大螺距螺桿精車削過程瞬時切削力的預測研究.pdf

1、高進給切削在以大螺距螺桿為代表的大型裝備關鍵零部件高效切削加工中應用廣泛。企業(yè)生產中采用中、小螺距工藝，在加工過程中因軸向長度大、切削載荷突變、強烈震動引起刀具磨損、破損、服役性能劣化和加工工藝系統(tǒng)的強烈振動，無法完成大螺距螺桿長行程的高品質加工。而在大螺距螺桿加工中瞬時的切削力是評價加工工藝的基礎和決定螺桿工作面質量的主要因素。
　　本文從機床加工系統(tǒng)角度出發(fā)，將大螺距精螺桿加工過程刀具的瞬時振動分解為機床進給系統(tǒng)自身結構對刀具

2、振動的影響和理論切削力作用下對刀具振動的影響。對車削大螺距螺桿精加工過程左、右瞬時切削力進行了預測研究。
　　首先，對大螺距螺桿加工系統(tǒng)進行結構劃分，確定機床進給系統(tǒng)-刀具中影響刀尖點振動的結合面。利用RCSA將機床刀具-進給系統(tǒng)所劃分的子結構進行耦合，得到機床未切削時機床自身結構對刀尖點振動的影響。
　　其次，利用Deform仿真軟件得到大螺距螺桿在精加工過程中不同軸向去除量的左、右瞬時切削力。通過MATLAB軟件對得到的

3、左、右瞬時切削力進行函數(shù)擬合，構建大螺距螺桿精加工過程中左、右理論切削力方程。
　　然后，利用懸臂梁模型和理論論學的計算方法得到理論切削力作用下的大螺距螺桿左、右切削時的刀具振動。根據(jù)對所建立的左、右切削層參數(shù)模型的分析，得到車刀在實際切削中軸向去除量的瞬時變化。最后建立了大螺距螺桿在實際精加工過程中左、右瞬時切削力方程。
　　最后，為驗證所建立的大螺距精加工過程中左、右瞬時切削力方法的準確性。對不同材料、不同螺距、不同外徑

4、的大螺距螺桿進行了精加工車削實驗驗證。以其中兩組切削參數(shù)為例，將獲得的左、右瞬時切削力數(shù)據(jù)與預測的左、右瞬時切削力數(shù)據(jù)進行比較。對比的結果表明:所建立的大螺距螺桿精加工過程中左、右瞬時切削力公式的數(shù)值與車削實驗獲得的數(shù)值誤差值較小。從而驗證了所建立的大螺距螺桿精加工過程中瞬時切削力方法的準確性。
　　本文經過對大螺距螺桿精加工過程中左、右瞬時切削力預測分析及研究，為大螺距螺桿加工過程中分析工件表面質量和刀具磨損的研究提供了基礎，同