● 摘要
振动攻丝是解决难加工材料攻丝难题的有效手段，本文针对航空、航天、兵器等国防企业存在的难加工材料攻丝新问题，全面、深入研究了低频扭转振动攻丝的理论，在此基础上对振动攻丝的新方式、新工艺、新装备进行了研究和探索，使振动攻丝的丝锥使用寿命和攻丝效率满足新的需求。 深入研究了低频扭转振动攻丝的重复切削机理，分析了低频扭转振动攻丝的分离型边界润滑及弯折断屑机理，进一步明确了低频扭转振动攻丝降低攻丝扭矩和振动参数影响攻丝扭矩的内在原因。分析了重复切削和分离型边界润滑方式对后刀面接触和润滑状况的影响，从降低后刀面磨损以及丝锥钝化对刃口钝圆和后刀面磨损的不敏感特性两个方面分析了低频扭转振动攻丝延长丝锥使用寿命的机理。在分析丝锥刀齿内的应力分布和机械冲击对其影响的基础上指出了丝锥发生早期破损的原因，并提出了抑制丝锥破损的措施。 在分析传统方式的低频扭转振动攻丝在高温合金GH4169的应用中存在的问题及内在原因的基础上，提出了采用低切削速度、大切削量的步进式振动攻丝方式，使强度高、加工硬化严重的材料振动攻丝的丝锥使用寿命和攻丝效率明显提高，并对该攻丝方式的丝锥破损机理和参数对丝锥使用寿命的影响规律进行了研究。 为提高小螺纹孔的振动攻丝效率，将超声振动引入低频扭转振动，进行了超声纵扭－低频扭转和超声双弯椭圆－低频扭转两种高低频复合振动攻丝实验，分析了高低频复合振动攻丝在低频扭转振动攻丝基础上进一步降低攻丝扭矩的机理，并对低频扭转振动参数对高低频复合振动攻丝效果的影响进行了实验研究。 针对伺服电机式振动攻丝机在加工大螺纹孔时功率不足的问题，研制了斜凸轮式扭转振动刀架，为大功率、低机构磨损的低频扭转振动攻丝装备的研制开辟了新途径。 进行了金属基复合材料Al2O3p/Al振动攻丝应用的探索研究，分析了干切状态下低频扭转振动攻丝提高丝锥使用寿命的机理，并研究了切削液对丝锥使用寿命的影响。 本文的研究工作扩展了已有的重复切削降低已加工表面回弹的低频扭转振动攻丝理论，改进了振动攻丝方式和工艺方法，扩大了振动攻丝的应用范围和提高了工艺效果，为今后振动攻丝技术的进一步研究提供了依据。