鉆削加工中交叉孔毛刺形成機(jī)理及其控制技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-21 09:17
鉆削加工技術(shù)廣泛地應(yīng)用于機(jī)械零件的加工制造過程中,尤其在液壓元件制造領(lǐng)域應(yīng)用更為普遍。鉆削過程中產(chǎn)生的毛刺一直是制約鉆削技術(shù)朝著自動(dòng)化、精密化和高效化發(fā)展的障礙,成為提高產(chǎn)品質(zhì)量的瓶頸。開展鉆削加工交叉孔毛刺生成機(jī)理及控制技術(shù)的研究可以有效地推動(dòng)鉆削加工技術(shù)的發(fā)展,對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能有著重要的意義。本文在分析和總結(jié)國(guó)內(nèi)外機(jī)械加工毛刺研究成果的前提下,對(duì)鉆削加工毛刺進(jìn)行了理論分析、模擬仿真和實(shí)驗(yàn)研究,系統(tǒng)地研究了鉆削加工交叉孔毛刺的生成機(jī)理及其控制技術(shù)。主要的工作內(nèi)容及研究成果可概括如下:(1)分析和總結(jié)了鉆削加工技術(shù)和鉆削毛刺的研究進(jìn)展,闡述了鉆削加工毛刺的基本形態(tài)及其表征方法,建立了鉆削毛刺形成的解析模型。(2)采用有限元金屬切削仿真軟件Deform-2D&3D分別對(duì)二維正交切削毛刺的形成過程和鉆削加工交叉孔毛刺形成過程進(jìn)行了仿真,系統(tǒng)地研究了工件終端部材料的形變機(jī)理以及毛刺形成的不同階段。(3)以Al6061-T6鋁合金為實(shí)驗(yàn)材料,采用不同的實(shí)驗(yàn)參數(shù)組合開展了交叉孔鉆削實(shí)驗(yàn),研究了進(jìn)給量、鉆削速度、鉆頭頂角、基孔直徑和偏置距離對(duì)毛刺形成的影響,對(duì)影響毛刺生成的主要因素和顯...
【文章來源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:89 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
鉆削加工毛刺Fig.1.1BurrsinDrilling
以降低鉆削力、降低切削溫度、減小刀具磨損、降低出口毛刺、改善孔的加工精度和表粗糙度[27, 28]。根據(jù)不同的方法進(jìn)行分類,振動(dòng)鉆削主要有以下三大類:(1)按振動(dòng)性質(zhì)分:自激振動(dòng)鉆削、強(qiáng)迫振動(dòng)鉆削。自激振動(dòng)鉆削的振動(dòng)來源于加過程中刀具或工件本身產(chǎn)生的振動(dòng),這種振動(dòng)不可控。強(qiáng)迫振動(dòng)鉆削是通過外部的振動(dòng)備作用在鉆頭或工件上,使之產(chǎn)生遵循一定規(guī)律的可控的振動(dòng)。根據(jù)強(qiáng)迫振動(dòng)產(chǎn)生的方的不同,強(qiáng)迫振動(dòng)又可分為機(jī)械振動(dòng)、超聲波振動(dòng)、電磁振動(dòng)和液壓振動(dòng)。(2)按振動(dòng)頻率分:高頻振動(dòng)鉆削、低頻振動(dòng)鉆削。當(dāng)鉆頭(工件)的振動(dòng)頻率達(dá) 16kHz 以上時(shí),稱為高頻振動(dòng)鉆削。高頻振動(dòng)一般是通過超聲波發(fā)生器來實(shí)現(xiàn)的,所以被稱為超聲波振動(dòng)鉆削[29]。(3)按振動(dòng)方向分:軸向振動(dòng)鉆削(振動(dòng)方向沿著鉆頭軸線)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)鉆削(振動(dòng)向沿著鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)方向)和復(fù)合振動(dòng)鉆削。復(fù)合振動(dòng)鉆削,振動(dòng)方向既沿著軸向又沿著轉(zhuǎn)方向的鉆削技術(shù),如圖 1.2(a)、(b)、(c)所示[30]。
(a)彈性變形 (b)彈塑性混合變形 (c)切屑形成(a) Elastic deformation (b) Elastic and plastic deformation (c) Chip formation圖 1.3 微細(xì)加工尺寸效應(yīng)Fig.1.3 Size effects in micro-machining我國(guó)從上世紀(jì)九十年代起,在國(guó)家重大科技專項(xiàng)的支持下,國(guó)內(nèi)各大科研院所和高校逐漸加大了微細(xì)鉆削加工技術(shù)的研究力度。主要研究方向集中在微細(xì)鉆削加工機(jī)理、微細(xì)刀具的設(shè)計(jì)與制造、微細(xì)刀具材料、刀具表面改性與涂層技術(shù)和微細(xì)鉆削毛刺生成機(jī)理及控制等方面[44, 51-54]。李秋玥[55]等對(duì)微細(xì)鉆削加工技術(shù)及微細(xì)鉆削刀具進(jìn)行了全面的探討,分別從微細(xì)鉆削技術(shù)理論、微細(xì)鉆削加工刀具、刀具磨損失效和微細(xì)鉆削切屑形成等方面進(jìn)行了概述,對(duì)微細(xì)鉆削加工技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行了論述,總結(jié)出了微細(xì)鉆削與傳統(tǒng)鉆削的不同之處,并對(duì)微細(xì)鉆削技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)提出了自己的觀點(diǎn)。石文天等[56]探討了微細(xì)切削中材料內(nèi)部發(fā)生的位錯(cuò)機(jī)理,認(rèn)為微細(xì)切削加工中切屑的形成過程可以看成是材料內(nèi)部位錯(cuò)在切削力的作用下進(jìn)行滑移、增殖,然后形成位錯(cuò)塞積,塞積不斷發(fā)展產(chǎn)生微裂紋,微裂紋不斷加劇最后形成切屑的過程。孫艷紅[57]研究了微細(xì)鉆頭的折斷產(chǎn)生的原因,分析了鉆
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]麻花鉆幾何參數(shù)對(duì)鈦合金鉆削性能的影響[J]. 沈鈺,白海清. 工具技術(shù). 2018(04)
[2]麻花鉆的鉆削參數(shù)對(duì)鈦合金鉆削性能的影響[J]. 沈鈺,白海清. 陜西理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[3]微孔超聲振動(dòng)鉆削裝置設(shè)計(jì)[J]. 張建,張敏良,岳耀波,王輝. 輕工機(jī)械. 2017(06)
[4]表面微織構(gòu)麻花鉆干鉆削45鋼的鉆削性能研究[J]. 鄧大松,郭旭紅,沈翔宇,陸歷歷,郭大林. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2017(12)
[5]超聲軸向振動(dòng)鉆削斷屑機(jī)理分析與試驗(yàn)研究[J]. 史堯臣,李占國(guó),于雪蓮,蔡云光. 制造技術(shù)與機(jī)床. 2017(10)
[6]可抑制毛刺的鉆頭結(jié)構(gòu)[J]. 郭偉民. 制造技術(shù)與機(jī)床. 2017(10)
[7]超聲振動(dòng)輔助鉆削技術(shù)綜述[J]. 張園,康仁科,劉津廷,張一鳴,鄭偉帥,董志剛. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(19)
[8]鈦合金旋轉(zhuǎn)超聲輔助鉆削的出口毛刺[J]. 李哲,張德遠(yuǎn),姜興剛. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(07)
[9]基于ABAQUS的進(jìn)給方向毛刺形成及控制研究[J]. 袁振劍,石貴峰,黃娟,王貴成. 機(jī)械制造. 2016(03)
[10]麻花鉆錐形鉆尖刃磨參數(shù)的優(yōu)化[J]. 邵芳,王春江. 武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(06)
博士論文
[1]微細(xì)鉆削刀具設(shè)計(jì)及微鉆削機(jī)理研究[D]. 張好強(qiáng).北京理工大學(xué) 2015
[2]微細(xì)鉆削銑削關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 鄭小虎.上海交通大學(xué) 2013
[3]金屬切削毛刺形成的數(shù)值模擬及控制技術(shù)研究[D]. 曲海軍.江蘇大學(xué) 2011
[4]微鉆頭折斷機(jī)理及鉆削力在線監(jiān)測(cè)的研究[D]. 孫艷紅.吉林大學(xué) 2009
[5]軸向振動(dòng)鉆削機(jī)理及其工藝效果實(shí)驗(yàn)研究[D]. 馬利杰.江蘇大學(xué) 2007
碩士論文
[1]微槽銑削加工毛刺的形成機(jī)理及其主動(dòng)控制技術(shù)研究[D]. 張志陽(yáng).江蘇大學(xué) 2017
[2]鉆削毛刺形成機(jī)理及其控制技術(shù)研究[D]. 石貴峰.江蘇大學(xué) 2016
[3]微細(xì)孔加工的關(guān)鍵技術(shù)研究及其加工裝置的開發(fā)[D]. 郭磊.東華大學(xué) 2008
本文編號(hào):3355328
【文章來源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:89 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
鉆削加工毛刺Fig.1.1BurrsinDrilling
以降低鉆削力、降低切削溫度、減小刀具磨損、降低出口毛刺、改善孔的加工精度和表粗糙度[27, 28]。根據(jù)不同的方法進(jìn)行分類,振動(dòng)鉆削主要有以下三大類:(1)按振動(dòng)性質(zhì)分:自激振動(dòng)鉆削、強(qiáng)迫振動(dòng)鉆削。自激振動(dòng)鉆削的振動(dòng)來源于加過程中刀具或工件本身產(chǎn)生的振動(dòng),這種振動(dòng)不可控。強(qiáng)迫振動(dòng)鉆削是通過外部的振動(dòng)備作用在鉆頭或工件上,使之產(chǎn)生遵循一定規(guī)律的可控的振動(dòng)。根據(jù)強(qiáng)迫振動(dòng)產(chǎn)生的方的不同,強(qiáng)迫振動(dòng)又可分為機(jī)械振動(dòng)、超聲波振動(dòng)、電磁振動(dòng)和液壓振動(dòng)。(2)按振動(dòng)頻率分:高頻振動(dòng)鉆削、低頻振動(dòng)鉆削。當(dāng)鉆頭(工件)的振動(dòng)頻率達(dá) 16kHz 以上時(shí),稱為高頻振動(dòng)鉆削。高頻振動(dòng)一般是通過超聲波發(fā)生器來實(shí)現(xiàn)的,所以被稱為超聲波振動(dòng)鉆削[29]。(3)按振動(dòng)方向分:軸向振動(dòng)鉆削(振動(dòng)方向沿著鉆頭軸線)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)鉆削(振動(dòng)向沿著鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)方向)和復(fù)合振動(dòng)鉆削。復(fù)合振動(dòng)鉆削,振動(dòng)方向既沿著軸向又沿著轉(zhuǎn)方向的鉆削技術(shù),如圖 1.2(a)、(b)、(c)所示[30]。
(a)彈性變形 (b)彈塑性混合變形 (c)切屑形成(a) Elastic deformation (b) Elastic and plastic deformation (c) Chip formation圖 1.3 微細(xì)加工尺寸效應(yīng)Fig.1.3 Size effects in micro-machining我國(guó)從上世紀(jì)九十年代起,在國(guó)家重大科技專項(xiàng)的支持下,國(guó)內(nèi)各大科研院所和高校逐漸加大了微細(xì)鉆削加工技術(shù)的研究力度。主要研究方向集中在微細(xì)鉆削加工機(jī)理、微細(xì)刀具的設(shè)計(jì)與制造、微細(xì)刀具材料、刀具表面改性與涂層技術(shù)和微細(xì)鉆削毛刺生成機(jī)理及控制等方面[44, 51-54]。李秋玥[55]等對(duì)微細(xì)鉆削加工技術(shù)及微細(xì)鉆削刀具進(jìn)行了全面的探討,分別從微細(xì)鉆削技術(shù)理論、微細(xì)鉆削加工刀具、刀具磨損失效和微細(xì)鉆削切屑形成等方面進(jìn)行了概述,對(duì)微細(xì)鉆削加工技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行了論述,總結(jié)出了微細(xì)鉆削與傳統(tǒng)鉆削的不同之處,并對(duì)微細(xì)鉆削技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)提出了自己的觀點(diǎn)。石文天等[56]探討了微細(xì)切削中材料內(nèi)部發(fā)生的位錯(cuò)機(jī)理,認(rèn)為微細(xì)切削加工中切屑的形成過程可以看成是材料內(nèi)部位錯(cuò)在切削力的作用下進(jìn)行滑移、增殖,然后形成位錯(cuò)塞積,塞積不斷發(fā)展產(chǎn)生微裂紋,微裂紋不斷加劇最后形成切屑的過程。孫艷紅[57]研究了微細(xì)鉆頭的折斷產(chǎn)生的原因,分析了鉆
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[3]微孔超聲振動(dòng)鉆削裝置設(shè)計(jì)[J]. 張建,張敏良,岳耀波,王輝. 輕工機(jī)械. 2017(06)
[4]表面微織構(gòu)麻花鉆干鉆削45鋼的鉆削性能研究[J]. 鄧大松,郭旭紅,沈翔宇,陸歷歷,郭大林. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2017(12)
[5]超聲軸向振動(dòng)鉆削斷屑機(jī)理分析與試驗(yàn)研究[J]. 史堯臣,李占國(guó),于雪蓮,蔡云光. 制造技術(shù)與機(jī)床. 2017(10)
[6]可抑制毛刺的鉆頭結(jié)構(gòu)[J]. 郭偉民. 制造技術(shù)與機(jī)床. 2017(10)
[7]超聲振動(dòng)輔助鉆削技術(shù)綜述[J]. 張園,康仁科,劉津廷,張一鳴,鄭偉帥,董志剛. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(19)
[8]鈦合金旋轉(zhuǎn)超聲輔助鉆削的出口毛刺[J]. 李哲,張德遠(yuǎn),姜興剛. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(07)
[9]基于ABAQUS的進(jìn)給方向毛刺形成及控制研究[J]. 袁振劍,石貴峰,黃娟,王貴成. 機(jī)械制造. 2016(03)
[10]麻花鉆錐形鉆尖刃磨參數(shù)的優(yōu)化[J]. 邵芳,王春江. 武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(06)
博士論文
[1]微細(xì)鉆削刀具設(shè)計(jì)及微鉆削機(jī)理研究[D]. 張好強(qiáng).北京理工大學(xué) 2015
[2]微細(xì)鉆削銑削關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 鄭小虎.上海交通大學(xué) 2013
[3]金屬切削毛刺形成的數(shù)值模擬及控制技術(shù)研究[D]. 曲海軍.江蘇大學(xué) 2011
[4]微鉆頭折斷機(jī)理及鉆削力在線監(jiān)測(cè)的研究[D]. 孫艷紅.吉林大學(xué) 2009
[5]軸向振動(dòng)鉆削機(jī)理及其工藝效果實(shí)驗(yàn)研究[D]. 馬利杰.江蘇大學(xué) 2007
碩士論文
[1]微槽銑削加工毛刺的形成機(jī)理及其主動(dòng)控制技術(shù)研究[D]. 張志陽(yáng).江蘇大學(xué) 2017
[2]鉆削毛刺形成機(jī)理及其控制技術(shù)研究[D]. 石貴峰.江蘇大學(xué) 2016
[3]微細(xì)孔加工的關(guān)鍵技術(shù)研究及其加工裝置的開發(fā)[D]. 郭磊.東華大學(xué) 2008
本文編號(hào):3355328
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