钻削加工中交叉孔毛刺形成机理及其控制技术研究
发布时间：2021-08-21 09:17
钻削加工技术广泛地应用于机械零件的加工制造过程中,尤其在液压元件制造领域应用更为普遍。钻削过程中产生的毛刺一直是制约钻削技术朝着自动化、精密化和高效化发展的障碍,成为提高产品质量的瓶颈。开展钻削加工交叉孔毛刺生成机理及控制技术的研究可以有效地推动钻削加工技术的发展,对提高产品质量和性能有着重要的意义。本文在分析和总结国内外机械加工毛刺研究成果的前提下,对钻削加工毛刺进行了理论分析、模拟仿真和实验研究,系统地研究了钻削加工交叉孔毛刺的生成机理及其控制技术。主要的工作内容及研究成果可概括如下:（1）分析和总结了钻削加工技术和钻削毛刺的研究进展,阐述了钻削加工毛刺的基本形态及其表征方法,建立了钻削毛刺形成的解析模型。（2）采用有限元金属切削仿真软件Deform-2D&3D分别对二维正交切削毛刺的形成过程和钻削加工交叉孔毛刺形成过程进行了仿真,系统地研究了工件终端部材料的形变机理以及毛刺形成的不同阶段。（3）以Al6061-T6铝合金为实验材料,采用不同的实验参数组合开展了交叉孔钻削实验,研究了进给量、钻削速度、钻头顶角、基孔直径和偏置距离对毛刺形成的影响,对影响毛刺生成的主要因素和显...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钻削加工毛刺Fig.1.1BurrsinDrilling
以降低钻削力、降低切削温度、减小刀具磨损、降低出口毛刺、改善孔的加工精度和表粗糙度[27, 28]。根据不同的方法进行分类，振动钻削主要有以下三大类：（1）按振动性质分：自激振动钻削、强迫振动钻削。自激振动钻削的振动来源于加过程中刀具或工件本身产生的振动，这种振动不可控。强迫振动钻削是通过外部的振动备作用在钻头或工件上，使之产生遵循一定规律的可控的振动。根据强迫振动产生的方的不同，强迫振动又可分为机械振动、超声波振动、电磁振动和液压振动。（2）按振动频率分：高频振动钻削、低频振动钻削。当钻头（工件）的振动频率达 16kHz 以上时，称为高频振动钻削。高频振动一般是通过超声波发生器来实现的，所以被称为超声波振动钻削[29]。（3）按振动方向分：轴向振动钻削（振动方向沿着钻头轴线）、扭转振动钻削（振动向沿着钻头转动方向）和复合振动钻削。复合振动钻削，振动方向既沿着轴向又沿着转方向的钻削技术，如图 1.2（a）、（b）、（c）所示[30]。
（a）弹性变形 （b）弹塑性混合变形 （c）切屑形成(a) Elastic deformation (b) Elastic and plastic deformation (c) Chip formation图 1.3 微细加工尺寸效应Fig.1.3 Size effects in micro-machining我国从上世纪九十年代起，在国家重大科技专项的支持下，国内各大科研院所和高校逐渐加大了微细钻削加工技术的研究力度。主要研究方向集中在微细钻削加工机理、微细刀具的设计与制造、微细刀具材料、刀具表面改性与涂层技术和微细钻削毛刺生成机理及控制等方面[44, 51-54]。李秋玥[55]等对微细钻削加工技术及微细钻削刀具进行了全面的探讨，分别从微细钻削技术理论、微细钻削加工刀具、刀具磨损失效和微细钻削切屑形成等方面进行了概述，对微细钻削加工技术的特点进行了论述，总结出了微细钻削与传统钻削的不同之处，并对微细钻削技术的发展趋势提出了自己的观点。石文天等[56]探讨了微细切削中材料内部发生的位错机理，认为微细切削加工中切屑的形成过程可以看成是材料内部位错在切削力的作用下进行滑移、增殖，然后形成位错塞积，塞积不断发展产生微裂纹，微裂纹不断加剧最后形成切屑的过程。孙艳红[57]研究了微细钻头的折断产生的原因，分析了钻
【参考文献】：
期刊论文
[1]麻花钻几何参数对钛合金钻削性能的影响[J]. 沈钰,白海清. 工具技术. 2018(04)
[2]麻花钻的钻削参数对钛合金钻削性能的影响[J]. 沈钰,白海清. 陕西理工大学学报(自然科学版). 2018(01)
[3]微孔超声振动钻削装置设计[J]. 张建,张敏良,岳耀波,王辉. 轻工机械. 2017(06)
[4]表面微织构麻花钻干钻削45钢的钻削性能研究[J]. 邓大松,郭旭红,沈翔宇,陆历历,郭大林. 组合机床与自动化加工技术. 2017(12)
[5]超声轴向振动钻削断屑机理分析与试验研究[J]. 史尧臣,李占国,于雪莲,蔡云光. 制造技术与机床. 2017(10)
[6]可抑制毛刺的钻头结构[J]. 郭伟民. 制造技术与机床. 2017(10)
[7]超声振动辅助钻削技术综述[J]. 张园,康仁科,刘津廷,张一鸣,郑伟帅,董志刚. 机械工程学报. 2017(19)
[8]钛合金旋转超声辅助钻削的出口毛刺[J]. 李哲,张德远,姜兴刚. 北京航空航天大学学报. 2017(07)
[9]基于ABAQUS的进给方向毛刺形成及控制研究[J]. 袁振剑,石贵峰,黄娟,王贵成. 机械制造. 2016(03)
[10]麻花钻锥形钻尖刃磨参数的优化[J]. 邵芳,王春江. 武汉科技大学学报. 2015(06)
博士论文
[1]微细钻削刀具设计及微钻削机理研究[D]. 张好强.北京理工大学 2015
[2]微细钻削铣削关键技术及应用基础研究[D]. 郑小虎.上海交通大学 2013
[3]金属切削毛刺形成的数值模拟及控制技术研究[D]. 曲海军.江苏大学 2011
[4]微钻头折断机理及钻削力在线监测的研究[D]. 孙艳红.吉林大学 2009
[5]轴向振动钻削机理及其工艺效果实验研究[D]. 马利杰.江苏大学 2007
硕士论文
[1]微槽铣削加工毛刺的形成机理及其主动控制技术研究[D]. 张志阳.江苏大学 2017
[2]钻削毛刺形成机理及其控制技术研究[D]. 石贵峰.江苏大学 2016
[3]微细孔加工的关键技术研究及其加工装置的开发[D]. 郭磊.东华大学 2008
本文编号：3355328
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钻削加工毛刺Fig.1.1BurrsinDrilling
以降低钻削力、降低切削温度、减小刀具磨损、降低出口毛刺、改善孔的加工精度和表粗糙度[27, 28]。根据不同的方法进行分类，振动钻削主要有以下三大类：（1）按振动性质分：自激振动钻削、强迫振动钻削。自激振动钻削的振动来源于加过程中刀具或工件本身产生的振动，这种振动不可控。强迫振动钻削是通过外部的振动备作用在钻头或工件上，使之产生遵循一定规律的可控的振动。根据强迫振动产生的方的不同，强迫振动又可分为机械振动、超声波振动、电磁振动和液压振动。（2）按振动频率分：高频振动钻削、低频振动钻削。当钻头（工件）的振动频率达 16kHz 以上时，称为高频振动钻削。高频振动一般是通过超声波发生器来实现的，所以被称为超声波振动钻削[29]。（3）按振动方向分：轴向振动钻削（振动方向沿着钻头轴线）、扭转振动钻削（振动向沿着钻头转动方向）和复合振动钻削。复合振动钻削，振动方向既沿着轴向又沿着转方向的钻削技术，如图 1.2（a）、（b）、（c）所示[30]。
（a）弹性变形 （b）弹塑性混合变形 （c）切屑形成(a) Elastic deformation (b) Elastic and plastic deformation (c) Chip formation图 1.3 微细加工尺寸效应Fig.1.3 Size effects in micro-machining我国从上世纪九十年代起，在国家重大科技专项的支持下，国内各大科研院所和高校逐渐加大了微细钻削加工技术的研究力度。主要研究方向集中在微细钻削加工机理、微细刀具的设计与制造、微细刀具材料、刀具表面改性与涂层技术和微细钻削毛刺生成机理及控制等方面[44, 51-54]。李秋玥[55]等对微细钻削加工技术及微细钻削刀具进行了全面的探讨，分别从微细钻削技术理论、微细钻削加工刀具、刀具磨损失效和微细钻削切屑形成等方面进行了概述，对微细钻削加工技术的特点进行了论述，总结出了微细钻削与传统钻削的不同之处，并对微细钻削技术的发展趋势提出了自己的观点。石文天等[56]探讨了微细切削中材料内部发生的位错机理，认为微细切削加工中切屑的形成过程可以看成是材料内部位错在切削力的作用下进行滑移、增殖，然后形成位错塞积，塞积不断发展产生微裂纹，微裂纹不断加剧最后形成切屑的过程。孙艳红[57]研究了微细钻头的折断产生的原因，分析了钻
【参考文献】：
期刊论文
[1]麻花钻几何参数对钛合金钻削性能的影响[J]. 沈钰,白海清. 工具技术. 2018(04)
[2]麻花钻的钻削参数对钛合金钻削性能的影响[J]. 沈钰,白海清. 陕西理工大学学报(自然科学版). 2018(01)
[3]微孔超声振动钻削装置设计[J]. 张建,张敏良,岳耀波,王辉. 轻工机械. 2017(06)
[4]表面微织构麻花钻干钻削45钢的钻削性能研究[J]. 邓大松,郭旭红,沈翔宇,陆历历,郭大林. 组合机床与自动化加工技术. 2017(12)
[5]超声轴向振动钻削断屑机理分析与试验研究[J]. 史尧臣,李占国,于雪莲,蔡云光. 制造技术与机床. 2017(10)
[6]可抑制毛刺的钻头结构[J]. 郭伟民. 制造技术与机床. 2017(10)
[7]超声振动辅助钻削技术综述[J]. 张园,康仁科,刘津廷,张一鸣,郑伟帅,董志刚. 机械工程学报. 2017(19)
[8]钛合金旋转超声辅助钻削的出口毛刺[J]. 李哲,张德远,姜兴刚. 北京航空航天大学学报. 2017(07)
[9]基于ABAQUS的进给方向毛刺形成及控制研究[J]. 袁振剑,石贵峰,黄娟,王贵成. 机械制造. 2016(03)
[10]麻花钻锥形钻尖刃磨参数的优化[J]. 邵芳,王春江. 武汉科技大学学报. 2015(06)
博士论文
[1]微细钻削刀具设计及微钻削机理研究[D]. 张好强.北京理工大学 2015
[2]微细钻削铣削关键技术及应用基础研究[D]. 郑小虎.上海交通大学 2013
[3]金属切削毛刺形成的数值模拟及控制技术研究[D]. 曲海军.江苏大学 2011
[4]微钻头折断机理及钻削力在线监测的研究[D]. 孙艳红.吉林大学 2009
[5]轴向振动钻削机理及其工艺效果实验研究[D]. 马利杰.江苏大学 2007
硕士论文
[1]微槽铣削加工毛刺的形成机理及其主动控制技术研究[D]. 张志阳.江苏大学 2017
[2]钻削毛刺形成机理及其控制技术研究[D]. 石贵峰.江苏大学 2016
[3]微细孔加工的关键技术研究及其加工装置的开发[D]. 郭磊.东华大学 2008
本文编号：3355328
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