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GFRP/铝合金叠层结构钻削力和分层研究

工具技术 2024年第4期58卷 37-42页

作者：焉捷赵正彩陈清良刘元吉勾江洋徐九华南京航空航天大学机电学院南京市210016 航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司

玻璃纤维增强复合材料(Glass Fiber Reinforced Plastics,GFRP)具有质量轻、比强度高和耐腐蚀等优异性能,广泛应用于航空航天制造领域。为了研究GFRP/铝合金叠层结构制孔时的轴向力和分层特征,开展GFRP/铝合金叠层结构钻削试验,分析主... 详细信息

玻璃纤维增强复合材料(Glass Fiber Reinforced Plastics,GFRP)具有质量轻、比强度高和耐腐蚀等优异性能,广泛应用于航空航天制造领域。为了研究GFRP/铝合金叠层结构制孔时的轴向力和分层特征,开展GFRP/铝合金叠层结构钻削试验,分析主轴转速和进给速度对GFRP/铝合金叠层结构钻削力和分层特征的影响。研究结果表明,钻削力随着主轴转速的增大而减小,随着进给速度的增大而增大,建立了钻削力经验模型,实测值与理论值误差控制在3%以内,对预测钻削力提供了理论依据。主轴转速越低,进给速度越高,分层特征越明显,高转速低进给有利于减少分层并改善加工质量。

关键词：玻璃纤维增强复合材料铝合金钻削力分层

15-15hs Max材料枪钻加工的钻削力和切屑分析

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工具技术 2024年第5期58卷 67-71页

作者：冯桑龚檐飞曾冠允广东工业大学机电工程学院广州市510006

高氮奥氏体不锈钢15-15hs Max具有优秀的耐蚀性、良好的综合力学性能,但切削加工性差,属于一种难加工材料。以某石油钻探部件为研究对象,对15-15hs Max的加工特性进行分析,通过对15-15hs Max钻削过程的有限元仿真,分析其加工过程中的钻... 详细信息

高氮奥氏体不锈钢15-15hs Max具有优秀的耐蚀性、良好的综合力学性能,但切削加工性差,属于一种难加工材料。以某石油钻探部件为研究对象,对15-15hs Max的加工特性进行分析,通过对15-15hs Max钻削过程的有限元仿真,分析其加工过程中的钻削力和切屑形态的变化。仿真结果表明:钻削力会随着钻入深度的增加而增加,当切削刃全部参与切削时钻削力达到稳定,加工过程中形成的切屑为向上弯曲的螺旋状切屑。在保证加工孔质量及加工效率条件下,得出了一组较为合理的钻削参数。

关键词：枪钻 15-15hs Max 钻削力切屑

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GH536高温合金钻削力试验研究

工具技术 2024年第5期58卷 37-41页

作者：刘东陈赫高利北方工业大学机械与材料工程学院北京市100144 北京华卓精科科技股份有限公司

对GH536高温合金进行钻削试验,设计单因素试验研究钻头直径d、主轴转速n和进给量f在钻削过程中对钻削力和扭矩的影响趋势。试验结果表明:钻削力和扭矩与钻头直径和进给量成正相关,与主轴转速成负相关。通过三水平三因素正交试验进一步... 详细信息

对GH536高温合金进行钻削试验,设计单因素试验研究钻头直径d、主轴转速n和进给量f在钻削过程中对钻削力和扭矩的影响趋势。试验结果表明:钻削力和扭矩与钻头直径和进给量成正相关,与主轴转速成负相关。通过三水平三因素正交试验进一步分析各个钻削参数对钻削力和扭矩的影响程度,利用极差分析法得出对钻削力和扭矩影响程度最大因素的是钻头直径,其次是主轴转速,最后是进给量。将正交试验数据代入指数形式的钻削力和扭矩的经验公式中,得到修正后的经验公式中的参数值,从而得到新的GH536高温合金钻削力经验公式。通过比较试验数值和公式计算数值发现,钻削力和扭矩的平均误差均在10%左右,因此建立的钻削力经验公式对实际钻削GH536高温合金具有参考意义。

关键词： GH536高温合金钻削力扭矩单因素试验正交试验

考虑铲钻刀具倒棱刃口几何参数的钻削力理论模型

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兵工学报 2023年第6期44卷 1733-1743页

作者：王贵林于爱兵邹翩李毅李克凡吴森凯宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211

为铲钻倒棱刃口的设计、开发和应用提供参考,建立考虑倒棱刃口几何参数的铲钻钻削力模型。基于正交切削理论,引入材料因刃口挤压产生形变的几何系数,建立倒棱刃口铲钻相对于主切削刃方向的切向力和法向力模型,根据铲钻切削刃的实际加工... 详细信息

为铲钻倒棱刃口的设计、开发和应用提供参考,建立考虑倒棱刃口几何参数的铲钻钻削力模型。基于正交切削理论,引入材料因刃口挤压产生形变的几何系数,建立倒棱刃口铲钻相对于主切削刃方向的切向力和法向力模型,根据铲钻切削刃的实际加工计算出铲钻的轴向力和扭矩。考虑分屑槽对铲钻钻削力的影响,使用变形系数代替剪切角和摩擦系数。采用有限元模拟铲钻钻削过程,进行铲钻的钻削力测试实验,得到铲钻的轴向力、扭矩,并将倒棱刃口铲钻的钻削力与锋利刃口的钻削力进行对比。研究结果表明:建立的钻削力理论公式适用于计算倒棱刃口铲钻轴向力和扭矩的计算,得到了倒棱刃口宽度和角度对铲钻钻削力的影响规律;设计铲钻刀具倒棱刃口时,铲钻刃口的倒棱宽度选择0.1 mm,倒棱角度选择10°或30°可以获得较低的钻削力。

关键词：铲钻刀具倒棱刃口钻削力理论模型

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钛合金旋转超声辅助钻削的钻削力和切屑研究

机械工程学报 2017年第19期53卷 66-72页

作者：邵振宇李哲张德远姜兴刚秦威北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 北京航空航天大学先进加工技术研究中心北京100191

针对难加工材料钛合金在采用普通麻花钻传统钻削过程中存在钻削力和扭矩较大使得钻孔困难,刀具使用寿命低,连续长切屑易缠绕刀具、划伤孔加工表面、增大刀具-切屑-工件孔壁之间的摩擦以及排屑差引起堵屑和卡刀具的问题,引入一种新刃型刀... 详细信息

针对难加工材料钛合金在采用普通麻花钻传统钻削过程中存在钻削力和扭矩较大使得钻孔困难,刀具使用寿命低,连续长切屑易缠绕刀具、划伤孔加工表面、增大刀具-切屑-工件孔壁之间的摩擦以及排屑差引起堵屑和卡刀具的问题,引入一种新刃型刀具(即八面钻),并结合超声振动钻削技术,进行了钛合金旋转超声辅助钻削试验。分析了旋转超声辅助钻削和普通钻削中切屑形成原理,采用文中所设计的旋转超声振动钻削主轴结合BV100立式加工中心平台、测力系统和非接触激光测量系统进行了无冷却条件下基于八面钻的钛合金旋转超声辅助钻削和普通钻削试验以及钻削力、扭矩和切屑形态的研究。试验结果表明:相比于普通钻削,超声钻削明显降低钻削力和扭矩分别为19.07%~20.09%和31.66%~34.3%,明显增强了钻头横刃和主切削刃的切削能力,获得了良好的断屑和排屑效果,提高了切削过程的稳定性,能够极大改善钛合金钻孔过程钻削困难、刀具使用寿命低和孔加工质量差的问题。

关键词：钛合金旋转超声辅助钻削八面钻钻削力切屑

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钻削力测量的新方法

工具技术 1999年第9期33卷 18-20页

作者：谢大纲袁哲俊哈尔滨工业大学 150001

设计了一种应变片与压电晶体相结合的新型四向钻削测力仪，介绍了测量系统工作原理及对普通麻花钻钻削力及扭矩的测量实例。

关键词：应变片压电晶体钻削力测量

CFRP/铝合金叠层结构动态钻削力预测研究

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机械科学与技术 2017年第1期36卷 68-73页

作者：于海夫薛惠峰西北工业大学自动化学院西安710072

建立了CFRP(carbon fiber reinforced plastics)/铝合金叠层结构制孔轴向力分阶段预测模型,提出一种面向分阶段的钻削过程描述方法。阐述了CFRP与铝合金的叠层方式,根据钻削过程中钻头所处位置确定不同的钻削阶段;在钻削过程分析的基础... 详细信息

建立了CFRP(carbon fiber reinforced plastics)/铝合金叠层结构制孔轴向力分阶段预测模型,提出一种面向分阶段的钻削过程描述方法。阐述了CFRP与铝合金的叠层方式,根据钻削过程中钻头所处位置确定不同的钻削阶段;在钻削过程分析的基础上,通过解析建模方法给出了叠层结构动态轴向力预测方法,并详细分析了模型公式中积分限的计算方法;进行了叠层结构制孔实验,测量分阶段的瞬时制孔轴向力。通过对比发现提出的预测模型与实验值吻合较好,能够准确预测CFRP/铝合金叠层结构制孔轴向力。

关键词：钻削力预测模型制孔实验

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阶梯钻钻削碳纤维复合材料的钻削力及孔质量

宇航材料工艺 2018年第1期48卷 89-94页

作者：冷小龙李鹏南牛秋林邱新义许磊湖南科技大学机电工程学院湘潭411201

根据碳纤维复合材料制孔过程中产生的缺陷,自主磨制专用钻头——阶梯钻对碳纤维复合材料进行钻削实验,研究了在不同加工参数下阶梯钻钻削碳纤维复合材料的钻削力、孔出口质量、孔壁表面粗糙度,并与普通麻花钻头进行对比。结果表明:阶梯... 详细信息

根据碳纤维复合材料制孔过程中产生的缺陷,自主磨制专用钻头——阶梯钻对碳纤维复合材料进行钻削实验,研究了在不同加工参数下阶梯钻钻削碳纤维复合材料的钻削力、孔出口质量、孔壁表面粗糙度,并与普通麻花钻头进行对比。结果表明:阶梯钻产生的钻削轴向力是麻花钻的一半,孔壁表面粗糙度值更小,孔出口没有明显的缺陷,阶梯钻适合钻削碳纤维复合材料。

关键词：碳纤维复合材料阶梯钻钻削力孔质量

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碳/环氧复合材料钻削力影响因素的研究

宇航材料工艺 2004年第5期34卷 35-38页

作者：赵建设李仲平樊锐航天材料及工艺研究所先进功能复合材料技术国防科技重点实验室北京100076 北京航空航天大学北京100083

针对碳 /环氧复合材料进行了钻孔技术、尤其是高速钻孔技术的研究 ,紧密结合工程应用的现状 ,对钻削力及其影响因素进行了较为全面和系统的研究。结果表明 :进给量是影响钻削力的主导因素 ,进给量越大 ,钻削力越大 ;进给量越小 ,钻削力... 详细信息

针对碳 /环氧复合材料进行了钻孔技术、尤其是高速钻孔技术的研究 ,紧密结合工程应用的现状 ,对钻削力及其影响因素进行了较为全面和系统的研究。结果表明 :进给量是影响钻削力的主导因素 ,进给量越大 ,钻削力越大 ;进给量越小 ,钻削力越小。转速、钻尖直径及材料厚度对钻削力也有一定影响 ,但控制进给量是控制钻削力的最有效措施。

关键词：钻削力进给量钻尖高速厚度直径转速环氧复合材料研究钻孔技术