振动攻丝作为一种精密的内螺纹加工技术,具有降低攻丝扭矩、提高内螺纹加工质量等优点,在解决小直径内螺纹孔加工,特别是在难加工材料上进行内螺纹孔加工方面有独特的优势,具有良好的工程应用前景。本文致力于振动攻丝加工机理及工艺效果试验研究,其主要研究内容及取得的创新成果为:1.为了实现振动攻丝加工的顺利进行,提高加工效率和对攻丝过程中突发因素的处理能力,对原有振动攻丝机床的控制系统进行了改进设计,并开发出振动攻丝串行控制系统,该控制系统具有的功能为:(1)中断回退;(2)记忆;(3)实现多种攻丝方式;(4)在线下载与更新。为系统开展振动攻丝工艺效果的研究奠定了基础。2.在深入研究振动攻丝加工中常用的分离式和步进式振动方式特点的基础上,充分利用了分离式和步进式的优点,提出了复合式振动的攻丝加工新方式,并对振动攻丝在不同振动方式下的运动原理、工艺参数组成、扭矩特征、切削液的作用机理和切屑形成机理进行深入分析,进一步拓宽了振动攻丝的研究及其应用领域。3.基于振动攻丝加工中丝锥动态角位移方程,推导出振动攻丝加工中丝锥等效扭转刚度表达式,并从等效扭转刚度的角度分析高频振动攻丝时丝锥的刚性化效果;其次,建立起丝锥最大偏转角方程,并通过数值解析的方法,分析了净切削时间比和振动圆频率对丝锥最大偏转角的影响规律,获得合适的净切削时间比和振动圆频率,对提高攻丝效率和加工质量具有重要的意义。4.开展了振动攻丝加工工艺效果的试验研究。主要包括:①在断屑效果方面,试验分析不同振动方式下振动攻丝的断屑效果,进一步验证振动攻丝的断屑机理;②在内螺纹加工精度方面,首先根据重复切削是分离式振动攻丝和复合式振动攻丝的重要特征,从理论上对振动攻丝的重复切削次数进行研究;其次利用理论分析和试验验证的方法分析重复切削对内螺纹加工精度的影响,并总结出优化重复切削次数应注意的主要问题,为加工出精密的内螺纹打下基础;③在丝锥寿命方面,探讨了振动攻丝工艺参数对丝锥寿命的影响并试验验证振动方式对振动攻丝丝锥磨损和破损的影响。表明,振动攻丝在采用复合式振动的攻丝加工新方式下可有效提高丝锥寿命。5.在建立振动攻丝扭矩非线性模型的基础上,给出基于BP神经网络的振动攻丝扭矩模型,并利用神经网络方法对振动攻丝扭矩进行仿真;其次,利用Mat-lab和VB混合编程技术,构建了基于神经网络的振动攻丝扭矩预测系统。