随着科技的迅速发展,对机械设备性能提出了更高的要求。螺纹连接在各个机械相关领域中应用广泛,是一种便捷可靠的连接方法。作为螺纹连接的重要组成部分,内螺纹加工仍是目前生产过程中最为复杂的任务。随着现代工业的迅速发展,尤其是现阶段“中国制造2025”计划战略的不断推进实施,对新的生产工艺提出了更为迫切的需求。但传统的攻丝机依然广泛存在于市场上,是代替人工攻丝的最主要攻丝工具。基于此需要对攻丝过程及其影响规律进行深入探究,结合仿真和实验,对各个参数的具体影响进行定量分析,总结出攻丝过程的影响规律,以便指导实际生产,起到提高攻丝效率、减小切削力、优化加工质量、降低丝锥刀具磨损等作用。具体研究内容如下:(1)通过对金属切削加工过程原理的分析,结合丝锥攻丝刀面的受力情况,推断出丝锥切削力的来源和影响因素。分析广泛运用于计算切削力的指数公式和切削方程式,进一步总结了攻丝切削速度和工件材料性质的影响程度和趋势。通过比较施加的轴向力和丝锥攻丝刀面对切削面的压力,总结了轴向进给力对切削力的影响规律。为后续的仿真模拟和实验验证提供了一个预测和理论铺垫。(2)有限元仿真软件Deform-3D,在其前处理模块中建立了针对丝锥切削过程的有限元三维仿真模型,依次仿真了转速、工件材料和轴向压力三个参数的变化对攻丝扭矩的影响,仿真结果表明:不同材料的速度-扭矩规律相似,在丝锥直径比较小的情况下,切削力随转速的变化并不大;轴向力的加载会增大攻丝过程中的扭矩,且随着攻丝深度而越加明显。(3)设计制造了一台可以用于定量改变转速、轴向力、选择不同反转频率等参数,可以实时采集储存攻丝转矩和切削行程的试验机。通过试验验证了有限元模拟仿真数据的可靠性,得出了攻丝过程中以一定频率地反向旋转丝锥,可以降低整体上的攻丝扭矩,且频率越高、单次切削量越小,降低效果越明显的结论。