利用工件振动进行微型孔钻削

《利用工件振动进行微型孔钻削》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、利用工件振动进行微型孔钻削摘要：本文的目的是探究辅助振动对铝合金（Al6061-T6）和结构钢（SS41）孔加工质量的影响，在以前，小直径孔振动钻削的研究方式主要涉及轴向振动。这篇文章，一种获取所需的震动的新的方法被认为来自于工件一侧，通过自身一个自制的振动工作台。通过大量的实验与0.5mm的麻花钻大小，我们发现，孔径较大，孔中心的位移，孔壁的表面粗糙度可以得到改善，在振动的频率和振幅增加时。当高振幅和适当的频率被加强时，孔的圆度会有所改善。关键词：微钻；精密加工；振动切削；振动钻孔1.引言振动切削是一种切削方式，给工件或道具一定的振动频率（除了这两者之间的原始相对运动）去获得良好的加工质

2、量。有些报告可以在文献中找到车削用超声振动[1-4]。玻璃的超精密切削韧性可以通过施加超声波振动在切割方向来实现[1]。与切削加工性差的材料被发现在振动钻孔的协助下进行有效地加工。因此，更广范围的韧性和切削可以得到加工玻璃更好的表面光洁度。超生振动切削可加工玻璃陶瓷[2]，金刚石刀具可以切削不锈钢[3].超声振动辅助转向（乌瓦特）的表面光洁度可提高到4级时乌瓦特是在z坐标应用[4]。钻孔是对另一个领域的应用和对振动钻孔的探究。早期的相关研究主要集中在木材的精密钻孔[5，6]。钢和铝还提请关注一些在使用振动钻削的，无论是在低频还是中超声波范围，延长刀具寿命，并有助于减少毛刺尺寸[7-9]。A

3、dachi等[8]中使用的电动液压伺服系统引起的低频振动切削（最多100赫兹）在数控立式铣床的主轴。在他们对铝钻井实验研究，他们发现该毛刺规模可能显著用VC减少。张等[10]开发了一种轴向超声波振动钻削技术，发现大振幅有于在改进横刃的切削能力和减少的侧滑横刃和孔过大的运动。Onikura等人[11]使用了压电驱动器在40千赫的频率，以引起超声波振动在钻床主轴。他们发现减小孔尺寸过大的影响，降低了摩擦片和前刀面之间，帮助排屑从孔中，并改善表面粗糙度。的原因，这些效果是，利用超声波振动的减小摩擦切屑与前刀面之间，使切屑较薄，然后将大大降低切削力。此外，钻孔的机制和在VC断屑理论也进行了研究[1

4、2]。研究发现，[13]该振动时所产生的热钻孔被有效地降低。另外，钻头的摩擦可以通过氧化膜的形成相应地降低刀具前刀面。在降低切削力使得芯片更薄，更容易从工件孔逸出。这也防止毛刺形成在入口和出口侧低切削力。因此，整体钻孔质量保证用VC。高频或低频振动可以改善钻孔加工质量，但是过去的研究方式主要是让振动来自于工件一侧的微型孔钻削。本篇研究，一种新的获得所需的振动的方式是来自于自身工作台的振动。我们从工件侧获得振动不必改变加工中心什么。在这种这样，振动和致动器是利用瞬间产生微振幅振动经由压电电材料，并以与线性滑轨配合，确保单向振动。这是实现高切削效率的一个简单的方法，由于微振幅振动瞬间产生的。频

5、率从1千赫至10千赫的使用在本文中，以改善的钻孔直径小的孔的质量。做一系列的实验去发掘其影响因素，如振动频率和幅度的大小，在工件振动是加工小直径孔的影响因素。2.试验方法及设备精度的增加往往伴随着硬件成本呈指数的增加。压电驱动器配备的精确度好，响应速度快，较大的驱动力的特点。叠层压电致动器具有一个相对较短的最大行程，通常小于100微米，所述带宽是由两种结构共振或功率放大的限制。因此，压电致动器似乎是一个理想的解决方案，以高加工精度的问题。在本文中，我们使用了压电促动器中有一个相对简单的结构设计，用于产生期望的振动相结合。我们首先制作了振动工作台含有一个压电致动器和两个线性导轨，如图所示1。

6、Fig.1Vibratingworktableformicro-drilling设计此振动工作台是基于以下注意事项：1.整个结构的刚度必须足够承受振动和耐动态载荷和钻孔时产生的附加载荷。该工作台采用高强度不锈钢，以提供足够的刚度。2.工作台必须要有良好的尺寸精度和几何精度。这将最大限度地减少意外的发生在实验过程中的干扰。的平行度被控制于4μm/80毫米，垂直度是在2μm/150毫米。这两个数据是由百分表读出。3.压电陶瓷片能承受高推力，但是脆的，不能承受高拉力或剪切力。该应用程序必须隔离这些不良势力可能危及陶瓷材料的结构完整性。因此，两个线性导轨被使用，以确保压电致动器的单轴运动。的重量工

7、件夹持装置也应保持在最低限度，因为它会影响压电驱动器的行为。1.压电致动器操作为容性负载。在动态应用中，功率消耗的增加而线性随着频率和致动器的电容。为了实现高频振动，电源必须提供足够的充电电流。在本研究中，我们使用了玛格仪器（PI）制造压电致动器（型号P-245.30），以及一个高功率放大器（PI模型E-472.00）。在P-245.30致动器的最大推力是2000N;其最大频率为16千赫。该E-472.00的输出电压为0