基于過(guò)程監(jiān)測(cè)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(guò)程和加工過(guò)程監(jiān)測(cè)技術(shù)及其在工藝優(yōu)化與預(yù)報(bào)中的應(yīng)用，解決了硬旋銑加工淬硬GCr15滾珠絲杠螺紋的刀具幾何設(shè)計(jì)、裝刀設(shè)計(jì)、刀具材料優(yōu)選、刀具破損預(yù)報(bào)、加工精度預(yù)報(bào)等關(guān)鍵技術(shù)，為實(shí)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(duì)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(shè)計(jì)及裝刀設(shè)計(jì)方法。通過(guò)硬旋銑切削層參數(shù)的幾何解析，分析并驗(yàn)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(jìn)奠定了基礎(chǔ)。
　　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(cè)試系統(tǒng)，建立并驗(yàn)證了基于剪切效應(yīng)和犁切效應(yīng)的硬旋銑刀齒切削力預(yù)報(bào)模型，通過(guò)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(guò)程監(jiān)測(cè)的機(jī)床狀態(tài)信息訪問(wèn)軟件，為工藝過(guò)程監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)提供了重要的技術(shù)手段。
　　再次，通過(guò)硬旋銑加工過(guò)程中伺服電機(jī)輸出位移的監(jiān)測(cè)，討論了機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差的評(píng)價(jià)方法和數(shù)據(jù)處理方法，揭示了工件轉(zhuǎn)速對(duì)硬旋銑機(jī)床勻速段速度波動(dòng)誤差的線性影響規(guī)律。通過(guò)跟刀架驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出力矩的監(jiān)測(cè)，給出了工件夾緊系數(shù)的合理取值。通過(guò)硬旋銑刀齒切削力的監(jiān)測(cè)，檢驗(yàn)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(dòng)類型。通過(guò)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(dòng)的措施。
　　然后，通過(guò)不同刀具材料和刀具刃口的PCBN刀具硬旋銑對(duì)比切削試驗(yàn)，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(shè)計(jì)，并給出了加工不同精度等級(jí)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(jī)電流環(huán)的監(jiān)測(cè)信號(hào)，提出了一種預(yù)報(bào)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