金刚石双向印压缩颈孔成形的工艺及实验研究
发布时间：2020-12-22 17:47
随着科技的不断进步,微孔的应用日趋广泛。国外大深径比超微孔加工技术已经相对成熟,但国内尚无完善的超微孔加工方法。针对超声波侧漏仪标定件微孔需求,本文在单侧超微孔成形技术的基础上,提出一种基于金刚石双向印压的缩颈孔成形方法,通过双金刚石压头在工件预加工孔位置的共同印压作用实现双向印压,并根据各自印压的工艺参数实现工件内部缩颈孔的成形加工。该方法是在主成形孔反方向的预成形孔基础上进行尖端应力拓展,既能提高缩颈孔的成形质量,又能保证成孔后的强度。因此,研究缩颈孔成形技术具有十分重要的工业价值和意义。本文首先从宏观断裂力学角度分析了印压过程中铜片失稳断裂的临界条件,从微观晶体力学角度分析了金刚石印压过程中微孔的成形过程及裂纹产生、发展和微流动过程,得到了抑制裂纹扩展,提高微孔成形质量的方法;对比分析了印压微孔的孔腔强度,获得了锥孔孔腔耐用强度和金刚石压头锥角的关系;建立了金刚石双向印压缩颈孔过程的数学模型,并推导出缩颈孔孔径Φ与压头锥角α和压入深度h的关系式;然后基于DEFORM-3D有限元仿真软件对金刚石双向印压缩颈孔过程建模和仿真,从材料流动、等效应力分布和压头载荷行程曲线等方面分析了金刚...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
汽车油箱超声波侧漏设备及校准试验夹具目前，国外使用超快激光方法实现了此类超微孔的加工，但其成本较高，而国内
开发出一台转速达 200000r/min 的数控微孔钻床，美国的 National Jet 声种转速高达 500000r/min 的微孔钻床[9]；在加工工艺方面主要采用通常孔进行多工位钻削。多工位钻孔方法不仅提高了微孔的尺寸精度，而且使用寿命。使用这项技术，瑞士 Posaluxsa 公司已经研制出一台 CNC 三前，应用机械钻削加工技术，日本 Kinki 大学已经在单晶硅上加工出孔 的微孔，以及 Ф22μm、深 Ф90μm，深径比超过 4 的微孔[12]，如图 1.2 所
图 1.2 机械钻削加工的微孔（2）机械冲压加工机械冲压加工是一种通过使用具有较大动力的机械设备直接将被加工材料冲压到模具中，进而快速获取各种尺寸形状零件的一种加工方法。相较于机械钻削加工，冲压加工更适用于在平整的板料上大批量加工结构复杂的部件，生产效率高。但冲压加工对模具的要求很高，并且模具通常具有专用性，其制造精度和加工成本较高，因此冲压加工通常应用在大批量加工上。冲压加工中噪声和振动相对较大，操作者安全事故时有发生。随着冲压加工技术的不断进步，日本东京大学生产技术研究所已经成功加工出深径比为 1、孔径为 Ф25μm 的微孔[13]。由图 1.3 可以看到，该冲压件上表面轮廓较平整，下表面存在毛刺。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超声加工技术的应用现状及其发展趋势[J]. 房善想,赵慧玲,张勤俭. 机械工程学报. 2017(19)
[2]微小孔特种加工技术研究现状及展望[J]. 高飞,顾琳. 航空制造技术. 2016(Z2)
[3]激光微孔加工技术及应用[J]. 杨立军,孔宪俊,王扬,丁烨,张宏志,迟关心. 航空制造技术. 2016(19)
[4]电化学微细加工技术的研究进展[J]. 李凤云. 江西化工. 2016(01)
[5]精密微小孔的加工技术研究[J]. 钱锋. 现代制造技术与装备. 2015(05)
[6]磨粒流技术在航天零件相贯孔去毛刺中的应用[J]. 陈曦,刘军. 金属加工(冷加工). 2014(16)
[7]微小孔电火花加工的现状及发展趋势[J]. 白羽,赵亚军. 机械制造. 2014(07)
[8]纳米压痕中位错运动的原子模拟[J]. 胡腾越,郑百林,胡牧原,贺鹏飞,岳珠峰. 力学季刊. 2014(02)
[9]飞秒激光微加工的研究进展[J]. 顾理,孙会来,于楷,赵方方. 激光与红外. 2013(01)
[10]微细孔、阵列孔及微细三维型腔的超声加工研究[J]. 安成明,殷国强,李剑中,余祖元. 电加工与模具. 2011(01)
博士论文
[1]微小孔电火花—电解复合加工基础研究[D]. 张彦.南京航空航天大学 2016
[2]微小孔精密挤压研磨工艺与控制方法研究[D]. 柏余杰.上海大学 2016
[3]磨料流加工技术的理论分析和实验研究[D]. 宋桂珍.太原理工大学 2010
[4]基于直线电机的微细电火花加工系统及其关键技术研究[D]. 李刚.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]基于激光衍射原理的金刚石刻刀对刀方法研究[D]. 张玉石.长春理工大学 2018
[2]金刚石纳米印压成孔力学行为及工艺实验研究[D]. 曹孔玉.长春理工大学 2018
[3]微小孔电解电火花同步复合加工技术研究[D]. 张茜熙.安徽理工大学 2017
[4]金刚石纳米印压成孔装置开发及试验研究[D]. 张计锋.长春理工大学 2017
[5]难加工材料微小孔电火花—电解复合加工试验及工艺研究[D]. 王丰.南京航空航天大学 2017
[6]大深径比钨孔电火花加工研究[D]. 马利政.北京理工大学 2015
[7]电火花加工微小孔的电化学机械复合光整加工技术研究[D]. 刘琳.哈尔滨工业大学 2015
[8]基于DEFORM的冲压模具设计的仿真与分析[D]. 候桂叶.电子科技大学 2015
[9]热—力耦合载荷下纤维金属层板接缝断裂行为研究[D]. 郑冰冰.华东交通大学 2014
[10]有限岩板中裂纹尖端应力强度因子与裂纹扩展研究[D]. 陆萍.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：2932160
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
汽车油箱超声波侧漏设备及校准试验夹具目前，国外使用超快激光方法实现了此类超微孔的加工，但其成本较高，而国内
开发出一台转速达 200000r/min 的数控微孔钻床，美国的 National Jet 声种转速高达 500000r/min 的微孔钻床[9]；在加工工艺方面主要采用通常孔进行多工位钻削。多工位钻孔方法不仅提高了微孔的尺寸精度，而且使用寿命。使用这项技术，瑞士 Posaluxsa 公司已经研制出一台 CNC 三前，应用机械钻削加工技术，日本 Kinki 大学已经在单晶硅上加工出孔 的微孔，以及 Ф22μm、深 Ф90μm，深径比超过 4 的微孔[12]，如图 1.2 所
图 1.2 机械钻削加工的微孔（2）机械冲压加工机械冲压加工是一种通过使用具有较大动力的机械设备直接将被加工材料冲压到模具中，进而快速获取各种尺寸形状零件的一种加工方法。相较于机械钻削加工，冲压加工更适用于在平整的板料上大批量加工结构复杂的部件，生产效率高。但冲压加工对模具的要求很高，并且模具通常具有专用性，其制造精度和加工成本较高，因此冲压加工通常应用在大批量加工上。冲压加工中噪声和振动相对较大，操作者安全事故时有发生。随着冲压加工技术的不断进步，日本东京大学生产技术研究所已经成功加工出深径比为 1、孔径为 Ф25μm 的微孔[13]。由图 1.3 可以看到，该冲压件上表面轮廓较平整，下表面存在毛刺。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超声加工技术的应用现状及其发展趋势[J]. 房善想,赵慧玲,张勤俭. 机械工程学报. 2017(19)
[2]微小孔特种加工技术研究现状及展望[J]. 高飞,顾琳. 航空制造技术. 2016(Z2)
[3]激光微孔加工技术及应用[J]. 杨立军,孔宪俊,王扬,丁烨,张宏志,迟关心. 航空制造技术. 2016(19)
[4]电化学微细加工技术的研究进展[J]. 李凤云. 江西化工. 2016(01)
[5]精密微小孔的加工技术研究[J]. 钱锋. 现代制造技术与装备. 2015(05)
[6]磨粒流技术在航天零件相贯孔去毛刺中的应用[J]. 陈曦,刘军. 金属加工(冷加工). 2014(16)
[7]微小孔电火花加工的现状及发展趋势[J]. 白羽,赵亚军. 机械制造. 2014(07)
[8]纳米压痕中位错运动的原子模拟[J]. 胡腾越,郑百林,胡牧原,贺鹏飞,岳珠峰. 力学季刊. 2014(02)
[9]飞秒激光微加工的研究进展[J]. 顾理,孙会来,于楷,赵方方. 激光与红外. 2013(01)
[10]微细孔、阵列孔及微细三维型腔的超声加工研究[J]. 安成明,殷国强,李剑中,余祖元. 电加工与模具. 2011(01)
博士论文
[1]微小孔电火花—电解复合加工基础研究[D]. 张彦.南京航空航天大学 2016
[2]微小孔精密挤压研磨工艺与控制方法研究[D]. 柏余杰.上海大学 2016
[3]磨料流加工技术的理论分析和实验研究[D]. 宋桂珍.太原理工大学 2010
[4]基于直线电机的微细电火花加工系统及其关键技术研究[D]. 李刚.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]基于激光衍射原理的金刚石刻刀对刀方法研究[D]. 张玉石.长春理工大学 2018
[2]金刚石纳米印压成孔力学行为及工艺实验研究[D]. 曹孔玉.长春理工大学 2018
[3]微小孔电解电火花同步复合加工技术研究[D]. 张茜熙.安徽理工大学 2017
[4]金刚石纳米印压成孔装置开发及试验研究[D]. 张计锋.长春理工大学 2017
[5]难加工材料微小孔电火花—电解复合加工试验及工艺研究[D]. 王丰.南京航空航天大学 2017
[6]大深径比钨孔电火花加工研究[D]. 马利政.北京理工大学 2015
[7]电火花加工微小孔的电化学机械复合光整加工技术研究[D]. 刘琳.哈尔滨工业大学 2015
[8]基于DEFORM的冲压模具设计的仿真与分析[D]. 候桂叶.电子科技大学 2015
[9]热—力耦合载荷下纤维金属层板接缝断裂行为研究[D]. 郑冰冰.华东交通大学 2014
[10]有限岩板中裂纹尖端应力强度因子与裂纹扩展研究[D]. 陆萍.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：2932160
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