Design of a Retrofittable Spindle Attachment for High Frequency Vibration-Assisted Drilling
Notice bibliographique
Résumé
Conventional drilling of modern super alloys and composite material induces high stresses in the vicinity of drilled holes along with high thrust forces which lead to problems in terms of hole quality and accuracy as well as increased tool wear. A recent and promising technique to overcome these challenges is to introduce vibration assistance in the cutting zone by superimposing oscillating vibration in the feed direction of the tool. Two regimes of vibration excitation could be applied for this purpose: low frequency (<500 Hz) high amplitude (>100 μm) and high frequency (>500 Hz) low amplitude (<20 μm). Motivated by the advantages of the HF-VAD and the limited work available in the literature for this regime, a new system is developed by the authors where the rotating tool is excited to high frequency and low amplitude. The new design is based on the use of piezoelectric actuators to generate the motion and a high speed slip ring to ensure the transfer of sufficient power to the actuator. A novel concept was implemented by de-coupling the rotary motion of the spindle from the vibrational motion of the actuator to ensure a higher efficiency of power transmission without damaging either the actuator or the spindle. With this design, a retrofittable HSK 100A toolholder with high frequency excitation spindle attachment was manufactured to incorporate drill sizes up to 1/4 inches. Commissioning tests were performed under no load and spring loaded conditions and it was found that the system has a capability to excite the tool up to 100 μm at 900 Hz (resonance frequency) and up to 5 μm between 500–800 Hz and 1100–2500 Hz. HF-VAD tests were conducted using this new attachment on Aluminum 6061 and it was found that the system was able to successfully obtain the prescribed frequency and amplitude. Up to 50% reduction in thrust forces was obtained in HF-VAD in comparison to conventional drilling under same cutting parameters; this is associated with finer chips with break off serrations.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».