拉削加工作为现代切削加工工艺的一种,因其高效率、高精度、操作简便等多项突出优势被广泛应用于各种复杂精密的零部件加工。随着拉削次数的增加,刀齿磨损程度逐渐加剧,拉削时域负载曲线中最大波峰值可达10KN以上,严重影响到了拉削加工性能。因此如何准确详细描述刀齿磨损之后的拉削负载变化特性,对优化切削工况参数和刀具参数尺寸、提高工件加工质量具有很大现实意义。本文针对刀齿磨损对内孔拉削加工时域负载特性的影响,以LG612Ya-800型卧式拉床为试验平台,提出了一种考虑刀齿后刀面磨损的内孔拉削负载建模思路。从经典切削建模理论出发,将总拉削力分解成刀齿绝对锋利状态下(无后刀面磨损)被工件内孔效应以及分屑槽所影响的切削力和刀齿后刀面发生磨损后在磨损处与工件表面接触所产生的摩擦力,建立考虑刀齿后刀面磨损的内孔拉削单齿负载模型。根据同时切削刀齿数量随时间发生的交替周期性变化,在单齿负载模型的基础上建立多齿时域负载模型。论文的主要研究工作如下:(1)内孔拉削刀齿磨损试验系统设计。根据刀齿磨损试验相关数据信号采样要求,对试验系统的硬件部分和软件部分做了分析和设计,具体包括分析拉床重要零部件组成及工作原理,同时对采样装置的机械结构安装、试验平台的电气回路以及元器件选型进行设计,最后对采样软件界面的各项通道参数进行了匹配优化。(2)建立考虑后刀面磨损的内孔拉削负载模型。基于经典切削建模理论,将总拉削力分解成刀齿绝对锋利状态下(无后刀面磨损)被工件内孔效应以及分屑槽所影响的切削力和刀齿后刀面发生磨损后在磨损处与工件表面接触所产生的摩擦力,建立单齿负载模型。最后根据同时切削刀齿数量随时间发生的交替周期性变化,建立多齿时域负载模型。(3)内孔拉削刀齿磨损试验研究。根据硬件和软件设计要求搭建内孔拉削刀齿磨损试验系统平台。设计刀齿磨损试验方案,以1028Hz的采样频率对负载、位移、油压的数据信号进行实时在线采集,对刀齿后刀面磨损量、刀尖钝圆半径进行定拉削次数离线测量。分析各部分刀齿磨损变化规律以及拉削负载时域波形曲线变化趋势。(4)模型数值仿真与对比分析。通过MATLAB对建立的多齿时域拉削负载模型进行计算,得到理论拉削时域负载波形曲线。对比研究同一拉削次数下的理论预测时域负载波形曲线和试验实测时域负载波形曲线,讨论了刀齿后刀面磨损对内孔拉削负载的影响,并进一步分析理论模型中存在的偏差及原因。