本文主要针对的陕西汉江机床有限公司研制的八米数控螺纹硬旋铣机床，如图1.1。陕西汉江机床有限公司研制的六米数控螺纹硬旋铣机床，该机床填补了我国在旋风硬铣削设备上的空白。该旋风铣床可加工直径达125mm，最小加工直径40mm，可加工螺纹的螺距为5~40mm，工件最大质量为600kg，头架主轴转速为0.5~40r/min，刀具切削线速度可达180m/min，可加工长度达到6000mm，被加工丝杠工件的硬度最高可达62HRC，同时双圆弧设计的CBN硬旋铣刀具具有耐高温、耐磨损的特性，丝杠工件采用中间浮动支撑，旋风铣削刀盘两侧随动跟刀架抱紧和三爪卡盘-顶尖的装夹方式，实现了丝杠工件的自动定位。

图1.1 旋风铣床坐标系方向

下面先简要介绍螺纹硬态旋风铣削丝杠动力学建模的发展现状，再详细介绍国内外切削稳定性的研究现状，并分析其发展趋势。

1.2.1 硬态旋铣动力学模型研究现状

1.2.2 切削稳定性国内外研究现状及发展趋势

1.2.3 抱紧力测量装置研究现状

1.3 课题主要研究内容

本课题以汉江自主研发的八米丝杠旋风铣床为研究对象，完善了已建立的大型螺纹旋风铣削动力学模型，使用matlab软件，对动力学模型进行求解，并分析不同支撑约束下的切削点处的动态响应规律，对均匀布局条件下浮动支撑装置个数对加工系统的振动影响以及非均匀布局方式的优化进行了研究，进而提出优化大型丝杠旋铣系统的支撑装夹约束方案，此次主要研究的内容包括以下几个方面：

 (1) 第一章 绪论。查阅大量文献，简要介绍了高速切削加工稳定性研究的国内外发展现状，并介绍了大型丝杠旋铣系统的动力学建模的研究现状，最后对滚珠丝杠硬态旋铣切削稳定性的发展趋势进行了展望，并提出了本文的研究内容以及所需要重点注重的研究部分。

（2）第二章 大型螺纹旋风铣削系统的动力学建模。将大型丝杠加工系统简化为瑞利梁，基于模态形函数，着重考虑动力学系统的必要性以及完整性，其中主要包括三向移动力、切削变形能、随动抱紧装置质量以及加工系统耗散能等因素，考虑系统卡盘与顶尖的边界约束条件并引入变换矩阵，建立了更加完善的大型螺纹旋风铣削系统的动力学模型。

（3）第三章 再生颤振机理模型的切削稳定性分析。基于再生颤振机理模型进行旋风铣削丝杠加工过程的切削稳定性分析，首先建立基于再生颤振理论的圆弧形切屑切削数值模型，再基于上一章得出的动力学模型进行切削稳定性分析。

（4）浮动支撑力与抱紧力测力装置设计与测量方案计算。主要针对螺纹旋风铣床各支撑装置对丝杠工件的各接触面的垫块，进行增加力传感器安装位置的改造设计，这样可以选取多个不同位置的垫块组成不同测量方案：一方面对与选取到的垫块增加力传感器测出此时的支撑力，另一方面建立此时的受力模型分析，计算出各种抱紧参数，并对不同方案进行比较。

2 大型螺纹旋风铣削系统的动力学建模

2.1 引言

随着大型螺纹硬态旋风铣削技术被越来越广泛地使用，其具有的许多传统加工技术所没有的优点越来越被人重视，尤其是无冷却液干式切削所呈现的绿色环保的特点，更是大型螺纹丝杠加工产业所青睐的。但是大型螺纹硬态旋风铣削的加工对象主要是大型丝杠工件，其刚性弱且跨度大的特点严重地影响着加工质量，同时多把成型刀具断续切削所造成的周期性冲击与振动也是阻碍加工质量提高的主要障碍。因此加工过程中如何降低大型工件在旋铣加工过程中的振动变形，成为研究大型螺纹硬态旋风铣削技术所必须考虑的问题。结合现有的研究成果，解决上述问题就必须建立一个可以准确反映实际旋铣加工过程的动力学模型。 matlab滚珠丝杠硬态旋铣切削稳定性研究(4):http://www.chuibin.com/jixie/lunwen_205777.html