低频振动攻丝控制与数据采集及参数匹配系统研究

摘要

振动攻丝作为一种新型的工艺方法，具有降低攻丝扭矩、提高螺纹加工质量、延长丝锥寿命等效果，在解决难加工材料的小直径内螺纹的攻丝质量有着很好的应用前景。其优良的工艺效果得到国内外学者的普遍认可，已成为振动切削技术的重要组成部分。目前，振动攻丝技术还没有推广应用，其最佳工艺参数组合成为实用性的关键因素。本课题针对这一问题，采用步进电机作为振源和攻丝力源，设计了低频振动攻丝控制与数据采集及参数匹配系统。 在分析振动攻丝的攻丝效率和攻丝质量的影响因素的基础上，确立了振动频率、切削速度和正反转比例为振动攻丝的基本工艺参数组。运用自行设计的振动攻丝控制与数据采集系统，选择有代表性的材料进行攻丝试验，采集攻丝扭矩值并分析基本工艺参数组与攻丝扭矩之间的关系。运用MATLAB神经网络工具箱建立试验材料的基本工艺参数组与攻丝扭矩的关系模型，证明了该模型用于攻丝扭矩值预测的可行性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1前言

1.2振动攻丝的发展和研究概况

1.2.1振动攻丝技术国外研究状况

1.2.2振动攻丝技术国内研究状况

1.2.3振动攻丝研究存在的问题

1.3本课题的主要内容和关键技术

第二章振动攻丝机理的简介

2.1低频振动攻丝的运动特点及切削扭矩特性

2.1.1振动攻丝的运动特点

2.1.2振动攻丝切削扭矩特性

2.2低频振动攻丝丝锥扭转变形简介

2.4本章小结

第三章低频振动攻丝试验系统的设计

3.1系统概述

3.2动力和传动单元

3.2.1动力单元

3.2.2传动单元

3.3扭矩传感器

3.4微机控制单元

3.4.1显示单元

3.4.2脉冲发生器

3.4.3模数转换单元

3.4.4数据通讯单元

3.4.5控制软件设计单元

3.5本章小结

第四章试验数据分析与参数匹配系统设计

4.1试验条件的确定

4.1.1试验方法

4.1.2试验材料的选择

4.1.3试验参数范围的确定

4.1.4试验试样的准备

4.2振动攻丝的试验数据分析

4.2.1正反转比例参数对振动攻丝扭矩的影响

4.2.2切削速度参数对振动攻丝扭矩的影响

4.2.3振动频率参数对振动攻丝扭矩的影响

4.3振动攻丝参数匹配系统设计

4.3.1 工艺参数与攻丝扭矩的神经网络分析法

4.3.2振动攻丝扭矩预测模块及仿真

4.4本章小结

第五章结论

5.1总结

5.2展望

参考文献

攻读硕士研究生期间发表的论文

致谢

附录A