【摘要】：為結(jié)合高效硬態(tài)切削及高精研磨工藝以制造高品質(zhì)絲杠,對(duì)絲杠滾道高速硬態(tài)旋銑及滾道研磨工藝進(jìn)行研究。為探究絲杠旋銑工藝,對(duì)絲杠滾道高效硬態(tài)切削建立一次及二次仿真模型并分析了不同切削參數(shù)對(duì)加工的影響。為探究絲杠研磨工藝,對(duì)基于自制研磨工裝的絲杠滾道研磨工藝進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)及分析,再通過正交研磨試驗(yàn)優(yōu)化研磨參數(shù),最后對(duì)旋銑絲杠進(jìn)行研磨試驗(yàn),為高品質(zhì)絲杠加工提供了一定借鑒意義。對(duì)絲杠滾道高效硬態(tài)切削過程建立有限元仿真模型并進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。進(jìn)而分析了不同切削速度、切削深度和刀具前角對(duì)切削力、Mises應(yīng)力、PEEQ、切削溫度和殘余應(yīng)力的影響。鑒于絲杠滾道旋銑為斷續(xù)切削,進(jìn)一步建立二次切削仿真模型,結(jié)果表明若第一次切削殘留的應(yīng)力場或溫度場越大,則二次切削時(shí)切削力越小,切削溫度越大。此外,建立鋸齒切屑仿真模型,分析表明淬硬軸承鋼GCr15的鋸齒切屑由絕熱剪切帶造成。對(duì)絲杠滾道研磨工藝進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證與分析。分別檢測了研磨前后行程誤差、絲杠齒型半徑、滾道表面殘余應(yīng)力、粗糙度、表面微觀形貌及金相組織的變化。結(jié)果表明,研磨后絲杠行程誤差得到改善,滾道表面粗糙度Ra保持較小量值,齒型半徑及表面微觀形貌發(fā)生改變,滾道表面殘余壓應(yīng)力增大2～3倍,有利于絲杠疲勞壽命。進(jìn)一步分析表明殘余壓應(yīng)力增大原因在于磨粒對(duì)滾道表面的塑性變形作用。對(duì)絲杠研磨工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。通過正交試驗(yàn)研究研磨摩擦力矩、研磨轉(zhuǎn)速、磨粒大小及研磨時(shí)間對(duì)絲杠行程誤差、滾道表面殘余應(yīng)力及表面粗糙度的影響程度。以綜合平衡法及綜合評(píng)分法確定優(yōu)參數(shù)組合,并通過驗(yàn)證試驗(yàn)驗(yàn)證了優(yōu)組合參數(shù)的有效性。最后以優(yōu)參數(shù)組合對(duì)前期采用高速硬態(tài)旋銑的絲杠進(jìn)行研磨試驗(yàn),結(jié)果表明絲杠行程誤差及滾道表面殘余應(yīng)力得到顯著改善。
【圖文】：

圖２．１絲杠滾道旋銑二維簡化圖

邐高品質(zhì)絲杠高效硬態(tài)切削和滾道表面高精研磨工藝優(yōu)化逡逑圖２．３有限元模型網(wǎng)格劃分逡逑２．３有限元模型試驗(yàn)驗(yàn)證逡逑為驗(yàn)證有限元模型的正確性，需進(jìn)行滾珠絲杠旋風(fēng)銑削試驗(yàn)驗(yàn)證。有限元模型及旋逡逑風(fēng)銑削試驗(yàn)的加工切削參數(shù)如下：切削速度為３．３３ｍ／ｓ，ＰＣＢＮ刀具前角為－７°邋，后角為逡逑５°，最大厚度／１？＾為０．０８１１１１１１。如圖２．４所示，采用Ｋｉｓｔｌｅｒ９６０２Ａ３力傳感器檢測旋銑逡逑試驗(yàn)中的切削力，，傳感器所得切削力信號(hào)通過Ｐｒｏｓｉｇ８０２０數(shù)據(jù)采集卡采集，輸入上位機(jī)逡逑并保存。試驗(yàn)所得切向力與法向力如圖２．５所示，可見旋銑時(shí)單次切削時(shí)間短，每次切逡逑削時(shí)切削力均出現(xiàn)一個(gè)峰值，該峰值即為同等加工參數(shù)下切削仿真模型對(duì)應(yīng)的切削力。逡逑統(tǒng)計(jì)各峰值及峰值出現(xiàn)時(shí)間，計(jì)算其平均值，如表２．５所示。逡逑｜＾＾９｜—Ｈ力傳感器逡逑丨灥ｇ集卡逡逑■ＨＨ邋＾逡逑圖２．４滾道旋銑驗(yàn)證試驗(yàn)示意圖逡逑１６０－１邐５０逡逑１４°＇邐４０－逡逑１２０逡逑＿邐１００－邐＿邐３０－逡逑＾邐８０－邐＾逡逑？Ｒ邐－Ｒ邐２０－逡逑運(yùn)邐６０．邐Ｓ逡逑。４０邐l掑危保埃義希玻埃у危埃危省桑義

本文編號(hào)：2676069