[发明专利]一种大螺距螺纹加工表面形貌仿真方法与车削工艺评价方法

说明书

本发明涉及一种大螺距螺纹加工表面形貌仿真方法与车削工艺评价方法，属于机械加工术技术领域，大螺距螺纹作为压力机、重型铣镗床中的重要调整组件，其螺纹加工表面形貌沿轴向分布一致性严重影响整机的工作精度，对大螺距螺纹车削工艺提出了较高要求。大型螺纹在实际加工中，其成品件不允许采用破坏螺纹的方式进行检测，大螺距螺纹加工表面形貌的在机提取与检测存在困难，需要通过加工表面形貌仿真分析对车削工艺进行评价。本发明针对加工表面形貌沿轴向分布的变化特性，提出单螺纹面和多螺纹面加工表面形貌及其一致性评价方法，该方法可有效识别满足高加工表面质量要求的刀具磨损和振动特性及刀具使用寿命，提出大螺距螺纹车削工艺评价方法。

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种大螺距螺纹加工表面形貌仿真方法与车削工艺评价方法。

背景技术

大螺距螺纹作为压力机、重型铣镗床中的重要调整组件，起到传递运动和力的作用，其加工表面形貌呈现多变状态，导致螺纹面不同部位接触状态不同，螺纹面磨损不均匀性严重，传动精度和传动稳定性下降，严重影响整机工作精度，因此，对大螺距螺纹加工表面形貌提出了很高要求。目前对大螺距螺纹加工表面形貌的研究较少，由于大螺距螺纹特殊的工作状态，其加工表面形貌的研究与静态接触面的加工表面形貌研究有所不同，大螺距螺纹工作时，左右螺纹面均处于接触状态，因此，除考虑局部加工表面形貌外，还必须考虑单个螺纹面和左右螺纹面之间的加工表面形貌分布一致性。

大螺距螺纹加工表面形貌检测过程复杂，通过破坏螺纹进行加工表面形貌检测的方法成本较高，因此，通过仿真方法进行大螺距螺纹加工表面形貌的研究是一种可行的方法。大螺距螺纹车削时，由于刀杆长、刀具刚度低、切削力大，切削时振动较为剧烈；在载荷较大、切削温度较高时，切削刃磨损严重，切削刃刃形保持性差，进行仿真分析时，需要考虑切削过程中的刀具磨损、刀具与工件相对振动对加工表面形貌的影响。以往对加工表面形貌的仿真，多数为平面加工表面形貌的仿真，忽略了曲面的曲率特征对加工表面形貌的影响，同时，忽略了刀具磨损、刀具与工件相对振动对加工表面形貌沿工件轴向分布特性的影响，加工表面形貌仿真模型的准确性有待提高。

大螺距螺纹对加工表面形貌沿轴向分布一致性的要求，对大螺距螺纹车削工艺提出了较高要求。已有的大螺距螺纹车削工艺评价方法，只考虑加工表面形貌指标水平，如加工表面粗糙度、加工表面残留高度等，无法保证大螺距螺纹左右螺纹面加工表面形貌沿轴向分布的一致性，大螺距螺纹车削工艺评价方法有待进一步研究。

本项发明针对大螺距螺纹切削刃磨损特性，提出刀具切削刃磨损后的刃形表征方法；针对刀具磨损、刀具与工件相对振动对加工表面形貌的影响，提出刀具磨损、刀具与工件相对振动对加工表面形貌影响的表征方法，进而提出刀具磨损和刀具与工件相对振动影响下的大螺距螺纹加工表面形貌仿真方法及大螺距螺纹加工表面形貌仿真结果的验证方法；为提高大螺距螺纹加工表面形貌沿轴向分布的一致性，提出加工表面形貌分布一致性表征与评价方法及大螺距螺纹车削工艺评价方法。

发明内容

本发明克服了上述现有技术的不足，提供了一种大螺距螺纹加工表面形貌仿真方法与车削工艺评价方法。针对大螺距螺纹切削刃磨损特性，提出刀具切削刃磨损后的刃形表征方法；针对刀具磨损、刀具与工件相对振动对加工表面形貌的影响，提出刀具磨损、刀具与工件相对振动对加工表面形貌影响的表征方法，进而提出刀具磨损和刀具与工件相对振动影响下的大螺距螺纹加工表面形貌仿真方法及大螺距螺纹加工表面形貌仿真模型的验证方法；为提高大螺距螺纹加工表面形貌沿轴向分布的一致性，提出加工表面形貌分布一致性表征与评价方法及大螺距螺纹车削工艺评价方法。

发明技术方案：

大螺距螺纹加工表面形貌仿真方法，包括以下步骤，

步骤一、进行大螺距外螺纹精加工车削实验，提取切削刃刃形磨损量，用以构建切削刃刃形方程，