力最大可减小约60%,横刃部分进给力可减小60%~80%。依据运动学分析和典型骨屑形态对比可以得出:在特定的钻削参数和振动参数配合下,轴向低频振动钻削方式可以实现钻头-工件周期性分离运动,显著影响瞬态加工过程,是进给力显著减小的主要原因之一。 展开更多

关键词 骨钻削 低频振动辅助钻削 运动学分析 瞬态加工 进给力

在线阅读 下载PDF 职称材料

超低频振动钻削过程分析 被引量：5

16

作者 张平宽 王贵成 王慧霖 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期156-158,155,共4页

切屑的形成与折断直接影响加工效果和质量。本文以轴向振动钻削模型为基础,对超低频振动钻削的加工过程进行了深入的分析,给出其切屑折断的基本条件。同时,指出了超低频振动钻削加工与低频振动钻削的断屑条件有显著的不同,计算了此时切... 切屑的形成与折断直接影响加工效果和质量。本文以轴向振动钻削模型为基础,对超低频振动钻削的加工过程进行了深入的分析,给出其切屑折断的基本条件。同时,指出了超低频振动钻削加工与低频振动钻削的断屑条件有显著的不同,计算了此时切屑的长度,发现切屑长度不唯一,并进行了相应的切削实验验证。 展开更多

关键词 超低频 振动钻削 断屑条件 切屑长度

在线阅读 下载PDF 职称材料

轴向振动钻削的断屑机理研究 被引量：7

17

作者 马利杰 刘贯军 王贵成 《机械设计与制造》 北大核心 2009年第2期228-230,共3页

在对钻削加工的断屑方式简要分析的基础上,基于轴向振动钻削的变厚切削特性,分析了轴向振动钻削实现可靠断屑的内在实质,并进行了相应的试验验证。研究结果表明:与普通钻削相比,轴向振动钻削轴向瞬时切削厚度周期变化,具有变厚切削特性... 在对钻削加工的断屑方式简要分析的基础上,基于轴向振动钻削的变厚切削特性,分析了轴向振动钻削实现可靠断屑的内在实质,并进行了相应的试验验证。研究结果表明:与普通钻削相比,轴向振动钻削轴向瞬时切削厚度周期变化,具有变厚切削特性;通过合理选择工艺参数,可以使振动钻削过程实现几何断屑,从而保证了切屑的顺利折断。 展开更多

关键词 轴向振动钻削 断屑方式 变厚切削 几何断屑

在线阅读 下载PDF 职称材料

三区段振动钻削动态轴向力和扭矩的计算机仿真 被引量：4

18

作者 王立平 杨叔子 +1 位作者 杨兆军 王立江 《工具技术》 北大核心 1999年第5期7-9,共3页

根据斜角切削理论，假设将钻头主切削刃和横刃上的变形过程分别处理为一系列微小的具有动态特性的振动切削单元，从而构造出三区段振动钻削动态轴向力和扭矩的预报模型，并根据该模型对三区段动态轴向力和扭矩进行了计算机仿真。

关键词 振动钻削 三区段 动态轴向力和扭矩 计算机仿真

在线阅读 下载PDF 职称材料

轴向振动钻削提高钻孔定位精度研究 被引量：3

19

作者 王致坚 金潇明 何鹤林 《机械设计与制造》 北大核心 2009年第8期181-183,共3页

分析了轴向振动钻削条件下系统的振动响应,发现振动钻削具有明显的减振效果,并在自行研制的振动车床上进行对比实验,发现入钻定位精度随振幅、频率的增大而增大。

关键词 低频振动 钻削 定位精度 实验

在线阅读 下载PDF 职称材料

碳纤维复合材料纵扭超声振动辅助钻孔仿真研究 被引量：2

20

作者 金杨杨 林锋 王华敏 《工具技术》 北大核心 2024年第1期114-117,共4页

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... 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。 展开更多

关键词 碳纤维复合材料 纵扭超声振动钻削 有限元仿真 轴向力

在线阅读 下载PDF 职称材料