大螺距螺桿精車削過程瞬時(shí)切削力的預(yù)測研究.pdf

1、高進(jìn)給切削在以大螺距螺桿為代表的大型裝備關(guān)鍵零部件高效切削加工中應(yīng)用廣泛。企業(yè)生產(chǎn)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(qiáng)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(qiáng)烈振動，無法完成大螺距螺桿長行程的高品質(zhì)加工。而在大螺距螺桿加工中瞬時(shí)的切削力是評價(jià)加工工藝的基礎(chǔ)和決定螺桿工作面質(zhì)量的主要因素。
　　本文從機(jī)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(shí)振動分解為機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)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(shí)切削力進(jìn)行了預(yù)測研究。
　　首先，對大螺距螺桿加工系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)劃分，確定機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)-刀具中影響刀尖點(diǎn)振動的結(jié)合面。利用RCSA將機(jī)床刀具-進(jìn)給系統(tǒng)所劃分的子結(jié)構(gòu)進(jìn)行耦合，得到機(jī)床未切削時(shí)機(jī)床自身結(jié)構(gòu)對刀尖點(diǎn)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(shí)切削力。通過MATLAB軟件對得到的

3、左、右瞬時(shí)切削力進(jìn)行函數(shù)擬合，構(gòu)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(xué)的計(jì)算方法得到理論切削力作用下的大螺距螺桿左、右切削時(shí)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(shí)際切削中軸向去除量的瞬時(shí)變化。最后建立了大螺距螺桿在實(shí)際精加工過程中左、右瞬時(shí)切削力方程。
　　最后，為驗(yàn)證所建立的大螺距精加工過程中左、右瞬時(shí)切削力方法的準(zhǔn)確性。對不同材料、不同螺距、不同外徑

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