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申请/专利权人：深圳市威远精密技术有限公司

摘要：本发明公开了基于滚压轮优化设计数学模型的制造方法，本发明建立了滚压轮成形段角度、滚压轮转速与滚压结果之间的关系，基于有限元方法获得滚压轮在滚压加工过程中的总做功，利用响应面法进行仿真试验分析，获得优化工艺参数。本发明在滚压成形机理分析的基础上，采用数值仿真和试验优化设计相结合的方法，解决了传统丝杠滚压工艺优化方法不能面向关键工艺变量进行针对性优化分析，且需要依靠大量物理试验的问题，缩短了工艺设计周期，节约制造成本。本发明特别适用于大长径比滚珠丝杠轴向进给加工，也适用于滑动丝杠及行星滚柱丝杠加工制造。

主权项：1.基于滚压轮优化设计数学模型的制造方法，其特征在于：包括：S1确定丝杠滚压工艺基本参数，包括丝杠毛坯轴线与滚压轮轴线之间的夹角α，丝杠毛坯轴线与滚压轮轴线之间的距离da；S2确定丝杠滚压工艺优化参数，包括滚压轮转速ωr以及滚压轮进料段锥角θ；S3计算丝杠轴向进给滚压工艺过程中滚压轮与丝杠毛坯之间相对瞬时速度v：v＝πdr1ωr60其中，dr1为滚压轮中径，单位为：mm；ωr为滚压轮转速，单位为：转分钟；S4计算丝杠轴向进给滚压工艺过程中丝杠毛坯的成形截面每次滚压余量ap： 其中，θ为滚压轮进料段锥角，α为丝杠毛坯轴线与滚压轮轴线之间的夹角，ds1为丝杠中径；S5根据丝杠毛坯参数和滚压轮结构设计参数，利用三维建模软件构建丝杠毛坯及滚压轮的参数化几何模型；S6将步骤S5中得到的丝杠毛坯及滚压轮的参数化几何模型导入到有限元软件中，然后在有限元软件中选择单元类型、定义材料模型、划分网格、定义接触关系、确定边界及载荷，得丝杠滚压工艺有限元模型；S7采用响应面试验设计方法，以滚压瞬时速度v和每次滚压余量ap为变量，以丝杠滚压过程中滚压轮总做功为输出，进行丝杠滚压仿真试验；进行二因子五水平的正交复合试验设计，根据响应曲面法的CCD试验方案，利用最小二乘法拟合响应值与自变量之间的关系方程，对试验数据进行多元回归拟合，得以滚压轮做功为响应值的多元线性回归模型：Y＝235.17+77.35A-28.03B+0.63AB-8.41A2+6.81B2+18.65A2B-9.44AB2-44.43A2B2其中，A为滚压轮的进给量，B为滚压轮的的滚压速度；S8根据步骤S7中得到的试验结果，以滚压轮总做功最小为目标，求解滚压参数v和ap，进一步根据步骤S3和S4求解获得优化后的滚压轮转速ωr以及滚压轮进料段锥角θ；滚压轮几何参数满足关系式： 步骤S7中的试验设计方法为中心组合设计。

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