题目：难加工材料内螺纹低频振动挤压攻丝实验研究

螺纹连接是机械工业中最常用的连接方式，螺纹质量能够直接影响连接的可靠性以及整个设备的性能和寿命。随着航空工业的发展，出现了能适应极端环境的新型材料，如钛合金等难加工材料，于是关键的螺纹连接件大量采用新型材料。内螺纹的加工方法主要有切削攻丝加工和挤压攻丝加工。与切削攻丝相比，挤压成形的内螺纹疲劳寿命高，但挤压过程中挤压扭矩较大，丝锥易折断，使得难加工材料小直径螺纹的高质量高效率加工成为一个难题。本文结合内螺纹挤压成形和低频振动加工的优点，提出了低频振动挤压攻丝加工工艺。

本文主要的工作内容如下：

（1）介绍了内螺纹挤压成形的原理，分析了挤压丝锥与工件材料之间的接触摩擦关系，得出影响挤压扭矩的主要因素：工件材料及表面状态、相对运动速度和润滑。在内螺纹普通挤压攻丝和振动加工原理的基础上，分析了低频振动挤压攻丝的挤压棱齿运动轨迹和挤压扭矩的动态特性，得出了挤压丝锥对工件的脉冲式挤压作用和丝锥重复挤压工件是低频振动挤压攻丝的两个重要特性，从而解释了低频振动挤压攻丝降低挤压扭矩的原因；分析了低频振动挤压攻丝对螺纹精度的影响机理。

（2）介绍了施加低频振动的四种方式，根据实际情况确定了振动施加形式；针对步进电机和机械凸轮作为振源攻丝装置的缺点，设计了基于小惯量伺服电机的低频振动挤压攻丝装置；采用脉冲跟随控制方法，控制伺服电机运动，保证精确的低频扭转振动；分析挤压丝锥结构参数、工件预制孔直径对挤压扭矩的影响规律，设计了合适的挤压丝锥和底孔直径。

（3）针对低频振动挤压攻丝的特点进行对比实验研究。挤压扭矩实验表明，低频振动能够有效地降低挤压扭矩，顺利完成具有完整牙形的内螺纹成形加工；对低频振动挤压攻丝的过程进行分析研究，明确了低频振动挤压攻丝的重要参数：挤压速度、纯挤压量、后退量以及重复挤压次数。通过单因素实验，分析了各参数对低频振动挤压攻丝的影响。