《大型螺紋高速硬旋銑動態回響特性及精密成形工藝研究》是依託南京理工大學，由王禹林擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：大型螺紋高速硬旋銑動態回響特性及精密成形工藝研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王禹林
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
大型螺紋高速硬旋銑精密成形技術具有多運動耦合多刀具漸進成形、時變斷續衝擊硬態切削，以及多點支撐變約束等特點，其在運動幾何成形機理、物理切削特性和工件定位裝夾技術等方面與普通切削方式有著明顯區別。本項目將緊密結合旋銑技術和加工對象的特殊性，同時從螺紋滾道旋銑幾何成形過程、物理切削過程和刀具工件系統動態性能三方面開展工作，建立滾道表面粗糙度的預測模型、螺紋高速硬旋銑的物理行為仿真模型和系統的動力學模型，研究螺紋滾道表面成形機理、刀具工件系統動力學回響，以及大型工件變支撐跟隨裝夾技術，並結合實驗最終揭示旋銑加工及支撐裝夾工藝對大型螺紋硬旋銑精密成形質量的影響規律。在（雙）圓弧螺紋滾道的粗糙度預測及時變斷續激勵下的多點變約束系統動力學分析等方面具有重要理論研究價值，研究成果將為高品質螺紋高效旋銑加工提供理論指導，為國產大型螺紋硬旋銑加工裝備的增效和性能升級提供技術支持，具有實際的套用前景。
結題摘要
大型螺紋傳動件是制約我國精密工具機等行業發展的瓶頸，高效優質的螺紋旋銑技術是解決大型螺紋批量生產的核心前沿工藝。本項目緊密結合大型螺紋加工對象和硬態旋風銑削技術的特殊性，分別從以下三個方面開展研究：1、針對螺紋滾道旋銑多自由度耦合運動成形的特點，分析了多把刀具的漸進成形加工軌跡，研究了螺紋旋銑幾何成形機理，並以雙圓弧螺紋滾道為例，建立了基於螺紋旋風銑削振動的表面形貌理論預測模型和基於實驗的表面粗糙度預測模型；2、針對多把刀具漸進成形斷續切削的特點，建立了2D正交切削模型，仿真了其二次切削的物理行為過程，同時針對螺紋的幾何特徵，建立了螺紋高速硬旋銑的3D物理行為仿真模型，研究了動態切削力以及切屑的形成；此外，對大型螺紋旋風銑床的關鍵零部件及整機進行了靜/動/熱態多物理場耦合仿真及最佳化；3、針對高速硬旋銑絲槓時存在的時變斷續激勵和多點變支撐動態夾持特點，同時考慮工件的自轉，建立了大型螺紋旋銑系統的動力學模型，對工件系統的動態回響展開研究，並針對大型螺紋工件全長上不同加工位置和約束工況下的振動和動態變形量進行了分析。最後，基於上述所建的各理論和仿真模型，並結合大型螺紋硬態旋風銑削實驗，研究了高速硬旋銑加工工藝參數以及支撐裝夾工藝參數對加工過程中的振動和切削力等，以及加工後的工件表面完整性指標的影響規律。其中，在雙圓弧螺紋滾道的粗糙度預測及時變斷續激勵下的多點變約束系統動力學分析等方面的研究成果具有重要的理論參考價值，相關成果將為大型螺紋高效旋銑加工提供理論指導，為國產大型螺紋硬旋銑加工裝備的增效和性能升級提供技術支持，具有實際的套用前景。
