【正文】 主軸轉(zhuǎn)速振動(dòng)頻率160240320420238286320這種材料在低振動(dòng)頻率下，表面質(zhì)量非常不好，所以我選擇了振動(dòng)頻率在286320的范圍內(nèi)這些螺紋去測量表面粗糙度，從這些數(shù)據(jù)看出，振動(dòng)頻率的逐漸加大，表面粗糙度也越來越小，主軸轉(zhuǎn)速的逐漸增大，表面粗糙度越來越大，而且有時(shí)出現(xiàn)攻不到絲的情況。而在振動(dòng)頻率一定的情況下，隨著的主軸轉(zhuǎn)速的增加，表面粗糙度越來越大。光帶經(jīng)反射后通過觀察顯微鏡物鏡后成像于目鏡分劃板上。評(píng)定表面粗糙度的參數(shù)很多，但是最常用的有Ra,Rq,Rz,Ry等，它們代表的意義是：Ra為輪廓算術(shù)平均偏差：在取樣長度內(nèi)被測輪廓偏距絕對(duì)值之和的算術(shù)平均值。表面形貌的測量越來越引起人們的重視，這是因?yàn)椋? 1）表面微觀形貌在很大程度上決定了零件的使用性能。（3） 請(qǐng)不要在變頻器與負(fù)載之間連接電磁接觸器。（1） 電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，冷卻效果變差。 4）傳動(dòng)比分析（1）搖塊機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比、:　 （2）內(nèi)凸輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比:內(nèi)凸輪副的傳動(dòng)比為:　　 （3）原機(jī)構(gòu)的絕對(duì)輸出速度原機(jī)構(gòu)的絕對(duì)輸出速度,即:　　 .項(xiàng)目內(nèi)容輸出額定輸出電壓200V等級(jí)：三相200~230V可控制恒電壓控制輸出頻率范圍400V等級(jí)：三相380~460V控制功能控制方式~240Hz（KVFR、KVFRP）、440Hz（KVFG）；最高頻率25~240Hz（KVFR、KVFRP）、2500 Hz（KVFZ—H）起動(dòng)頻率全數(shù)字線電壓正弦波PWM控制，10種（KVFR、KVFRP），6種（KVFG）波頻率供選擇輸出頻率分辨率~60Hz可任意設(shè)定頻率設(shè)定分辨率頻率精度數(shù)字設(shè)定輸入：；模擬設(shè)定（外端）輸入：%壓頻比數(shù)字設(shè)定：177。其表達(dá)式可描述為: 運(yùn)動(dòng)分析 運(yùn)動(dòng)分析、(a)所示的滑塊配置形式為例分析機(jī)構(gòu)的輸出角位移、角速度和角加速度。將得到的螺紋孔編號(hào)去測量數(shù)據(jù)，如下表：螺紋規(guī)格材料名稱主軸轉(zhuǎn)速（r/min）振動(dòng)頻率（Hz）M61銅160~42095~320M61Q235160~42095~320M61鋁160~42095~3204 實(shí)驗(yàn)設(shè)備本次實(shí)驗(yàn)使用的振動(dòng)攻絲機(jī)的振源是一個(gè)凸輪搖塊式激振器，下面就將激振器原理分析一下： 組合機(jī)構(gòu)簡圖 傳動(dòng)原理圖內(nèi)凸輪—凸輪滾子—擺桿—系桿—搖塊—輸出臂—6,內(nèi)凸輪搖塊式主軸激振器主要由1內(nèi)凸輪、2凸輪滾子、3擺桿、4系桿、5搖塊、6輸出臂等構(gòu)件組成,按搖塊配置方式不同有兩種傳動(dòng)形式,?？傊捎谜駝?dòng)攻絲可以實(shí)現(xiàn)高精度、低粗糙度、高表面質(zhì)量和高效率的內(nèi)螺紋加工，延長絲錐的使用壽命，尤其在難加工材料上其效果更為明顯。采用振動(dòng)攻絲,使絲錐在螺紋升角方向上振動(dòng),可以較好地解決普通攻絲中存在的問題,為解決小螺紋攻絲、盲孔攻絲以及高精度螺紋攻絲提供了一種新的工藝手段,是一種新穎有效的螺紋加工方法。振動(dòng)攻絲有其特殊性，即絲錐除了常規(guī)攻絲時(shí)的圓周進(jìn)給之外，還要圍繞其中心準(zhǔn)確地沿著螺紋升角方向進(jìn)行振動(dòng)。 普通攻絲和振動(dòng)攻絲過程比較振動(dòng)攻絲的整個(gè)加工過程是連續(xù)的，近似于一種脈動(dòng)切削。切削試驗(yàn)證明,振動(dòng)切削工件表面的耐磨性及耐腐蝕性接近于磨削加工表面。刀具壽命的延長不僅可節(jié)約刀具材料,減少輔助時(shí)間,降低加工成本,提高生產(chǎn)效率,而且有利于保證加工質(zhì)量。振動(dòng)切削的特點(diǎn)使其在改善零件加工表面完整性方面獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。對(duì)振動(dòng)攻絲中扭矩信號(hào)的處理中應(yīng)用小波包分析，以及利用 MATLAB 對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。 并從振動(dòng)理論上進(jìn)一步分析振動(dòng)攻絲的動(dòng)力學(xué)特性。雖然人們已經(jīng)通過單因數(shù)實(shí)驗(yàn)法研究某一個(gè)參數(shù)對(duì)攻絲扭矩、攻絲效果和效率的影響，他們的研究也表明不同的材料、不同的攻絲直徑的最佳振動(dòng)攻絲的工藝參數(shù)組合并不相同。絲錐壽命由原來的根本無法加工，提高到一把絲錐能加工幾十件到上百件；平均攻絲扭矩是普通攻絲的 1/15，螺紋精度得到明顯改善。 surface roughness1 緒 論在金屬切削加工中，螺紋孔的加工遠(yuǎn)比鉆孔、鉸孔和鏜孔等孔加工復(fù)雜。說明鋁在正常的范圍內(nèi)，主軸轉(zhuǎn)速越低，振動(dòng)頻率越高的情況下，攻絲的效果越好。說明銅在正常的范圍內(nèi)，主軸轉(zhuǎn)速越低，振動(dòng)頻率越高的情況下，攻絲的表面質(zhì)量越好。為此尋找一種高效率精密內(nèi)螺紋的加工方法具有很重要的意義。振動(dòng)攻絲作為其中一個(gè)方面便應(yīng)運(yùn)而生。2實(shí)驗(yàn)方案的確定選擇3種常用的材料，分別是銅，Q235，鋁，具體下表1表1材料及螺紋參數(shù)材料名稱螺紋規(guī)格螺紋底孔直徑（mm）銅M615Q235M615鋁M615 本次使用的振動(dòng)攻絲機(jī)有兩個(gè)可變的參數(shù)， 即主軸電機(jī)頻率f1，凸輪電機(jī)頻率f2，對(duì)這兩個(gè)參數(shù)分別做如下表的變化來進(jìn)行振動(dòng)攻絲實(shí)驗(yàn)。而在振動(dòng)頻率一定的情況下，隨著的主軸轉(zhuǎn)速的增加，表面粗糙度越來越大。通過這三種材料的振動(dòng)攻絲實(shí)驗(yàn)，以及數(shù)據(jù)的處理與分析，可以得到一個(gè)共同的結(jié)論，那就是正常的范圍內(nèi)，主軸轉(zhuǎn)速越低，振動(dòng)頻率越高的情況下，攻絲的效果越好。為此尋找一種高效率精密內(nèi)螺紋的加工方法具有很重要的意義。目前還很難對(duì)振動(dòng)切削理論在振動(dòng)切削特別是在振動(dòng)攻絲過程中進(jìn)行準(zhǔn)確的測定，因此還不能構(gòu)成一種統(tǒng)一的理論體系。為了使這一技術(shù)能有效地在生產(chǎn)中發(fā)揮作用，必須進(jìn)一步研究振動(dòng)加工的機(jī)理，優(yōu)化工藝參數(shù)的匹配，以期得到不同切削條件下的最佳切削工藝參數(shù)，使該技術(shù)能夠切實(shí)地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程。因此，依靠傳統(tǒng)的攻絲設(shè)備很難實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須配置能進(jìn)行變參數(shù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)攻絲的自動(dòng)化和智能化。圖2　振動(dòng)切削原理示意圖 振動(dòng)切削原理示意圖振動(dòng)切削通過改變刀具與工件之間的空間—時(shí)間存在條件,從而改變切削加工機(jī)理,達(dá)到降低切削力和切削熱、提高加工質(zhì)量和加工效率的目的。在振動(dòng)切削中,雖然刀刃振動(dòng),但在刀刃與工件接觸并產(chǎn)生切屑的各個(gè)瞬間,刀刃所處位置是保持不變的。特別在超聲振動(dòng)切削時(shí),由于超聲振動(dòng)形成的空化作用,一方面可使切削液均勻乳化,形成均勻一致的乳化液微粒。振動(dòng)攻絲是振動(dòng)切削的一種，是一種先進(jìn)、實(shí)用的工藝方法，它利用專門設(shè)置的振動(dòng)源（一定的振幅、頻率），人為地使刀具相對(duì)于工件產(chǎn)生一種可控的振動(dòng)，整個(gè)攻絲過程連續(xù)有規(guī)律進(jìn)行，而切削區(qū)近似間斷的加工，它改變了傳統(tǒng)加工方式中刀具－工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系和作用性質(zhì)，改變了傳統(tǒng)切削用量使用方式，改變了切削機(jī)理，改善了刀具、工件材料瞬間接觸狀況和切屑形成條件，形成了一種優(yōu)化的切削方法。同時(shí)刀具、切削刃和最新切削區(qū)間斷接觸，使得切削層幾何參數(shù)周期性地發(fā)生變化，較好地解決了斷屑問題。本研究采用工件不動(dòng)，絲錐回轉(zhuǎn)并周期性進(jìn)退的振動(dòng)攻絲方案。2） 切削力、切削扭矩小振動(dòng)攻絲時(shí)，切削速度的大小和方向產(chǎn)生周期性變化，刀具在每一個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)切削時(shí)間短，實(shí)際切削速度高，切屑變形小，同時(shí)也使磨擦系數(shù)大大降低。方案二： 前面的實(shí)驗(yàn)部分和方案一基本一樣，就是在后面的數(shù)據(jù)測量和數(shù)據(jù)處理方面有所不同，本方案是將得到的螺紋孔和標(biāo)準(zhǔn)的表面粗糙度樣板進(jìn)行對(duì)比，得出表面粗糙度的大概范圍。可見,該內(nèi)凸輪搖塊組合機(jī)構(gòu)具有NGW周轉(zhuǎn)輪系的特性。　 1）位移分析,由OGCO封閉矢量三角形列出位置關(guān)系式:　 ，求解得輸出臂6的擺振角位移和擺桿3轉(zhuǎn)動(dòng)中心G到滑塊鉸鏈中心C的距離r分別為: 　　 可以證明:當(dāng)時(shí),。10℃）轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償基底頻率25~240Hz（KVFR、KVFRP）440Hz（KVFG）之間隨意設(shè)定，可選擇恒轉(zhuǎn)矩，減低轉(zhuǎn)矩方式直流制動(dòng)開始頻率（~10Hz），電壓（0~15%）、動(dòng)作時(shí)間（~10秒），可任意設(shè)定過符合電流額定150%1分鐘；KVFRP為120%1分鐘運(yùn)轉(zhuǎn)功能運(yùn)行方式分別正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)；正轉(zhuǎn)—逆轉(zhuǎn)/運(yùn)轉(zhuǎn)—正逆/自保持模式可以任意選擇（在遠(yuǎn)距離操作的場合）停止方式減速停止/自由停止，可選擇頻率設(shè)定操作面板：鍵輸入，面板VR，外接電位器外部模擬信號(hào)：DC4~20mA（250Ω），DC0~10V(100KΩ)加減速時(shí)間和模式~600秒（加速、減速分別設(shè)定）第1/第2加減速時(shí)間（~600秒）之間分別設(shè)定，直線/S型加減速可分別選擇多段速度運(yùn)轉(zhuǎn)最大可設(shè)定7速點(diǎn)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率[1~240Hz（KVFR、KVFRP）、440Hz（KVFG）]之間隨意設(shè)定上限頻率、下限頻率上限頻率（下限頻率~最高頻率）；下限頻率（0~上限頻率）其他功能檢速再同步，自動(dòng)啟動(dòng)，瞬停再啟動(dòng)，故障試恢復(fù)（反復(fù)2~8次）任意直線轉(zhuǎn)動(dòng)，自由單位倍率表示，轉(zhuǎn)差補(bǔ)償，故障記錄（過去4次）輸入輸出信號(hào)操作面板4位7段LED（紅），顯示/設(shè)定（6個(gè)開關(guān)鍵）串行輸入4個(gè)可編程輸入，正轉(zhuǎn)，逆轉(zhuǎn)，非常停止，故障復(fù)位異常輸出Ic繼電器輸出（AC250V，1A，電阻負(fù)載）集電極開路輸出運(yùn)轉(zhuǎn)中/速度到達(dá)/~過載警報(bào)信號(hào)供選擇。（3） 在驅(qū)動(dòng)無載的電機(jī)或小慣性負(fù)載的情況下，有時(shí)會(huì)發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)不勻，振動(dòng)和噪音增大等現(xiàn)象。欲提高功能因數(shù)，應(yīng)在輸入側(cè)加交流電抗器。 2）表面微觀形貌對(duì)加工過程中的工藝過程狀態(tài)（如刀具磨損、機(jī)床振動(dòng)、切削用量等）變化非常敏感，因此它被認(rèn)為是加工過程中控制、監(jiān)測和診斷的重要手段。Rq為輪廓均方根偏差：在取樣長度內(nèi)輪廓偏距的均方根值。若零件表面輪廓如圖（a）所示的臺(tái)階面，則在與光帶投射方向相應(yīng)的反射方向上。算出平均值。 材料Q235結(jié)果分析 Q235表面粗糙度主軸轉(zhuǎn)速振動(dòng)頻率16024032042095136193238286320通過上面的數(shù)據(jù)說明，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速一定時(shí)，隨著振動(dòng)頻率的增加，表面粗糙度在逐漸的減小，表面質(zhì)量越來越好。這種材料在普通攻絲機(jī)上攻出的螺紋，通過觀察對(duì)比表面質(zhì)量非常不好，而且上面粘了很多的切屑。目前，振動(dòng)攻絲技術(shù)還沒有推廣使用。 Manufacture 47 (2007) 133140. 第 53 頁 共48頁