微小孔振动钻削机理研究

采用振动钻削的方法对微小孔进行钻削加工，设计制作了一台新型、高效的超声波振动钻削设备，在几种常见材料上，通过改变振动钻削参数，进行孔径为０．２￣１．０ｍｍ的粘削实验；借助扫描电镜，分析孔的表面和剖面形状，对普通钻削与振动钻削加工的孔进行了比较；从入钻过程、孔的尺寸形位精度、切屑切屑形式、孔的表面质量、钻头寿命等方面分析总结出微孔振动钻削的加工机理。     

赛隆陶瓷刀具加工硬质材料之探讨

本文通过用赛隆陶瓷(Sialon-344)刀片、氧化铝基陶瓷(SG-4)刀片、硬质合金(YG6)刀片对Incoloy-901、IMI-318、铸铁进行切削试验,测试其刀片寿命,试验结果显示赛隆陶瓷材料是目前加工硬质材料较为理想的刀具材料,在机械制造行业中具有推广价值.     

浅析数控铣床刀具半径补偿功能

在数控铣削加工中,合理设置刀具半径补偿值,灵活应用刀具半径补偿功能,不仅对简化数控编程有着非常重要的意义,而且能够解决加工中出现的工件轮廓尺寸变化、刀具磨损等因素引起的加工误差问题,提高加工效率。本文主要探讨刀具半径补偿功能在数控铣削加工中的应用。     

基于螺旋线铣削的螺旋面粗加工数控编程方法

在螺旋曲面的数控粗加工中 ,采用一般的编程方法得到的刀具路径在实际应用中存在加工时间长、效率低、对刀具要求高等缺点。基于螺旋线数控铣削的螺旋曲面粗加工的方法可大大提高加工效率 ,减少刀具磨损 ,降低加工成本。     

硬质合金刀具加工参数模型优化方法研究

针对硬质合金刀具开发过程中的切削性能评价,通过理论与实验分析,以硬质合金刀具对铸铁车削加工为例,进行切削性能分析和工艺试验,采用均匀试验设计方法、多元回归法建立数学模型,通过对切削力、振动、表面质量的分析,优化刀具的切削参数,并对回归方程进行显著性检验.研究结果可以为刀片切削参数选择提供依据,为合理评价刀具使用性能提供有效方法.     

基于切削温度分析的刀具磨损状态研究

为了解刀具在切削时的实际状况,课题组提出了基于切削温度的刀具状态实时监测的方案。[JP2]采用仿真与试验相结合相验证的方法,对刀具在新刀、早期磨损、严重磨损以及失效4种状态下的切削温度进行分析。通过试验采集刀具磨损及失效的温度信号数据,建立了基于最小模糊度的隶属度函数优化模型,用于诊断刀具加工过程中的磨损及失效状态。应用结果表明,该方法可以实现对刀具磨损及失效状态的实时监测,对提高机床的加工效率及加工精度具有重要意义。     

割草机光刃动刀片磨损规律的研究

用不同材料和同一材料不同工艺制成的动刀片，在模拟割草机上进行割草试验．试验结果表明，割草机刀片与金属切削刀具及一般机件的磨损规律不同。除工作环境等因素外，刀片的几何条件（刃口曲率半径小）是造成区别的主要原因。     

陶瓷刀具材料的现状与发展

本文阐述了陶瓷刀具材料的发展现状,着重论述了氧化铝系陶瓷和氮化硅系陶瓷材料技术.对陶瓷刀具材料的发展趋势进行了综述.指出超微粉刀具、复相陶瓷刀具、涂层刀具及金属陶瓷是陶瓷刀具材料的研究方向.     

麻花钻手工改磨阶梯钻

中心钻供钻削轴类工件的中心孔用,它实质上是由螺旋角很小的麻花钻和锥形锪钻复合而成,故又称复合中心钻。在金属切削加工中,缩短加工时间是人们追求的主要目标之一,对于孔加工也不例外。阶梯钻用于钻削一次完成钻孔、倒角、锪孔等加工而     

微孔超声振动钻削装置设计

针对目前传统钻床钻削微孔存在的局限性,基于超声振动钻削基本理论,课题组设计了一套超声轴向振动钻削装置,用于对微孔进行钻削加工。并基于ANSYS软件运用有限元法对超声振动装置的核心微孔部件变幅杆进行动力学特性仿真研究,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,从而获得变幅杆的振幅放大系数等参数,设计了高振幅放大比变幅杆。该超声振动钻削装置可直接安装在摇臂钻床主轴上进行微孔的钻削加工,并得到高质量的微孔。该设计有效解决了传统钻削的不足。     

盐水泥浆中碳钢的腐蚀疲劳断裂

钻井液中钻具因受到各种作用应力,加上井下高温高压的腐蚀环境,使其易发生腐蚀疲劳断裂。为探讨钻具的断裂过程以期能找到有效的防护措施,实验室内建立了模拟试验装置。针对盐水泥浆中45钢的腐蚀疲劳断裂行为,通过自制的旋转弯曲腐蚀疲劳试验机,模拟钻具的运转受力情况,研究了不同泥浆介质、应力、载荷频率和温度对45钢腐蚀疲劳断裂行为的影响,并结合动态腐蚀试验和断口分析,讨论了各影响因素的作用。结果表明,盐水泥浆的pH值、Cl-含量等对45钢的疲劳寿命有直接影响,腐蚀疲劳寿命与与局部腐蚀的程度大小有密切关系;随着加载频率的增大,45钢的腐蚀疲劳寿命有较大提高;在15~80℃温度范围内,45℃左右时45钢的腐蚀疲劳寿命最短。     

变载荷对45钢摩擦副摩擦磨损性能的影响

针对实际工况中,45钢是在有润滑的状态下工作,且所受的载荷是变化的情况,课题组在自行改装的MMS-2A型多功能摩擦磨损试验机上采用环一块接触摩擦方式进行了实验,研究了在油润滑状态下变载荷对45钢摩擦副摩擦磨损性能的影响,与干摩擦条件下的磨损性能进行对比;并对45钢磨损表面进行了观察。结果表明：干摩擦和油润滑状态下的45钢摩擦副的摩擦因数呈现不同的变化趋势;油润滑条件下的磨损量比干摩擦条件下的磨损量要小很多;在油润滑条件下,45钢的磨损机理主要表现为磨粒磨损和疲劳剥落。研究验证了油润滑的存在有助于改善材料的耐磨性。     

W9Cr4V高速钢非光滑表面耐磨性正交设计试验研究

采用MG-2000高速高温摩擦磨损试验机,用正交设计试验方法研究凹坑形非光滑表面形态的耐磨性,选取温度、凹坑直径和凹坑间距作为试验因素,每个因素选取2个水平。试验结果表明,在本次试验条件下,温度对非光滑试样耐磨性影响最大,凹坑直径其次,凹坑间距最次,这为凹坑型非光滑表面尺寸和分布密度的选取提供了初步的试验数据。     

钻井流体粘度对钻柱纵向振动的影响

针对气体钻井技术在低压油气田开发中出现气体钻井的钻柱振动和钻具破坏的问题，概述了气体钻井面临的钻柱振动问题、钻具破坏问题和解决问题的途径。介绍了位移激励法的钻柱纵向振动分析的数学模型和力学分析软件。对钻井流体粘度对钻柱纵向振动的影响规律进行了研究。数据表明,钻井流体的粘度对钻柱的纵向振动影响较大。在一般情况下, 钻井流体的粘度越小, 钻柱的振动幅度越大。钻井流体的粘度对钻柱振动的共振频率影响不大。气体钻井虽然提高了钻进速度，但同时也对钻具防破坏技术提出了更高的要求。     

热膨胀系数对气体钻井井底岩石应力场的影响

气体钻井中高压气体通过喷嘴发生焦耳—汤姆逊效应,导致井底温度降低,井底低温影响井底附近岩石应力分布。在热膨胀系数为常数和随机变量两种情况下,研究了低温对气体钻井中井底岩石应力分布的影响。结果表明：井底温度降低,切向应力增大,径向应力减小,意味着井底温度降低,岩石变得容易破裂,有利于提高机械钻速;热膨胀系数为常数和随机变量两种情况下,应力分布趋势相同,只是数值上有所差别,热膨胀系数为随机变量时的切向应力数值大于热膨胀系数为常数时的切向应力。     

基于测井数据的砂岩三轴抗压强度预测模型

岩石的抗压强度对于优化钻头选型具有重要的意义。针对石油钻井中常遇到的砂岩提出了一种基于测井资料的三轴抗压强度解释模型，该模型是以测井声波、密度、伽马值等数据为主，以单轴抗压强度的解释结果为基础，结合围压下砂岩力学性质实验以及砂岩孔隙度变化实验结果所建立的。研究表明：围压对砂岩强度有较明显的影响，随着围压的增大，砂岩的三轴抗压强度也增大；砂岩的孔隙度随围压的增大而减小，且服从对数函数变化规律。     

钻铤螺纹的有限元分析及应力分散槽优化设计

针对钻井技术进步带来的井下钻铤的服役条件更加苛刻、失效更加严重的问题，对钻铤螺纹失效问题进行了深入分析，找出引起钻铤螺纹失效的主要原因和失效的关键部位，利用大型三维实体建模软件Pro/E和有限元分析软件ANSYS分别对API标准钻铤螺纹进行实体建模和强度分析，得出了钻铤螺纹在不同工况、不同结构条件下的等效应力分布情况，并对ZTNC56-80型钻铤螺纹应力分散槽进行了最优化研究，找出了其最优值，并指出应力的变化与过渡圆角变化不是线性对应关系，在改进钻铤螺纹应力分散槽结构时，不能单纯以增大结构过渡圆角为手段，从而为改进钻铤螺纹应力分散槽结构提供了科学依据。     

气体钻井中钻柱力学性能及冲蚀实验研究

由于在破岩过程中受到冲击，气体钻井中的钻柱产生了交变应力，而钻柱旋转加剧了交变应力的变化，同时气体携带岩屑对钻柱产生冲蚀，加速了钻柱的失效。钻柱主要失效形式为疲劳断裂，这跟钻柱所受应力大小及变化密不可分，因此，开展气体钻井过程中钻柱力学性能和冲蚀研究，掌握钻柱应力变化规律及岩屑对钻柱的冲蚀规律，是减小和防止钻柱失效的基础工作，对增加气体钻井过程中的安全性和降低钻井成本有十分重要的意义。通过使用一种已开发出的可同时模拟气体钻井钻具振动和冲蚀的装置，进行了不同钻具组合情况下，气体钻井钻柱同时受振动和冲蚀实验。实验结果表明，气体钻井过程中，配置扶正器将使钻柱所受交变应力值变化范围降低40% 以上，扶正器和减振器的配合使用将使交变应力值变化范围下降50%，因此，扶正器和减振器的配合使用，将大幅降低钻柱所受交变应力，并延长交变应力作用周期，从而降低钻柱失效的概率。     

载荷和添加透辉石／AlTiB对氧化铝基陶瓷导轨材料摩擦磨损特性的影响

对透辉石／AlTiB增韧补强Al2O3基陶瓷导轨材料磨损率和载荷的关系进行理论预测，建立了基于拉伸应力的磨损模型；采用淬火45。钢作为对磨环，探讨了其不同载荷下的摩擦磨损行为与机制，用扫描电镜观察了磨损表面形貌．结果表明，磨损模型理论值较好地预测了试验值；随着负载的增加，试样的磨损率总体呈现增加的趋势；而摩擦系数均随载荷的增加而降低；透辉石和A1TiB中间合金的加入有利于改善Al2O3基陶瓷导轨材料的摩擦特性和耐磨损性能；纯Al2O3磨损率的数量级为10^-15m^3／N·m，添加透辉石和A1TiB中间合金的陶瓷导轨材料磨损率的数量级为10^-16m^3／N·m；纯Al2O3的磨损机理为脆性断裂和晶粒剥落，添加透辉石和AlTiB中间合金的陶瓷导轨材料磨损机理为机械冷焊、塑性变形、微断裂和晶粒剥落．     

基于正交试验的盾构刀具磨损分析

刀具磨损检测是盾构在复合地层施工中的一个重要研究课题。针对在盾构掘进时刀盘外圈刀具的磨损检测问题,采用正交试验法对掘进参数分析刀具磨损的方法进行了改进,建立了刀具磨损量计算的新模型。分析了掘进过程中总推力、刀盘转速、泡沫注入量对刀具磨损量的影响度,并对计算模型进行了显著性检验。最后,利用盾构施工实测数据对该计算模型进行了验证。研究结果表明,该模型计算的刀具磨损的检测结果与实际换刀是吻合的,并且可以对掘进参数的设置进行指导,以提高掘进效率。