超声波振动钻孔机主轴的设计

超声波振动钻孔机主轴的设计

一、一种超声波振动钻床主轴设计(论文文献综述)

刘辉[1](2021)在《轴向低频振动刀柄的设计与试验研究》文中研究说明深孔钻削因其封闭或半封闭的加工环境,一直是机械加工中的难点之一。轴向振动钻削技术能够有效解决深孔加工中断排屑难、钻削力大、切削温度高、孔加工质量差等诸多问题,受到国内外众多专家学者的广泛关注。振动钻削装置是实现轴向振动钻削的有效途径,因此设计一种可靠有效的振动钻削装置具有重要的工程意义。本文在国内外振动钻削技术发展和应用的基础上,重点围绕轴向低频振动钻削技术开展了以下研究:(1)通过建立轴向低频振动钻削数学模型,分析了轴向低频振动钻削的变厚、变速切削特性,并对轴向低频振动钻削下的完全几何断屑和不完全几何断屑进行了详细研究,总结得到在轴向低频振动钻削中,振动参数与切削参数的合理匹配可以有效控制切屑形态,提高断屑与排屑效果。(2)基于轴向低频振动钻削技术,设计了一套机械式定幅轴向低频振动刀柄,对其工作原理和整体安装进行了详细阐述,在此基础上建立了环形曲面模型,导出了振动系统工作曲面压力角公式,并对振动系统的频率进行了分析讨论,同时建立了振动系统的动力学方程,为振动刀柄的设计奠定了理论基础。(3)对金属材料的相对加工性,特别是无氧铜的切削加工性进行了研究,并运用ABAQUS有限元软件对无氧铜进行了普通钻削和轴向低频振动钻削的钻削过程仿真模拟,结果表明相比于普通钻削,轴向低频振动钻削中其枪钻所受的轴向力和扭矩都有所降低,并且切削效率有所提高,同时轴向低频振动钻削产生的切屑更短,更有利于其排出。(4)对无氧铜材料分别进行深孔普通钻削试验和自制振动刀柄下的轴向低频振动钻削试验,对比分析了两种钻削方式下加工过程状况、切屑形态、孔轴心线偏斜和内孔表面质量等情况,结果表明,无氧铜深孔普通钻削加工中,转速n=2000r/min,进给速度v=18mm/min时加工效果最好;在其轴向低频振动钻削加工中,转速n=2000r/min,进给速度v=45mm/min,振幅A=0.05mm,频率f=3次/r时加工效果最好。

李必胜[2](2021)在《阶梯钻—超声辅助钻削碳化硅陶瓷的研究》文中认为高速发展的科学技术对材料性能提出了更高要求,以先进陶瓷、功能晶体及其复合材料等为典型代表的硬脆材料具有稳定的物理和化学特性,在航空航天、电子工业、光学工程等领域中应用广泛。硬脆材料在工程应用中往往需要加工大量的孔,以实现装配以及充当油路等功能结构。然而,由于硬脆材料的自身特性,采用传统钻削方法钻孔存在切削力大、加工效率低、加工质量差等问题,传统钻削工艺很难满足硬脆材料钻孔要求。超声辅助钻削技术在一定程度上解决了硬脆材料钻孔难题,但在钻孔中仍能观察到孔出口崩边等损伤,严重制约了硬脆材料的工程应用,硬脆材料超声辅助钻削质量仍需要进一步提升。为了改善超声辅助钻削质量,实现硬脆材料的高效低损伤钻孔,本文提出在超声辅助钻削中使用阶梯钻进行钻孔,分析了孔径偏差和孔出口崩边的形成过程,对阶梯钻改善钻孔质量的机理进行了研究,并通过使用阶梯钻对碳化硅陶瓷进行了超声辅助钻削试验。本文所做的工作主要包括以下几个方面:(1)根据超声辅助钻削装置的组成及原理,设计变幅杆并进行仿真,研制搭建超声辅助钻削装置以及振幅测量装置,并检测超声辅助钻削装置的性能。(2)分析普通麻花钻和阶梯钻的钻削过程,建立阶梯钻-超声辅助钻削运动学方程,求解阶梯钻主切削刃运动轨迹,研究阶梯钻-超声辅助钻削切削用量和钻削占空比,分析使用阶梯钻改善钻孔质量的作用机理。(3)利用有限元仿真技术建立超声辅助钻削有限元仿真模型,通过对使用阶梯钻与普通麻花钻的超声辅助钻削过程进行仿真,分析钻削过程中工件内部应力集中情况、切削力和钻孔出口损伤问题。(4)针对碳化硅陶瓷钻孔,进行超声辅助钻削与传统钻削对比试验,以及分别以主轴转速、进给速度为变量的超声辅助钻削工艺参数单因素试验,试验结果很好地验证了阶梯钻改善超声辅助钻削质量的有效性和可行性。本文对使用阶梯钻改善超声辅助钻削质量进行了理论分析和试验研究,试验结果表明:在相同条件下,超声辅助钻削比传统钻削加工孔的质量高;与普通麻花钻相比,使用小径与大径的直径比大于0.5的阶梯钻都能降低孔径偏差、孔出口崩边尺寸和孔壁表面粗糙度;在主轴转速、进给速度较大的情况下,使用小径过细的阶梯钻,反而会出现钻孔质量比普通麻花钻更差的情况;适当增大主轴转速、减小进给速度,可以减小孔径偏差,减小孔出口崩边尺寸,降低孔壁表面粗糙度。

杨景岚[3](2020)在《CFRP/钛合金叠层构件双阶孔缺陷形成机理与孔径控制研究》文中研究说明在CFRP/钛合金叠层构件制孔过程中,由于CFRP和钛合金的物理力学性能迥异,在同样钻削条件下两种材料的制孔孔径会存在显着差异,这种现象被称为双阶孔缺陷,这会严重地影响飞机结构件的安全性能和服役寿命。本文针对国家新一代飞行器的高效、高精密自动化装配需求,围绕双阶孔缺陷问题,遵循“缺陷形成机理探究→孔径精密控制”的总体研究思路,采用理论分析和试验测试相结合的研究方法,对多因素影响下的双阶孔缺陷形成机理、叠层构件阶跃变参数制孔孔径控制、叠层构件低频振动制孔控制三方面内容展开研究,主要研究内容与成果如下:(1)分析并筛选了对双阶孔缺陷具有潜在影响力的因素,开展了多工况叠层构件钻削试验研究,根据试验数据及理论分析,探究了钻削顺序、钻削参数、刀具振动、切屑形态、钻削温度、刀具磨损等因素对叠层孔径的影响规律及机理,据此揭示了多因素影响下的双阶孔缺陷形成机理,并提出了合理的缺陷抑制措施。(2)开展了叠层构件阶跃变参数钻削试验研究,根据试验数据,对比了在不同阶跃位置处进行变参数时的钻削力、制孔质量、孔径精度的变化情况,并确定了最优阶跃位置;采用直观分析、方差分析、残差检验等数理统计方法,分析了阶跃变参数工艺参数对叠层孔径的影响主次关系与规律,并提出了面向孔径控制的工艺参数优化方案。(3)通过理论推导,对低频振动钻削过程进行了运动学分析,并给出了实现刀具断续加工的理论条件;开展了叠层构件低频振动钻削试验研究,根据试验数据,对比了传统钻削工艺与低频振动钻削工艺的钻削力、切屑形态、孔径精度变化情况;采用直观分析、方差分析、残差检验等数理统计方法,分析了低频振动钻削工艺参数对叠层孔径的影响主次关系与规律,并提出了面向孔径控制的工艺参数优化方案。

李瑞成[4](2019)在《深孔轴线偏斜在线检测技术应用研究》文中提出随着深孔加工技术的应用由军工领域全面渗入民用产品制造,大长径比深孔零件的加工技术已成为重要零件制造的关键。由于深孔加工环境的特殊性与质量影响因素的多元性,导致在加工过程中发生难以预料的偏斜,因此孔轴线的偏斜已经成为衡量被加工孔质量重要的指标之一。高质量产品的需求促进了深孔加工质量控制技术的发展,而目前的检测方法均属于事后达标检测的修补手段,具有滞后性,因而深孔轴线偏斜在线检测成为质量控制的关键。本文分析研究了国内外深孔加工偏斜控制的现状,其次探究了孔轴线偏斜的机理,建立了深孔偏斜的力学模型与微分方程,确定出加工过程中的关键因素与偏斜的量值关系;论证了多种深孔加工偏斜与控制的检测手段,提出了一种在线连续实时检测的新方法;通过对最大误差的推理与误差敏感方向的确定,初步论证出其误差精度,然后针对此法,设计了测偏仪模型,并对模型进行了优化处理与运行调试;最后通过在枪钻及BTA钻深孔机床的试验及辅助数据处理器的开发与配套使用,完成了数据的后处理。针对孔轴线偏斜的机理,通过实际模型简化、力学模型的建立与有限元力学仿真及演绎推理法,掌握了偏斜过程,奠定了偏斜控制的基础;从建立测量模型与有限元磁法分析剖析了目前孔轴线检测方法的适用性,提出了超声波连续在线检测法;通过公理化设计与TRIE理论的研究,高效建立了测偏仪三维模型,利用ANSYS软件检验了测偏仪主要部件的力学性能,保证了其结构的可靠性;通过Altium Designer及Keil-ARM 5.0工具,设计开发了配套实验数据处理器及Grubbs法对测量数据完成了快速后处理。结果表明:超声检测法能够应用于深孔加工在线连续检测;测偏仪的实测效果与高本河等人理论成果相吻合;测偏仪满足φ10-90mm的孔轴线偏斜实时在线检测的要求,达到了有效预先检测与控制孔轴线偏斜的目的。

张龙龙[5](2019)在《磁粒研磨孔棱边毛刺的机理与试验研究》文中研究表明装备制造业的高速发展对机械零部件提出更高的技术要求,不断提高,而制孔作为一种非常普遍的加工工艺广泛应用于制造多种机械零件。当前的制孔方式主要有钻削、铣削、镗削、电火花制孔和激光制孔等,钻削和铣削制孔技术在航空航天领域应用最为广泛,但这些加工形式都会使得孔的出口和入口产生一定的毛刺,毛刺会对未来产品的装配带来极大隐患,所以必须要去除。目前,多采用人工研磨的方式对孔棱边毛刺进行去除,因孔的数量多,使得该工序的任务最为繁重,且人工方法很难保证毛刺的去除效率和去除质量,毛刺去除的一致性也比较差。且研磨方法将直接影响到孔的表面质量。磁粒研磨法对表面材料进行光整加工时具备“尖点效应”的优点,能够快速对孔棱边毛刺实现优先去除。本课题研究内容基于磁粒研磨的加工机理,提出了规划研磨路径的方式来提高棱边毛刺去除效率的新方法,通过对研磨工艺参数进行了研究分析,来提高棱边毛刺去除质量。选取了两种典型毛刺,平面孔棱边毛刺和十字交叉孔棱边毛刺作为主要研究对象。对TC4平面孔棱边毛刺进行研磨去除时,本文设计了两种不同的研磨加工方案,对孔棱边毛刺进行了可行性的试验研究;对Al 7075交叉孔相贯线处毛刺进行研磨去除时,讨论了研磨轨迹、磁极开槽方式对研磨的影响。实验结果以表面形貌、毛刺高度、表面粗糙度为主要评价指标。主要的研究结论为:(1)磁粒研磨去除TC4平面孔棱边毛刺的研究时,首先提出了两种不同的磁粒研磨去除方式,并分别利用ANSOFT软件对磁极进行了磁场模拟分析;同时利用ANSYS软件对孔棱边毛刺所受磁性颗粒的切削压力进行了有限元模拟;并对研磨加工过程中的孔棱边毛刺受力进行分析;进一步确认了实验研究的可行性,并提供了理论基础。采用响应面法规划了Box-Behnken试验,研究了试验中的主要研磨工艺参数,设计完成优化试验,包括磁极转速、磁粒粒径、研磨液填充量,得出了研磨工艺参数对试验结果的影响规律,大幅提高了平面孔出口棱边毛刺的去除效率;对比了传统研磨方法与改进后的研磨方法下的孔表面形貌,结果证实了磁极公转运动下的磁粒研磨孔表面形貌更加理想,研磨质量更好。(2)磁粒研磨对Al 7075交叉孔相贯线处棱边毛刺研究时,首先提出了两种研磨轨迹形式,分别利用ANSOFT软件对磁极进行了磁场模拟分析;改善磁极的形状结构,提高磁场分布;通过一系列实验研究,找到了交叉孔棱边毛刺去除的最佳工艺参数,毛刺完全被去除,孔内壁微观形貌大幅改善。

张建[6](2017)在《超声波辅助微孔钻削加工机理及装置研究》文中研究说明超声振动钻削是一种新兴的复合微孔加工方法,它将普通钻削的旋转运动与超声振动两种运动相结合,使得切削用量产生规律性的周期性改变,实现了钻头脉冲式断续切削加工,从本质上改变了钻削机理,使孔的加工质量显着改善,具有普通钻削无法比拟的加工优势。针对目前传统钻削微孔存在不足的问题,本文基于超声振动钻削基本原理,设计了一套超声轴向振动钻削装置,并对该装置主轴系统的重要组成部分如超声波发生器、换能器、变幅杆、工具系统分别进行了设计与选型。本装置可用于对微孔进行钻削加工,研究表明把超声振动应用于微孔钻削加工可有效解决传统钻削的不足。本文主要研究内容包括:(1)对超声振动钻削加工基本理论及钻削机理进行了较深入研究,建立了超声振动钻削切削力数学模型,对超声振动钻削运动学规律、钻头动态角度特性、钻头静止化与刚性化效果等方面进行了深入分析。从钻头运动学方面研究了超声振动钻削的运动学特性和振动钻削机理,从本质上揭示了超声振动钻削在断屑排屑、表面粗糙度、出口毛刺高度等方面具有良好加工工艺效果的根源。(2)设计了一套超声轴向振动钻削装置,该装置可直接安装在普通机床主轴上进行微孔的钻削加工,并能得到高质量的微孔。对超声振动钻削装置的核心部件变幅杆进行了改进,设计了一种圆锥过渡阶梯型复合变幅杆,并利用ANSYS有限元软件对其进行了动力学仿真研究,得到变幅杆的固有频率和振型以及在变幅杆达到共振时的自由端振幅等参数,从而设计出具有较大振幅放大系数的新型变幅杆。(3)利用金属切削有限元仿真软件Third Wave Systems Advant Edge FEM对超声轴向振动钻削过程进行了钻削仿真,用Tecplot软件绘制了刀具和工件的应力曲线图和温度曲线图,对刀具和工件切削力和切削温度的变化规律进行了重点分析。仿真结果表明在钻入一定深度后,切削力在某个值上下振荡呈周期性变化,这一特性使超声振动钻削从本质上改变了钻削机理,使其与传统钻削微孔相比更有加工优势,研究结果对超声轴向振动钻削机理的研究具有一定参考意义。(4)基于超声振动钻削理论以及实验室现有实验条件的基础上,利用振动台和微型钻床分别进行了超声振动微孔钻削模拟性实验和普通钻削实验,从实验角度对超声振动钻削加工工艺效果进行验证,通过对实验结果和数据进行分析,结果表明超声振动钻削可以降低切削力和扭矩,提高断屑和排屑能力,明显提高微孔加工质量和效率。

贠梦麟[7](2014)在《三坐标振动深孔钻床静动态特性分析及拓扑优化》文中进行了进一步梳理深孔加工在机械加工领域中扮演着重要的角色,与其它加工方法相比,具有加工难度大、成本高的特点,特别是非回转类零件的深孔加工,加工孔偏斜问题尤为突出,因此研究先进的深孔加工工艺,开发新型深孔加工装备显得尤为重要。本文针对非回转类零件的深孔加工需要,采用振动切削与BTA深孔加工技术相结合,开发了一种新型三坐标振动深孔钻床,分析了机床静动态特性,对其关键零部件进行了拓扑优化设计。论文分析总结了BTA深孔加工技术的原理、特点及存在问题,将振动钻削技术应用于BTA深孔加工系统,确定了机床主要技术参数与整体结构方案,给出了关键零部件的设计依据与参数计算方法,开发出了一种非回转零件三坐标振动深孔钻床样机。采用ANSYS Workbench有限元分析软件,建立了样机有限元分析模型,对三坐标振动深孔钻床整机及关键零部件进行了静态特性分析,获得了整机的变形规律和应力应变分布特征,分析了深孔钻床在不同加工位置时进给方向上的静刚度变化趋势,对比分析了三种横梁结构方案下的整机静态特性,获得了较优的横梁设计方案。对振动箱的静力分析,得到了其刚度强度特性,找出了其刚性较差的结构,为整机和部件优化提供了依据。通过整机模态分析得到了深孔钻床的前六阶固有频率以及低阶振型等动力学特征,结果表明样机低阶固有频率远离振动钻削的激振频率,避免了振动钻削引发的共振现象。通过振动箱的模态分析,得到了其动态特性,找出了其薄弱环节以及需要改进的结构。采用结构拓扑优化设计理论和方法,分别对立柱及横梁进行了结构轻量化设计,获得了立柱与横梁的材料最优分布图,并根据其材料最优分布图,对立柱与横梁进行了结构改进。仿真分析结果表明优化前后立柱与横梁静动态特性基本保持不变,而重量大幅度降低,实现了立柱与横梁的轻量化设计。

冯朝辉[8](2014)在《深小孔振动钻削技术与工艺研究》文中进行了进一步梳理本文在系统分析国内外小孔振动钻削技术发展现状的基础上,阐述了轴向振动钻削的机理,建立了小孔轴向振动钻削运动和钻削力数学模型,设计加工了工件轴向振动钻削试验装置。基于Ansys workbench软件进行了夹持长度,螺旋槽长和材料因素对φ1mm麻花钻头强度和刚度的仿真分析和钻头入钻瞬态动力学仿真分析,对变幅板和工件进行了静力学和谐响应有限元仿真分析,确定了变幅板最佳结构尺寸,给出了钻头在振动切削周期力作用下钻头偏移特性,系统分析了主轴转速、进给量、振幅、振动频率对深小孔钻削加工质量的影响规律。利用激光位移测量装置进行了变幅板和厚度为10mm工件振幅的测量,给出了工件上钻削点振幅变化规律。进行了φ1mm和φ2mm小孔普通钻削和轴向振动钻削对比试验,研究表明轴向振动钻削孔的质量优于普通钻孔的质量。基于单因素实验方法进行了φ1mm小孔的轴向振动钻削试验,系统研究了主轴转速、进给量、振动频率、振幅对小孔上下孔径影响规律,给出了保证钻孔质量的合理加工参数;基于双因素无交互作用实验方法系统研究了主轴转速、振动频率和振幅对小孔钻削孔径尺寸的影响规律,结果表明振动频率和振幅对小孔孔径影响显着。

唐本永[9](2012)在《数控振动深孔钻床主传动系统的研究与设计》文中研究指明20世纪80年代以来,换热器技术飞速发展,带来了能源利用效率的大幅度提高。节能设备的开发与应用备受世界瞩目,这促使了各国政府对核电行业的投资力度,这给核电换热器带来了巨大的发展空间。管板是换热器的主要配件,但由于技术原因,核电管板的钻削一直制约着核电行业的发展。本文在对核电管板专用钻床研究的基础上,对其主传动系统进行了设计计算,并采用振动钻削的方法解决了不锈钢深孔钻削的断屑问题,具体的工作如下:(1)本文首先分析了核电管板钻削的国内外现状,指出了现有设备的不足。与一般的数控深孔钻床相比较,讨论了研发核电管板专用数控钻床的不同点与所存在问题。(2)根据实际加工情况,对主传动系统的方案进行了总体设计。按照方案对主传动系统的零部件进行了设计计算。(3)采用振动钻削解决了核电管板钻削的断屑问题,对振动钻削的断屑原理进行了分析,并对钻削参数的确定进行了计算。在分析现有振动发生装置优缺点的基础上,设计了一款新型的振动发生装置。(4)采用“模态柔度和能量平衡原理”的方法,以主轴端部的抗振性最好为优化目标对主轴的结构参数进行了动态优化设计。(5)为了确保振动钻削能稳定的进行,对主轴以及所选择的枪钻进行了动态特性分析。

边巍,刘奎武[10](2012)在《基于ARM的带线缝合针打孔机数控系统设计》文中认为国内的带线缝合针加工设备仍然以手工加工为主,劳动生产率低,工人劳动强度大,加工精度和质量不高。设计出一套自动缝合针打孔机系统。该系统分为机械结构部分和自动控制部分。机械结构设计主要包括x、y向工作台的设计和主轴的设计;控制系统以ARM微控制器为控制核心,采用Linux嵌入式实时操作系统实现多任务调度和资源管理。软件系统是以实时嵌入式操作系统Linux为核心,采用了模块结构化设计方法,将整个控制软件划分为:Linux实时内核、API函数、数据通信模块、运动控制模块及人机交互模块5个模块,并对这5个模块分别进行设计。

二、一种超声波振动钻床主轴设计(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、一种超声波振动钻床主轴设计(论文提纲范文)

(1)轴向低频振动刀柄的设计与试验研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
主要符号表
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 主要研究内容
    1.4 章节安排
    1.5 创新点
第二章 轴向低频振动钻削理论研究
    2.1 振动钻削的分类
    2.2 轴向低频振动钻削的运动学特性
        2.2.1 轴向低频振动钻削的运动方程
        2.2.2 轴向低频振动钻削的变厚切削特性
        2.2.3 轴向低频振动钻削的变速切削特性
    2.3 轴向低频振动钻削断屑分析
        2.3.1 钻削断屑方式
        2.3.2 轴向低频振动钻削下的完全几何断屑
        2.3.3 轴向低频振动钻削下的不完全几何断屑
    2.4 轴向低频振动钻削参数的合理选取
    2.5 本章小结
第三章 轴向低频振动刀柄的设计与分析
    3.1 振动刀柄的工作原理与整体安装
    3.2 振动刀柄的振动系统理论分析
        3.2.1 振动系统环形曲面模型的建立
        3.2.2 振动系统工作曲面的压力角
        3.2.3 不同驱动环对系统频率的影响
        3.2.4 振动系统动力学模型的建立
    3.3 关键部件的设计与分析
        3.3.1 输入轴的设计与分析
        3.3.2 输出轴的设计与分析
        3.3.3 复位弹簧的设计与分析
    3.4 本章小结
第四章 基于ABAQUS的轴向低频振动钻削有限元仿真
    4.1 金属材料的切削加工性
        4.1.1 金属材料的相对加工性
        4.1.2 无氧铜的切削加工性
    4.2 有限元理论知识
        4.2.1 有限元基本思想
        4.2.2 有限元法分析基本步骤
        4.2.3 ABAQUS软件介绍
    4.3 无氧铜轴向低频振动钻削和普通钻削仿真对比
        4.3.1 轴向低频振动钻削参数的设定
        4.3.2 轴向低频振动钻削和普通钻削仿真前处理
        4.3.3 轴向低频振动钻削和普通钻削仿真结果对比分析
    4.4 本章小结
第五章 轴向低频振动钻削加工试验
    5.1 试验目的
    5.2 无氧铜深孔加工试验设备与辅助仪器
    5.3 无氧铜深孔钻削加工试验对比
        5.3.1 试验刀具和工艺
        5.3.2 试验方案与结果
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

(2)阶梯钻—超声辅助钻削碳化硅陶瓷的研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 超声制造技术
        1.2.1 传统超声加工
        1.2.2 超声辅助制造
    1.3 超声辅助钻削技术研究现状
        1.3.1 超声辅助钻削方法及工艺
        1.3.2 超声辅助钻削装置
    1.4 本文研究目的及研究内容
        1.4.1 当前研究的不足
        1.4.2 主要研究内容
第2章 超声辅助钻削装置的研制与性能测试
    2.1 引言
    2.2 基本原理
        2.2.1 超声辅助钻削装置的组成
        2.2.2 变截面杆振动理论
    2.3 关键零部件的选择与设计
        2.3.1 换能器
        2.3.2 变幅杆
        2.3.3 阶梯钻
    2.4 性能测试与分析
        2.4.1 变幅杆模态分析
        2.4.2 输出振幅检测
    2.5 小结
第3章 阶梯钻-超声辅助钻削分析
    3.1 引言
    3.2 超声辅助钻削过程
        3.2.1 普通麻花钻的钻削过程
        3.2.2 阶梯钻的钻削过程
    3.3 阶梯钻-超声辅助钻削运动学分析
        3.3.1 主切削刃运动轨迹
        3.3.2 钻削用量
        3.3.3 钻削占空比
    3.4 阶梯钻改善加工质量的机理
        3.4.1 孔径偏差的形成与减小
        3.4.2 孔出口毛刺或崩边的产生与抑制
    3.5 小结
第4章 阶梯钻-超声辅助钻削碳化硅陶瓷仿真
    4.1 引言
    4.2 材料本构模型及失效准则
        4.2.1 材料本构模型
        4.2.2 材料失效准则
    4.3 有限元仿真模型建立
        4.3.1 几何模型
        4.3.2 材料属性
        4.3.3 网格划分
        4.3.4 振动添加
    4.4 仿真结果及分析
        4.4.1 钻削应力
        4.4.2 钻削力和力矩
    4.5 小结
第5章 阶梯钻-超声辅助钻削碳化硅陶瓷试验
    5.1 引言
    5.2 试验条件与方法
        5.2.1 试验设备与材料
        5.2.2 试验指标及检测装置
        5.2.3 试验方案
    5.3 超声辅助钻削与传统钻削对比试验分析
        5.3.1 孔径偏差
        5.3.2 孔出口崩边
        5.3.3 孔壁表面粗糙度
    5.4 超声辅助钻削工艺参数单因素试验分析
        5.4.1 主轴转速对钻孔质量的影响
        5.4.2 进给速度对钻削质量的影响
    5.5 小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢

(3)CFRP/钛合金叠层构件双阶孔缺陷形成机理与孔径控制研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
注释表
缩略词
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 叠层构件孔径一致性变化规律研究
        1.2.2 叠层构件阶跃变参数钻削工艺研究
        1.2.3 叠层构件振动钻削工艺研究
    1.3 课题来源及主要研究内容
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 主要研究内容
第二章 CFRP/Ti叠层构件双阶孔缺陷变化规律
    2.1 引言
    2.2 双阶孔缺陷影响因素分析
    2.3 双阶孔缺陷机理探究试验条件
        2.3.1 工件材料
        2.3.2 刀具结构
        2.3.3 试验装置
    2.4 钻削顺序对双阶孔缺陷的影响规律
    2.5 钻削参数对双阶孔缺陷的影响规律
    2.6 本章小结
第三章 CFRP/Ti叠层构件双阶孔缺陷形成机理
    3.1 引言
    3.2 刀具振动对双阶孔缺陷的影响机理
        3.2.1 刀具振动产生分析
        3.2.2 刀具径向振动对叠层孔径的影响
    3.3 切屑形态对双阶孔缺陷的影响机理
        3.3.1 切屑形成过程及形貌分析
        3.3.2 钛合金切屑厚度对叠层孔径的影响
    3.4 钻削温度对双阶孔缺陷的影响机理
        3.4.1 钻削热产生分析
        3.4.2 钻削热对叠层孔径的影响
    3.5 刀具磨损对双阶孔缺陷的影响机理
        3.5.1 刀具磨损失效形式分析
        3.5.2 刀具磨损状况对叠层孔径的影响
    3.6 本章小结
第四章 CFRP/Ti叠层构件阶跃变参数制孔孔径控制
    4.1 引言
    4.2 阶跃变参数钻削试验设计
        4.2.1 试验条件
        4.2.2 试验方案
    4.3 阶跃变参数钻削工艺阶跃位置的确定
        4.3.1 阶跃位置对钻削力的影响
        4.3.2 阶跃位置对制孔质量的影响
        4.3.3 阶跃位置对孔径精度的影响
    4.4 面向孔径控制的阶跃变参数钻削工艺参数优化
        4.4.1 工艺参数对CFRP孔径的影响
        4.4.2 工艺参数对钛合金孔径的影响
        4.4.3 工艺参数对孔径阶差的影响
        4.4.4 最优工艺参数组合方案筛选及试验验证
    4.5 本章小结
第五章 CFRP/Ti叠层构件低频振动制孔孔径控制
    5.1 引言
    5.2 振动钻削的原理及分类
    5.3 低频振动钻削运动学分析
        5.3.1 切削刃运动轨迹分析
        5.3.2 变切削厚度分析
    5.4 低频振动钻削试验设计
        5.4.1 试验条件
        5.4.2 试验方案
    5.5 传统钻削与低频振动钻削的工艺效果对比
        5.5.1 钻削力对比
        5.5.2 切屑形态对比
        5.5.3 孔径精度对比
    5.6 面向孔径控制的低频振动钻削工艺参数优化
        5.6.1 工艺参数对CFRP孔径的影响
        5.6.2 工艺参数对钛合金孔径的影响
        5.6.3 工艺参数对孔径阶差的影响
        5.6.4 最优工艺参数组合方案筛选及试验验证
    5.7 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
在学期间参与的科研情况

(4)深孔轴线偏斜在线检测技术应用研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
        1.1.1 课题背景
        1.1.2 课题的目的及意义
    1.2 深孔加工检测技术发展概述
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状与趋势
    1.4 课题来源及主要的研究内容
        1.4.1 课题来源
        1.4.2 课题主要研究内容
2 深孔实体钻削孔轴线偏斜机理研究
    2.1 刀杆刚性不足对孔轴线偏斜的影响
    2.2 刀具初始偏斜量对孔轴线偏斜的影响
    2.3 钻杆及辅具自重对孔轴线偏斜的影响
    2.4 加工方式对孔轴线偏斜的影响
    2.5 工件初始端面倾斜对孔轴线偏斜的影响
    2.6 其它对孔轴线偏斜的影响因素
    2.7 深孔偏斜的力学模型的建立及分析
    2.8 本章小结
3 深孔轴线在线检测方法研究
    3.1 目前深孔偏斜主要检测方法
        3.1.1 射线深孔轴线检测法
        3.1.2 漏磁深孔轴线检测法
        3.1.3 电涡流深孔轴线检测法
    3.2 孔轴线偏斜超声在线检测法
        3.2.1 超声检测探头与耦合
        3.2.2 超声检测前速度的设定
        3.2.3 超声检测法的方案研究
    3.3 测点分布确定及测量数据关系的建立
        3.3.1 测量分布方式的确定
        3.3.2 误差敏感方向的确定
        3.3.3 测量中系统误差的估计
    3.4 超声检测在深孔测偏的可行性分析
    3.5 本章小结
4 测量系统结构设计与性能分析
    4.1 超声波探头模型的建立
    4.2 测偏仪结构分析
    4.3 高效设计方法研究
    4.4 测偏结构设计的过程
    4.5 设计矩阵解耦
    4.6 测偏仪的结构优化
        4.6.1 测偏结构力学性能的分析
        4.6.2 测量装置力学性能分析
        4.6.3 测偏仪的制作
        4.6.4 传动机构的设计
        4.6.5 电机驱动与控制
    4.7 本章小结
5 在线测量实证研究
    5.1 不同测量方式下误差分离法的研究
        5.1.1 反向法
        5.1.2 多步法
        5.1.3 多点法
    5.2 数据处理器系统开发
        5.2.1 系统原理设计
        5.2.2 系统电源电路设计
    5.3 试验设备及内容
        5.3.1 枪钻系统实验
        5.3.2 BTA钻系统实验
    5.4 实验数据处理
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
附件

(5)磁粒研磨孔棱边毛刺的机理与试验研究(论文提纲范文)

中文摘要
ABSTRACT
1.绪论
    1.1 引言
    1.2 孔棱边毛刺去除的现状
    1.3 磁粒研磨技术的发展历史
    1.4 课题选择及研究内容
        1.4.1 课题的来源
        1.4.2 本课题的主要研究内容
2.孔棱边毛刺去除的理论分析
    2.1 磁粒研磨去除孔棱边毛刺的原理
    2.2 磁粒研磨加工特点
    2.3 磁性研磨粒子的制备工艺
    2.4 磁性粒子的受力分析
        2.4.1 磁性粒子受力分析
        2.4.2 磁粒刷对孔棱边毛刺的受力分析
    2.5 磁粒研磨去除机理
        2.5.1 滑擦与切削作用
        2.5.2 多次塑变磨损机理
        2.5.3 化学腐蚀机械作用
    2.6 本章小结
3.平面孔棱边毛刺研磨去除的试验装置及方案设计
    3.1 实验装置及检测仪器
        3.1.1 实验平台的设计
        3.1.2 检测设备
        3.1.3 磁粒研磨基本原理及轨迹分析
    3.2 磁场的有限元模拟分析
        3.2.1 ANSOFT建模与数据处理
        3.2.2 磁极单轨迹运动条件下的磁场模拟分析
        3.2.3 磁极复合轨迹运动下的磁场模拟分析
    3.3 切削压力分析
        3.3.1 磁极单轨迹运动条件下的切削压力分析
        3.3.2 磁极公转运动条件下的切削压力分析
    3.4 毛刺受力及去除分析
        3.4.1 毛刺受力方向分析
        3.4.2 毛刺去除过程
    3.5 本章小结
4.磁粒研磨TC4 孔棱边毛刺的试验研究
    4.1 试验装置
    4.2 试验条件
    4.3 试验结果
        4.3.1 毛刺高度变化
        4.3.2 表面形貌的变化
    4.4 响应面法对磁粒研磨工艺参数的优化
        4.4.1 响应面法简介
        4.4.2 主要因素的交互作用
        4.4.3 响应面法优化结果
    4.5 本章小结
5.磁粒研磨去除Al7075 交叉孔棱边毛刺的试验研究
    5.1 磁极运动方式的优化选择
        5.1.1 研磨加工的基本原理
        5.1.2 磁性粒子运动轨迹
        5.1.3 磁粒受力分析
        5.1.4 磁极不同运动状态下的磁场模拟
        5.1.5 磁极运动方式的选定
    5.2 磁极形状的优化设计
        5.2.1 磁极设计
        5.2.2 不同类型磁极的磁场模拟分析
    5.3 磁粒研磨实验装置及条件
        5.3.1 实验装置
        5.3.2 实验条件
    5.4 实验结果
        5.4.1 表面形貌的变化
        5.4.2 毛刺形貌的变化
        5.4.3 交叉孔大孔道的表面粗糙度变化
        5.4.4 毛刺高度变化
        5.4.5 材料去除量变化
    5.5 本章小结
6.总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间科研成果
致谢
作者简介

(6)超声波辅助微孔钻削加工机理及装置研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 振动钻削分类
        1.3.1 按激振性质分类
        1.3.2 按振动频率分类
        1.3.3 按振动方向分类
        1.3.4 按驱动方式分类
    1.4 课题研究的主要内容
第二章 超声振动钻削加工机理分析
    2.1 振动钻削基本理论
    2.2 超声振动钻削运动学特性分析
        2.2.1 超声振动钻削运动学规律
        2.2.2 超声振动钻削动态角度特性
        2.2.3 超声振动钻削钻头静止化与刚性化效果
        2.2.4 超声振动钻削切削力数学模型
    2.3 超声振动钻削工艺效果分析
        2.3.1 超声振动钻削提高排屑效果分析
        2.3.2 超声振动钻削降低表面粗糙度分析
        2.3.3 超声振动钻削减小毛刺高度分析
    2.4 本章小结
第三章 超声轴向振动钻削装置设计
    3.1 总体结构设计
    3.2 工作原理
    3.3 超声钻削装置主要部分设计
        3.3.1 超声波发生器
        3.3.2 变幅杆
        3.3.2.1 变幅杆概述
        3.3.2.2 新型变幅杆设计
        3.3.2.3 变幅杆动力学分析
        3.3.3 换能器
        3.3.4 工具系统
    3.4 本章小结
第四章 超声轴向振动钻削过程仿真
    4.1 仿真参数设置
    4.2 仿真过程及结果分析
        4.2.1 仿真过程
        4.2.2 仿真结果分析
    4.3 本章小结
第五章 微孔振动钻削实验研究
    5.1 实验目的
    5.2 实验条件
        5.2.1 实验设备
        5.2.2 实验方案
        5.2.3 实验工艺参数
    5.3 实验结果及分析
        5.3.1 孔扩量
        5.3.2 出口毛刺
        5.3.3 切屑比较分析
        5.3.4 表面粗糙度
        5.3.5 刀具磨损
    5.4 切削力实验
        5.4.1 测力设备选型与安装
        4.4.1.1 三向测力仪
        5.4.1.2 电荷放大器
        5.4.1.3 数据采集卡
        5.4.1.4 采集分析软件
        5.4.2 实验过程及结果分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果
致谢

(7)三坐标振动深孔钻床静动态特性分析及拓扑优化(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 深孔加工技术的研究现状
        1.2.2 振动钻削的研究现状
        1.2.3 机床静动态特性的研究现状
        1.2.4 结构拓扑优化的研究现状
    1.3 本文主要研究内容
2 三坐标振动深孔钻床开发
    2.1 BTA深孔钻系统的组成及工作原理
    2.2 三坐标振动深孔钻床总体方案设计
        2.2.1 深孔钻床总体方案
        2.2.2 深孔钻床传动方案
    2.3 三坐标振动深孔钻床主传动系统设计
        2.3.1 深孔钻床主传动系统
        2.3.2 主传动系统功率设计计算
        2.3.3 主传动系统同步带轮的设计计算
    2.4 深孔钻床主机及工作台设计
        2.4.1 主机立柱设计
        2.4.2 主机横梁设计
        2.4.3 工作台设计
    2.5 深孔钻削系统主要部件设计
        2.5.1 振动箱设计
        2.5.2 授油器设计
        2.5.3 钻杆支架设计
    2.6 油路系统设计
        2.6.1 油路系统总体方案
        2.6.2 油压及流量选取
    2.7 三坐标振动深孔钻床原型机
    2.8 本章小结
3 整机及振动箱静态特性有限元分析
    3.1 有限元法理论基础
        3.1.1 有限元方法的应用
        3.1.2 有限元法一般求解步骤
        3.1.3 ANSYS Workbench软件分析过程
    3.2 整机静态特性分析
        3.2.1 整机静力分析概述
        3.2.2 整机实体模型
        3.2.3 整机有限元建模
        3.2.4 整机计算结果分析
    3.3 横梁方案对比分析
        3.3.1 横梁结构的三种方案
        3.3.2 三种横梁结构方案下的静力分析
    3.4 振动箱静态特性分析
        3.4.1 振动箱静力分析概述
        3.4.2 振动箱实体模型
        3.4.3 振动箱有限元建模
        3.4.4 振动箱计算结果分析
    3.5 本章小结
4 整机及振动箱动态特性分析
    4.1 机床动态特性分析
        4.1.1 动态特性分析的意义
        4.1.2 模态分析的理论基础
    4.2 深孔钻床整机模态分析
        4.2.1 深孔钻床整机模态分析概述
        4.2.2 整机模态分析结果
    4.3 振动箱模态分析
        4.3.1 振动箱模态分析概述
        4.3.2 振动箱模态分析概述
    4.4 本章小结
5 关键零部件拓扑优化设计
    5.1 拓扑优化概述
        5.1.1 拓扑优化的发展
        5.1.2 拓扑优化方法
        5.1.3 拓扑优化目的
    5.2 拓扑优化过程
        5.2.1 设置拓扑优化问题
        5.2.2 指定要优化和不优化的区域
        5.2.3 定义和控制载荷工况
        5.2.4 定义和控制优化过程
    5.3 立柱拓扑优化结果分析处理
        5.3.1 立柱优化结果
        5.3.2 立柱模型优化改进
        5.3.3 立柱优化前后对比分析
    5.4 横梁拓扑优化结果分析处理
        5.4.1 横梁拓扑优化结果
        5.4.2 横梁模型优化改进
        5.4.3 横梁优化前后对比分析
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表论文与参与项目

(8)深小孔振动钻削技术与工艺研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
    1.1 小孔振动钻削技术研究的目的和意义
    1.2 国内外研究状况及主要研究内容
    1.3 课题来源和主要研究内容
第二章 轴向振动钻削的理论分析
    2.1 振动钻削的基本理论
    2.2 振动钻削的分类
    2.3 轴向振动钻削特性分析
    2.4 振动钻削过程中“静止化效果和刚性化效果”理论
    2.5 轴向振动钻削力学模型的建立
第三章 轴向振动钻削试验装置的结构设计及仿真
    3.1 轴向振动钻削实验装置工作原理
    3.2 轴向振动钻削试验装置的结构设计
    3.3 基于ANSYS Workbench软件的变幅板仿真分析
    3.4 变幅板与工件的谐响应分析
第四章 轴向振动钻削钻头的仿真分析
    4.1 麻花钻头的几何结构
    4.2 麻花钻头的变形仿真分析
    4.3 麻花钻头的模态分析
    4.4 轴向振动钻削入钻的瞬态动力学仿真分析
第五章 轴向振动钻削小孔试验研究
    5.1 实验设备和测量装置
    5.2 实验方法
    5.3 普通钻削与轴向振动钻削对比试验分析
    5.4 轴向振动钻削试验研究
结论
致谢
参考文献

(9)数控振动深孔钻床主传动系统的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 选题意义
    1.2 管板钻削国内外加工设备现状
    1.3 核电管板钻削存在的问题
    1.4 课题背景及论文主要工作
        1.4.1 课题研究背景
        1.4.2 论文主要工作
        1.4.3 课题创新点
第2章 主传动系统的设计
    2.1 机床总体方案设计
    2.2 主传动方案的设计
        2.2.1 主轴电机的确定
        2.2.2 主传动的类型
        2.2.3 主传动方案的确定
    2.3 同步齿形带的选择
    2.4 主轴的设计
        2.4.1 主轴材料的确定
        2.4.2 主轴尺寸的确定
        2.4.3 卸荷式结构的设计
    2.5 轴承选型及刚度计算
        2.5.1 滚动轴承选型
        2.5.2 轴承的刚度计算
        2.5.3 轴承座刚度计算
        2.5.4 轴承的支撑刚度
    2.6 冷却、润滑、密封装置的设计
        2.6.1 主轴组件的热源及热变形
        2.6.2 冷却系统
        2.6.3 润滑方式
        2.6.4 密封装置
    2.7 本章小结
第3章 激振装置及滑座的设计
    3.1 振动钻削
        3.1.1 振动钻削的工艺效果
        3.1.2 振动钻削的断屑机理
        3.1.3 振动钻削参数的确定
    3.2 激振装置的现状分析
        3.2.1 激振装置的要求及激振方式
        3.2.2 现有激振装置的性能分析
    3.3 新型激振装置的研究与设计
        3.3.1 激振原理
        3.3.2 振动钻削的工艺
        3.3.3 激振装置的设计计算
    3.4 滑座的设计
        3.4.1 进给运动方案的确定
        3.4.2 滑座组件结构设计
    3.5 本章小结
第4章 主轴组件主要结构参数的动态优化设计
    4.1 动态优化设计
    4.2 模态柔度和能量平衡原理的动态优化设计简述
        4.2.1 模态柔度
        4.2.2 能量分布
    4.3 主轴参数的动态优化设计
    4.4 本章小结
第5章 动态特性分析
    5.1 主轴组件的动态特性分析
        5.1.1 主轴组件的模态分析
        5.1.2 主轴组件的谐响应分析
    5.2 枪钻钻杆的动态特性分析
        5.2.1 钻削过程分析
        5.2.2 钻杆的模态分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
作者简介

(10)基于ARM的带线缝合针打孔机数控系统设计(论文提纲范文)

1 缝合针打孔机结构及原理
    1.1 缝合针打孔机工作台设计
    1.2 缝合针打孔机主轴设计
2 硬件系统的总体设计
3 控制系统软件总体设计
4 结语

四、一种超声波振动钻床主轴设计(论文参考文献)

  • [1]轴向低频振动刀柄的设计与试验研究[D]. 刘辉. 西安石油大学, 2021(09)
  • [2]阶梯钻—超声辅助钻削碳化硅陶瓷的研究[D]. 李必胜. 吉林大学, 2021(01)
  • [3]CFRP/钛合金叠层构件双阶孔缺陷形成机理与孔径控制研究[D]. 杨景岚. 南京航空航天大学, 2020
  • [4]深孔轴线偏斜在线检测技术应用研究[D]. 李瑞成. 西安工业大学, 2019(03)
  • [5]磁粒研磨孔棱边毛刺的机理与试验研究[D]. 张龙龙. 辽宁科技大学, 2019(01)
  • [6]超声波辅助微孔钻削加工机理及装置研究[D]. 张建. 上海工程技术大学, 2017(03)
  • [7]三坐标振动深孔钻床静动态特性分析及拓扑优化[D]. 贠梦麟. 西安理工大学, 2014(08)
  • [8]深小孔振动钻削技术与工艺研究[D]. 冯朝辉. 长春理工大学, 2014(07)
  • [9]数控振动深孔钻床主传动系统的研究与设计[D]. 唐本永. 燕山大学, 2012(08)
  • [10]基于ARM的带线缝合针打孔机数控系统设计[J]. 边巍,刘奎武. 机床与液压, 2012(08)

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超声波振动钻孔机主轴的设计
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