基于過程監(jiān)測的滾珠絲杠硬旋銑關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、本文研究了滾珠絲杠螺紋硬旋銑工藝的成形過程和加工過程監(jiān)測技術(shù)及其在工藝優(yōu)化與預報中的應用，解決了硬旋銑加工淬硬GCr15滾珠絲杠螺紋的刀具幾何設計、裝刀設計、刀具材料優(yōu)選、刀具破損預報、加工精度預報等關(guān)鍵技術(shù)，為實現(xiàn)硬旋銑工藝的高效高精加工，以及在線監(jiān)控和智能制造提供了有力的技術(shù)支撐。
　　首先，分析了硬旋銑加工中旋銑圓直徑、螺紋牙型參數(shù)、刀盤安裝角對滾珠絲杠螺紋滾道成形精度的影響，提出了基于共軛曲面接觸線理論的控制滾珠絲杠滾道廓

2、形精度的刀具設計及裝刀設計方法。通過硬旋銑切削層參數(shù)的幾何解析，分析并驗證了硬旋銑螺紋滾道兩側(cè)面的表面完整性，以及刀具切削刃不同位置的工作狀態(tài)，明確了刀具切入破損的發(fā)生位置，為硬旋銑刀具性能的改進奠定了基礎。
　　其次，使用電壓型三向壓電式力傳感器研制了一套硬旋銑刀齒切削力測試系統(tǒng)，建立并驗證了基于剪切效應和犁切效應的硬旋銑刀齒切削力預報模型，通過硬旋銑刀齒切削力的分析，明確了硬旋銑刀具切出破損的發(fā)生位置。利用開放式數(shù)控系統(tǒng)的OP

3、C通信技術(shù)開發(fā)了一款用于硬旋銑過程監(jiān)測的機床狀態(tài)信息訪問軟件，為工藝過程監(jiān)測與預報提供了重要的技術(shù)手段。
　　再次，通過硬旋銑加工過程中伺服電機輸出位移的監(jiān)測，討論了機床運動誤差的評價方法和數(shù)據(jù)處理方法，揭示了工件轉(zhuǎn)速對硬旋銑機床勻速段速度波動誤差的線性影響規(guī)律。通過跟刀架驅(qū)動電機輸出力矩的監(jiān)測，給出了工件夾緊系數(shù)的合理取值。通過硬旋銑刀齒切削力的監(jiān)測，檢驗了硬旋銑工具系統(tǒng)的剛度，明確了硬旋銑工藝的切削振動類型。通過切削力回歸方程

4、的建立，給出了利用切削用量控制硬旋銑切削振動的措施。
　　然后，通過不同刀具材料和刀具刃口的PCBN刀具硬旋銑對比切削試驗，研究了硬旋銑刀具的失效形式和抗磨損特性，明確了硬旋銑刀具的主要刃口磨損位置，給出了適合硬旋銑加工的PCBN刀具材料和刀具刃口設計，并給出了加工不同精度等級滾珠絲杠的刀具切削用量推薦值。利用數(shù)控系統(tǒng)中伺服電機電流環(huán)的監(jiān)測信號，提出了一種預報硬旋銑刀具破損的方法。
　　最后，分析并明確了影響硬旋銑滾珠絲杠行