行星滚柱丝杠螺纹的硬态车削加工技术研究

《行星滚柱丝杠螺纹的硬态车削加工技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文行星滚柱丝杠螺纹的硬态车削加工技术研究StudyonHardTurningTechnologyofPlanetRollerScrewThread陈晖哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TH162学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工程硕士学位论文行星滚柱丝杠螺纹的硬态车削加工技术研究硕士研究生：陈晖导师：郝明晖教授申请学位：工程硕士学科、专业：机械工程所在单位：机电工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TH162U.D

2、.C.:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringStudyonHardTurningTechnologyofPlanetRollerScrewThreadCandidate：ChenHuiSupervisor：Prof.HaoMinghuiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MechanicalEngineeringAffiliation:SchoolofMechatronicsEng

3、.DateofDefence：June,2018DegreeConferringInstitution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要行星滚柱丝杠是一种精密的传动机构，可以将丝杆的旋转运动转化为螺母的直线运动，具有结构尺寸小、承载能力大、传动精度高等优点，被广泛应用于民用市场与军工领域。然而，国内精密螺纹部件的加工制造仍面临许多技术难题，精密行星滚柱丝杠多依赖于进口，限制了我国传动装备的发展。因此，本文利用硬态车削技术加工螺纹副，分析螺纹加工过程的相关机理，建立有限元模型，并

4、对切削艺参数进行优化，分析加工系统的动力学特性，为高质量行星滚柱丝杠的加工制造提供理论支持。根据螺纹车削过程产生的排屑干涉现象，将车刀划分为单元刀具模型，利用最小能量法建立主切削力的数学公式；分析了不同的进刀方式与进刀量分配法对螺纹车削的影响；基于有限元分析理论，选择前处理中的求解方法与参数，建立了螺纹硬态车削的仿真模型。通过有限元软件DEFORM进行运算，采用单因素分析法，探究切削参数与刀具几何参数对切削力、切削温度与刀具磨损的影响规律，并分析相关机理；通过丝杆的车削试验，验证仿真结果的正确性；建立已磨损

5、刀具模型，分析磨损量对螺纹车削加工的影响，对比不同的进刀量分配方法，得出材料去除率的改善法更适合螺纹的硬态车削加工。基于仿真数据，利用线性回归分析法建立相关经验公式；选择刀具使用寿命、加工效率与表面粗糙度为目标函数，考虑机床性能、工件质量、刀具使用等方面的约束条件；通过层次分析法分配权重系数与求解分目标函数的最优值，建立总目标函数；运用MATLAB遗传算法程序进行优化求解。运用ANSYSWorkbench对滚柱、丝杆、螺母与螺纹刀具进行模态分析，解得各阶的固有频率与振动形态，分析螺纹深度变化对结构模态的影响

6、；基于模态分析的结果，对各零部件进行谐响应分析，得到螺纹加工过程中不同位置的位移响应曲线，对比不同刚度对结构动态刚度与振动位移的影响情况。关键词：丝杆螺纹加工；排屑干涉；车削有限元仿真；多目标优化；动力学分析IAbstractAbstractPlanetaryrollerscrewisakindofprecisetransmissionmechanism,whichcanconverttherotationalmovementofthescrewrodintothelinearmovementofthenu

7、t.Ithastheadvantagesofsmallstructuresize,largebearingcapacity,hightransmissionprecision,etc.Itiswidelyusedincivilmarketandmilitaryindustry.in.However,theprocessingandmanufacturingofprecisionthreadedpartsinChinastillfacemanytechnicalproblems.Precisionplanet

8、aryrollerscrewsreliedonimportstolimitthedevelopmentoftransmissionequipmentinChina.Therefore,thispaperusesthehardturningtechnologytoprocessthethreadpair,analyzestherelevantmechanismofthethreadprocessingprocess