在反劫持救援和国防安全中,为对犯罪份子进行实时监控,公安武警需要一种设备可以高效低噪音地在墙体上秘密钻孔,以便采取下一步措施;并且由于缺少高效率低噪音钻孔工具,居民装修时电钻等工具发出的高噪音也严重影响到居民的正常生活。因此,为解决该类问题,在省军民结合专项资金的资助下,研制了一种高低频复合振动钻孔设备,并进行初步研究。主要研究内容如下:1.基于振动钻削机理,在已有旋转超声钻孔设备的基础上增加沿钻孔方向的低频振动形式,设计了高低频复合振动钻孔设备,为新设备的动力学研究和实验研究奠定了基础。2.进行振动测试实验探究设备的主要性能参数;对设备进行模型简化,研究系统的动力学特性;通过动力学分析及ADAMS仿真,为实验平台的搭建及实验研究提供了理论支撑。3.以黏土砖为实验材料,进行了不同条件下的钻孔实验。首先研究了激振频率、刀具转速和静压力对钻孔效率的影响,结果表明钻孔效率随激振频率和刀具转速的增加而提高,且钻孔时存在最佳静压力值;其次通过采集分析不同条件下的噪声,探究设备的噪声水平及来源;最后通过对钻屑、工作状态下的振幅、加速度信号进行采集分析,得出高低频复合振动钻孔的钻孔排屑原理—超声振动起加工作用,负责将工件表面破碎成颗粒,低频振动起促进排屑的作用,负责将颗粒快速输送离开破碎区。通过以上实验证明将高低频复合振动这一原理用于低噪音钻孔的可行性。