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机械工程学报 2011年第7期47卷 171-177页

作者：周友行张建勋董银松张海华湘潭大学机械工程学院湘潭411105

为实现批量钻削质量的快速检测分析,采用振动传感器监控钻削过程,提出一种基于振动信号处理的批量钻削质量监测分析方法。基于钻刃与工件接触位置变化状况,在钻削过程中提炼出与钻削加工质量密切相关的三个阶段:引钻、钻孔和出钻三阶段... 详细信息

为实现批量钻削质量的快速检测分析,采用振动传感器监控钻削过程,提出一种基于振动信号处理的批量钻削质量监测分析方法。基于钻刃与工件接触位置变化状况,在钻削过程中提炼出与钻削加工质量密切相关的三个阶段:引钻、钻孔和出钻三阶段。采用正交包络法求解振动信号的瞬时频率及瞬时幅值,定位这三个阶段初始时刻的瞬态时间点。利用这些瞬态时间点对振动信号进行分割,获得与每一个钻削过程中引钻、钻孔和出钻三阶段对应的钻削过程振动信号数据。采用主成分分析方法,综合此三个阶段内振动信号的统计特征对批量钻孔质量分布进行分析。计算和分析结果证明,可在3%的误差内提取瞬态特征点,分析和评估批量钻削质量准确度高。

关键词：钻削质量振动信号瞬时特征映射模型主成分分析方法

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碳纤维增强复合材料/钛合金叠层结构钻削仿真研究

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工具技术 2022年第5期56卷 10-15页

作者：黄秋实徐锦泱林铁宇上海交通大学机械与动力工程学院 200240

碳纤维增强复合材料在航空领域常作为结构材料与钛合金组成叠层结构,能在减轻重量的同时利用两种材料的不同特点获得更优异的综合力学性能。本文应用有限元仿真方法模拟了叠层结构CFRP/Ti在CFRP→Ti和Ti→CFRP两种钻削顺序下的制孔过程... 详细信息

碳纤维增强复合材料在航空领域常作为结构材料与钛合金组成叠层结构,能在减轻重量的同时利用两种材料的不同特点获得更优异的综合力学性能。本文应用有限元仿真方法模拟了叠层结构CFRP/Ti在CFRP→Ti和Ti→CFRP两种钻削顺序下的制孔过程,探究了不同钻削顺序对叠层结构钻削应力、钻削温度及制孔质量的影响规律。结果表明,在CFRP→Ti钻削顺序下叠层界面制孔质量更高,更能满足实际生产要求。

关键词：碳纤维增强复合材料钛合金叠层结构有限元仿真钻削质量

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孔系钻削振动信号特征波动可视化研究及其应用

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中国机械工程 2016年第12期27卷 1615-1620页

作者：周友行杨文佳谢赛元张俏章本毅湘潭大学湘潭411105

为解决工程应用中切削参数一致的孔系加工质量一致性评估的难题,提出了一种基于振动信号特征波动可视化的聚类分析方法。首先采用振动传感器监控孔系钻削过程,提取各孔振动信号小波包能量谱和高阶统计量特征;然后利用雷达图得到各孔振... 详细信息

为解决工程应用中切削参数一致的孔系加工质量一致性评估的难题,提出了一种基于振动信号特征波动可视化的聚类分析方法。首先采用振动传感器监控孔系钻削过程,提取各孔振动信号小波包能量谱和高阶统计量特征;然后利用雷达图得到各孔振动信号特征矩阵分布图,提取信号特征雷达图多边形重心特征;最后采用模糊C-均值(FCM)算法对雷达图平面重心点集进行聚类分析。理论分析结果与人工检测结果对比表明:该方法可直观呈现孔系钻削质量分布情况,简便、可靠地实现孔系钻削质量的一致性评估。

关键词：钻削质量振动信号小波包能量谱高阶统计量雷达图聚类分析

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碳纤维复合材料/铝合金叠层构件超声振动辅助钻削技术研究

碳纤维复合材料/铝合金叠层构件超声振动辅助钻削技术研究

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作者：马文瑞南京理工大学

学位级别：硕士

随着我国航空工业的迅猛发展,碳纤维复合材料因其优越的材料性能在该领域的应用越来越广泛。然而碳纤维复合材料的层间强度低、导热性能差,传统的加工工艺难以实现碳纤维复合材料高效高质量的加工,特别是当碳纤维复合材料和金属材料形... 详细信息

随着我国航空工业的迅猛发展,碳纤维复合材料因其优越的材料性能在该领域的应用越来越广泛。然而碳纤维复合材料的层间强度低、导热性能差,传统的加工工艺难以实现碳纤维复合材料高效高质量的加工,特别是当碳纤维复合材料和金属材料形成叠层构件时加工质量更加难以保障。为此,本文采用超声振动辅助钻削技术来实现其高效高质量加工,并通过对超声振动辅助钻削力、钻削温度及钻削质量进行了系统性的分析,开展了将超声振动辅助钻削技术应用于碳纤维复合材料/铝合金叠层构件钻削领域可行性研究。本文的主要研究内容如下:(1)开展了碳纤维复合材料超声振动辅助钻削力研究。针对超声振动辅助钻削的特点,对钻头的运动学进行了研究,分析了钻头切削刃的运动轨迹,并得到了钻头的动态钻削厚度和平均钻削厚度,同时结合直角切削模型和Hertz接触理论,建立了一种超声振动辅助钻削碳纤维复合材料的钻削力模型。另外开展了超声振动辅助钻削碳纤维复合材料钻削力实验,实验结果和理论值具有相同的变化趋势,验证了模型的合理性和有效型。(2)开展了碳纤维复合材料/铝合金叠层构件超声振动辅助钻削温度研究。通过对钻削温度理论和钻削过程的研究,研究了钻削过程中热源的产生机理,分析热传递的基本形式。另外设计和开展了钻削温度测量实验,分析了叠层材料在加工过程的相互影响和各参数对钻削温度的影响规律。实验结果表明:超声振动辅助钻削使得叠层材料的钻削温度有所提升,但是增加的幅度较小,不足以引起碳纤维复合材料的热损伤。(3)开展了碳纤维复合材料/铝合金叠层构件超声振动辅助钻削质量研究。分析了超声振动作用对切屑形貌和碳纤维复合材料分层的影响。设计了正交实验方法,研究了振动参数及钻削参数对孔壁粗糙度、孔的出入口毛刺的影响,并通过极差分析研究了各因素的显著性。实验结果表明:超声振动辅助钻削可以实现铝板较好的断屑效果,避免连续型切屑的产生,改善碳纤维复合材料和铝板孔壁的粗糙度,降低孔出入口毛刺的尺寸。

关键词：碳纤维复合材料/铝合金叠层构件超声振动辅助钻削钻削力钻削温度钻削质量

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复合材料钻削研究的现状与发展趋势

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价值工程 2016年第2期35卷 242-243页

作者：胡福旭李雷高兴军辽宁石油化工大学机械工程学院抚顺113001

总结了钻头及钻削研究的主要领域和关键技术问题,回顾了近十几年来对于钻削过程和钻削质量的研究,论述了复合材料钻削研究的发展趋势。

关键词：钻头高速钻削钻削过程钻削质量

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