【摘要】：大型螺紋硬態(tài)旋風銑削加工技術具有工件多點變浮動支撐約束、隨動抱緊裝置動態(tài)夾持、銑刀盤超長距離移動、多刀具周期性斷續(xù)漸進成型切削等特點,使得螺紋工件系統(tǒng)動態(tài)響應、切削特性以及螺紋滾道表面粗糙度等,都與普通切削方式有著明顯區(qū)別。為實現(xiàn)對大型螺紋硬旋銑過程的優(yōu)化控制和進一步提高大型螺紋全長的加工質量,本課題以大型螺紋數(shù)控旋風銑床為研究對象,分別從工件系統(tǒng)動態(tài)響應以及螺紋滾道表面粗糙度方面進行研究。首先開展了大型螺紋硬旋銑工藝參數(shù)試驗,對切削力、振動和螺紋滾道表面輪廓形貌進行了分析,然后提取了其相應的特征值,研究了各主要切削工藝參數(shù)和多點變支撐裝夾約束對銑削工件系統(tǒng)的動態(tài)響應和螺紋滾道表面粗糙度的影響規(guī)律以及影響程度,提出了優(yōu)化的切削工藝參數(shù)組合。其次依據(jù)瑞利梁理論和模態(tài)形函數(shù)法建立了硬旋銑大型螺紋工件系統(tǒng)動力學模型,并考慮到螺紋工件自轉、卡盤-頂尖邊界條件和切削力沿軸向移動的特點,研究了浮動支撐個數(shù)、間隔距離以及隨動抱緊裝置抱緊剛度對切削點處動態(tài)響應的影響和多點變約束下螺紋全長的動態(tài)響應,進而優(yōu)化多點變浮動支撐裝夾約束條件,進一步提高硬旋銑大型螺紋全長的加工質量。最后采用回歸方法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡方法建立了基于工藝參數(shù)的表面粗糙度和振動預測模型,從而實現(xiàn)對大型螺紋硬旋銑過程中的表面粗糙度和振動的優(yōu)化控制,有助于指導實際生產(chǎn),減少廢品的出現(xiàn),提高經(jīng)濟效益。
[Abstract]:The technology of heavy thread hard state whirlwind milling is characterized by multi-point variable floating support constraint of workpiece, dynamic clamping of follower and clamping device, super-long distance movement of milling cutter disc, periodic incremental cutting of multi-cutting tools, and so on. The dynamic response of the thread workpiece system, cutting characteristics and surface roughness of the thread raceway are obviously different from the common cutting methods. In order to realize the optimization control of large screw thread hard rotary milling process and further improve the processing quality of large thread length, this subject takes the large-scale thread numerical control whirlwind milling machine as the research object. The dynamic response of the workpiece system and the surface roughness of the thread raceway are studied respectively. In this paper, the cutting force, vibration and surface profile of the thread raceway are analyzed, and the corresponding characteristic values are extracted. The effects of main cutting parameters and multi-point variable support clamping constraints on the dynamic response of milling workpiece system and the surface roughness of thread raceway are studied. The optimized cutting process parameter combination is proposed. Secondly, according to Rayleigh beam theory and modal shape function method, the dynamic model of hard rotary milling large-scale screw parts is established, and the characteristics of rotation of thread workpiece, chuck center boundary condition and cutting force moving along axial direction are considered. The effects of the number of floating support, the distance between the floating support and the clamping stiffness of the follower on the dynamic response at the cutting point and the dynamic response of the thread length under the multi-point variable constraint are studied, and the constraint conditions of the multi-point variable floating support clamping are optimized. Further improve the machining quality of the full length of hard rotary milling large thread. Finally, a prediction model of surface roughness and vibration based on process parameters is established by using regression method and BP neural network method, which realizes the optimal control of surface roughness and vibration in the process of hard rotary milling of large screw threads. It is helpful to guide actual production, reduce the appearance of waste products and improve economic efficiency.
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG62

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本文編號：2322551