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阶梯钻头设计图样基准的选择

工具技术 2003年第9期37卷 37-38页

作者：张春梅刘静香郭学周河南机电高等专科学校河南第一工具厂

阶梯钻头能够将钻孔、扩孔复合为一次进刀加工完成,简化加工程序,提高加工精度.但有些生产厂家生产的阶梯钻头在用户的使用中却不能满足使用要求,尤其是用于汽车自动化生产线的刀具容易出问题,以下就阶梯钻头设计图样基准的选择及工艺... 详细信息

阶梯钻头能够将钻孔、扩孔复合为一次进刀加工完成,简化加工程序,提高加工精度.但有些生产厂家生产的阶梯钻头在用户的使用中却不能满足使用要求,尤其是用于汽车自动化生产线的刀具容易出问题,以下就阶梯钻头设计图样基准的选择及工艺控制对使用性能的影响做一简单阐述.

关键词：阶梯钻头设计图样基准工艺控制使用性能

基于ANSYS-APDL的阶梯钻头结构优化设计

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矿山机械 2008年第19期36卷 13-16页

作者：曹品鲁王文龙韩冰高科中原石油勘探局钻井工程技术研究院河南濮阳457001 北京市地质工程公司

利用 APDL 语言对 ANSYS 软件进行二次开发,建立了潜孔锤冲击挤密钻进参数化有限元模型。为提高冲击挤密钻进速度,以阶梯钻头的结构尺寸为设计变量,以钻头最大轴向位移为目标函数,对阶梯钻头结构进行优化,并进行了试验研究。试验结果与 ... 详细信息

利用 APDL 语言对 ANSYS 软件进行二次开发,建立了潜孔锤冲击挤密钻进参数化有限元模型。为提高冲击挤密钻进速度,以阶梯钻头的结构尺寸为设计变量,以钻头最大轴向位移为目标函数,对阶梯钻头结构进行优化,并进行了试验研究。试验结果与 ANSYS 优化结果一致,优化后的钻头钻进速度较常规钻头提高了22%。采用 APDL 参数化语言能加快分析进度,结果安全可靠,为钻头的结构优化设计提供了新思路和新方法。

关键词： APDL 有限元分析优化设计阶梯钻头

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阶梯钻头设计图样基准的选择

河南机电高等专科学校学报 2002年第4期10卷 33-34页

作者：张春梅王丽河南机电高等专科学校河南新乡453002 商丘工业学校河南商丘476000

从阶梯钻头设计图样基准的选择及工艺控制的角度对其使用效果进行分析 .

关键词：阶梯钻头设计图样基准加工质量加工精度

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阶梯式钻头挤土机理的有限元分析

煤田地质与勘探 2009年第3期37卷 74-77页

作者：曹品鲁殷琨高科王文龙中原石油勘探局钻井工程技术研究院河南濮阳457001 吉林大学建设工程学院吉林长春130026

为了分析阶梯钻头冲击挤密作用下土体的变形机理,将土体视为DP材料,服从Drucker-Prager屈服准则,通过钻具与土体之间的接触以及施加冲击载荷来模拟钻进过程,建立了潜孔锤冲击挤密钻进的有限元模型。以非线性瞬态动力学有限元分析为手段... 详细信息

为了分析阶梯钻头冲击挤密作用下土体的变形机理,将土体视为DP材料,服从Drucker-Prager屈服准则,通过钻具与土体之间的接触以及施加冲击载荷来模拟钻进过程,建立了潜孔锤冲击挤密钻进的有限元模型。以非线性瞬态动力学有限元分析为手段,利用有限元软件ANSYS9.0对阶梯钻头冲击挤密作用下土体的变形机理进行了模拟分析。结果表明,在冲击载荷作用下,冲击功主要用于竖向压缩土体,水平方向的挤压作用相对较小。阶梯钻头对土体的破坏作用可以看作是每个台阶的微剪切作用,当台阶布置合理时,土体沿等效锥面整体破坏,破坏后的土体在等效锥面的作用下被挤向孔壁四周,挤密效果较好。

关键词：挤土效应变形机理有限元阶梯钻头

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用阶梯钻头钻成±0.0254mm

世界机械工业 1990年第5期 32-32页

作者：张英世张淑方

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阶梯金刚石钻头合理结构及其破岩过程的研究

石油学报 1991年第2期12卷 97-106页

作者：蔡镜崙徐国贤石油大学

本文用平面光弹方法,对阶梯金刚石钻头切削刃下岩石的应力进行分析。结果表明,钻头在脆性岩石中,存在以拉应力为主的破岩方式。用电测法测量了阶梯金刚石钻头在钻进过程中各阶梯切削刃上的载荷。测量结果说明,钻头各切削刃上的载荷分布... 详细信息

本文用平面光弹方法,对阶梯金刚石钻头切削刃下岩石的应力进行分析。结果表明,钻头在脆性岩石中,存在以拉应力为主的破岩方式。用电测法测量了阶梯金刚石钻头在钻进过程中各阶梯切削刃上的载荷。测量结果说明,钻头各切削刃上的载荷分布是不均匀的,与钻头外型和结构有关,对阶梯金刚石钻头的合理结构进行的研究表明:阶梯的宽和高,以及它们之间的比值是影响阶梯金刚石钻头破岩效率的主要因素。

关键词：阶梯钻头结构性能测试

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阶梯式冲击挤密钻头结构优化设计及试验

石油机械 2009年第3期37卷 20-23页

作者：曹品鲁高科王文龙殷琨中原石油勘探局钻井工程技术研究院河南省濮阳市457001 吉林大学建设工程学院

为了对阶梯式钻头的结构进行优化设计,提高冲击挤密钻进效率,采用Drucker-Prager屈服准则为判据,将土体视为DP材料,冲击钻具视为刚体,利用有限元软件ANSYS建立了冲击挤密钻进有限元模型,基于APDL参数化语言对阶梯钻头的台阶数目及钻头... 详细信息

为了对阶梯式钻头的结构进行优化设计,提高冲击挤密钻进效率,采用Drucker-Prager屈服准则为判据,将土体视为DP材料,冲击钻具视为刚体,利用有限元软件ANSYS建立了冲击挤密钻进有限元模型,基于APDL参数化语言对阶梯钻头的台阶数目及钻头结构尺寸进行了优化设计和试验研究。结果表明,对于直径为60mm,钻头体长为150mm的阶梯钻头而言,台阶数目为9时,钻头钻进速度最快。在此基础上对九阶梯钻头的结构进行了优化设计,与普通结构阶梯钻头相比,优化钻头钻进速度提高了22%。与传统方法相比,利用ANSYS优化设计模块对钻头进行优化设计简单、可靠,为钻头结构的最优化设计提供了一种新思路和新手段。

关键词：有限元分析优化设计冲击挤密钻进阶梯钻头阶梯数目

阶梯钻钻削CFRP/钛合金叠层材料试验研究

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阶梯钻钻削CFRP/钛合金叠层材料试验研究

作者：杨凯南京航空航天大学

学位级别：硕士

由于CFRP和钛合金的材料性能差异大,CFRP/钛合金叠层材料在飞机装配过程中制孔时存在制孔质量差、制孔孔径不一致、刀具耐用度低等问题。针对叠层材料制孔过程中存在制孔缺陷多以及刀具磨损严重等问题,本文提出采用阶梯钻头对CFRP/钛合... 详细信息

由于CFRP和钛合金的材料性能差异大,CFRP/钛合金叠层材料在飞机装配过程中制孔时存在制孔质量差、制孔孔径不一致、刀具耐用度低等问题。针对叠层材料制孔过程中存在制孔缺陷多以及刀具磨损严重等问题,本文提出采用阶梯钻头对CFRP/钛合金叠层材料进行钻削加工的方法,研制了阶梯钻头,并用研制的阶梯钻头对CFRP/钛合金叠层材料进行钻削试验。本文的主要研究工作和成果如下:1.对阶梯刀具大小头直径、各几何参数作了相应选型,运用Creo软件对刀具建立实体模型;对阶梯刀具钻削轴向力作了相应的理论计算,计算结果表明与普通麻花钻相比阶梯刀具可以降低切削轴向力。对阶梯刀具排屑槽进行设计并针对双边抛物线槽型进行了排屑性能的设计计算,开展了CFRP以及钛合金单层板钻削试验,得出最佳的叠层材料切削参数,分析了阶梯刀具制孔缺陷以及阶梯钻头的磨损形式。2.开展阶梯刀具钻削CFRP/钛合金叠层板材钻削试验,通过与标准硬质合金麻花钻进行钻削对比,研究了阶梯钻头的切削性能,试验结果表明,阶梯钻头能够有效降低钻削轴向力,降低孔径差值,提高叠层板材制孔质量,同时也提高了刀具的耐用度。3.针对阶梯刀具制孔过程中存在钛合金切屑对孔壁刮擦以及刀具外缘磨损严重的问题,使用Deform有限元仿真软件分析了第二主切削刃倾角对阶梯刀具大头切屑形成以及刀尖温度的影响,在此基础上改进阶梯刀具进行制孔试验,分别开展了阶梯刀具过渡刃变倾角制孔试验与外缘修磨刀具制孔试验,试验结果表示,45°刃倾角有较好的切削效果,此外对阶梯刀具外缘修磨也可以提高刀具的耐用度。

关键词：阶梯钻头 CFRP 钛合金叠层材料轴向力

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凸轮型冲击旋压钻头成孔机理研究

探矿工程（岩土钻掘工程） 2020年第11期47卷 77-82页

作者：博坤孙思远张永光吉林大学建设工程学院吉林长春130000 长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130000

挤密钻头是潜孔锤冲击挤密钻进技术的关键所在,其结构形式直接影响着钻进效率、成孔质量和应用效果。应用非线性有限元理论,对动载荷作用下土体的弹塑性和压缩性的变化规律进行了分析。研究发现,常规钻头在冲击挤密钻进过程中产生的桩... 详细信息

挤密钻头是潜孔锤冲击挤密钻进技术的关键所在,其结构形式直接影响着钻进效率、成孔质量和应用效果。应用非线性有限元理论,对动载荷作用下土体的弹塑性和压缩性的变化规律进行了分析。研究发现,常规钻头在冲击挤密钻进过程中产生的桩效应是导致钻进效率降低的主要原因。为了克服桩效应的影响,利用ANSYS/LS DYNA软件对阶梯式钻头和凸轮旋压钻头的钻进过程进行数值模拟分析,并通过实钻试验进行验证。数值模拟分析和试验结果均表明:凸轮旋压钻头能够有效避免钻进过程中土体回弹问题,降低桩效应对钻进效率的影响。试验结果与模拟结果相吻合,表明数值模拟的结果相对可靠。

关键词：冲击挤密钻进桩效应阶梯钻头凸轮旋压钻头数值模拟