难加工材料振动制孔技术研究

admin · 发表于 2025-1-11 13:56:37

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雅宝题库解析：
本文结合航天型号和兵器型号中难加工材料切削发热量大、刀具寿命低、零件表面质量差、形状精度难以保证的生产实际题目，针对振动钻削系统和切削技术中需要解决和完善的题目，以促进振动切削技术在制造领域内的广泛应用为目的，对低频振动钻削系统、振动钻扩铰切削特点、切削工艺进行了深入的研究。从振动钻削的分离切削特性出发，分析了内冷振动钻削降温机理：振动钻削的分离切削特性使切削液得以进入切削区，增强润滑、减小摩擦、减少切削热的产生；分离钻削特性使刀刃参与喷雾冷却的面积增加，切削区换热机制发生了变化，增强了换热效果，降低了切削区温度，改善了刀具工作环境，提高了刀具寿命。充分利用压电特性与空间结构，研制出振幅刚性输出的振动钻削装置，为难加工材料的振动钻削加工提供了可靠的保障。高温合金内冷振动钻削实验表明：钻削温度随孔深度变化不明显，随钻孔个数的增加温度上升缓慢，刀具寿命延长，加工效率提高。揭示了底孔余量不均导致孔中心线偏斜过程，提出振动扩孔纠偏加工方法。结合振动扩孔“切削-分离-回复”的特点，运用振动理论对钻杆切削-分离-回复过程进行详细的论证，并得出分离时满足回复变形的时间条件。结合入钻后纠偏过程和空间几何条件推导出振动扩孔入钻后具有纠偏效果的刀具形式。实验结果表明：采用有导向扩孔钻的振动扩孔可以提高入钻精度，但入口后纠偏效果明显下降；无导向扩孔钻振动扩孔不但可以提高入口精度而且入口后仍有明显的纠偏效果。从铰削加工过程出发揭示铰削表面粗糙度产生的原因，并全面揭示了振动铰削减小表面粗糙度的机理：振动铰削刀具运动行程大于普通铰削，修光刃熨压路线增长，充分发挥了修光刃的作用；振动铰削修光刃工作前角变大，接近后刀面处的钝圆半径变大，使修光刃产生了锋利化切削与钝化熨压效果；振动铰削时切削刃与切削区周期性分离，切削液冷却和润滑效果增强，抑制了积屑瘤的产生，减小了表面粗糙度。随振幅和频率的增加，振动铰削修光刃前角变大、修光刃熨压钝圆半径增大、刀具行程路线增长，因此表面粗糙度减小。变参数铰削实验结果表明：随着振幅和频率的增加，粗糙度减小，轴向力均值变化不大但幅值变大，扭矩呈减小趋势。进行了轴向和扭转超声振动实验研究，超声振动铰削表面粗糙度小于普通铰削，超声轴向振动铰削工艺效果略优于超声扭转振动铰；随着振幅的增加，超声振动铰削表面粗糙度减小，轴向振动铰削扭矩呈下降趋势，扭转振动铰削轴向力呈下降趋势。本文的研究工作对振动加工在难加工材料钻削、扩孔纠偏以及提高铰削表面质量方面的应用具有一定的参考价值，为今后振动制孔技术的进一步研究奠定了基础。

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