圆柱螺纹孔少干涉螺旋铣削方法及其刀具设计

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1、学校代码10530学号201510161657分类号TH161密级公开硕士学位论文圆柱螺纹孔少干涉螺旋铣削方法及其刀具设计学位申请人谭兆指导教师胡自化教授学院名称机械工程学院学科专业机械工程研究方向数字化设计与制造二○一八年六月六日ResearchonLess-Interference-BasedSpiralMillingMethodandIt’sToolDesignforThreadedCylindricalHolesCandidateTanZhaoSupervisorProf.HuZihuaCollegeSchoolofMechanicalEngi

2、neeringProgramMechanicalEngineeringSpecializationDigitalDesignandManufacturingDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJun6th,2018湘潭大学硕士学位论文摘要摘要螺纹联接作为一种很常见的联接方式，使用范围广，常用于联接紧固件和结构件，其加工质量的优劣直接影响到螺纹产品的使用寿命。目前，伴随着数控技术及装备的迅速发展，螺纹铣削已成为一种高效的螺纹加工方法，但在螺纹精密铣削加工过程中，由于螺纹铣刀结构

3、十分复杂，其牙型轮廓包络面与公称螺纹螺旋曲面无法完全一致，因而无法避免产生加工干涉，因此如何优化螺纹铣刀轮廓以减少螺纹铣削加工干涉已成为近年来螺纹铣削加工技术中的热点研究问题。为此，本文运用螺纹铣刀牙型轮廓生成原理和螺纹铣削原理，分析了螺纹加工干涉机理，建立螺纹铣削加工干涉理论模型，构建了螺纹铣刀轮廓优化模型，并基于MATLAB进行编程、计算以及分析，最后通过VERICUT螺纹铣削仿真以及数控螺纹铣削实验对所建立的加工干涉模型和铣刀牙型优化模型进行验证，具体研究工作内容如下：1)圆柱螺纹孔铣削加工干涉的分析。研究圆柱螺纹孔铣削原理及运动特性，分析圆柱螺

4、纹孔铣削加工干涉产生的原因，并将圆柱螺纹孔铣削过程参数化分析，建立圆柱螺纹孔铣削加工干涉理论模型。2)圆柱螺纹铣刀牙型轮廓的优化。基于圆柱螺纹铣刀牙型轮廓生成原理和加工干涉机理，依据1)建立的圆柱螺纹孔加工干涉理论模型，建立圆柱螺纹铣刀牙型轮廓优化模型，利用MATLAB软件编制相应的程序，对所建立加工干涉理论模型和牙型优化模型进行初步验证，并完成圆柱螺纹铣刀牙型的优化设计。3)圆柱螺纹孔铣削加工仿真与铣削实验的研究。首先采用数控加工仿真软件VERICUT，对圆柱螺纹孔进行虚拟铣削加工仿真，分析刀具牙型优化前后的加工干涉程度和验证螺纹铣刀牙型轮廓优化模型

5、的正确性，并通过三轴数控铣削加工实验进一步验证圆柱螺纹孔少干涉铣削方法的有效性和实用性。综上，本文的研究为减少圆柱螺纹孔铣削加工干涉，加快促进圆柱螺纹孔精密铣削加工技术发展和应用提供了科学依据。关键词：圆柱螺纹孔；少干涉；螺旋铣削；螺纹铣刀牙型优化I湘潭大学硕士学位论文AbstractAbstractAsoneofthecommonconnectionmethods,threadedconnectioniswidelyused,whichiscommonlyusedtoconnectkeyfastenersandstructuralparts.Theq

6、ualityofitsprocessingdirectlyaffectstheservicelifeofthreadedproducts.Atpresent,withtheincreasinglydevelopmentofNCtechnologyandequipment,threadmillinghasbecomeanefficientthreadprocessingmethod.However,intheprocessofprecisionmillingofthread,becausethestructureofthethreadmillingcut

7、terisverycomplex,theenvelopesurfaceofthetoothprofiledoesnotconformtothenominalscrewspiralcurvedsurface,soitcannotavoidtheprocessinginterference.Therefore,howtooptimizethecontourofthethreadmillingcuttertoreducetheinterferenceofthethreadmillinghasbecomeHotspotsofthethreadmillingte

8、chnologyinrecentyears.Therefore,basedontheprinc