近日，湘潭大學(xué)華銳先進(jìn)制造研究院彭銳濤教授團(tuán)隊(duì)在人形機(jī)器人關(guān)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)核心傳動(dòng)部件——大導(dǎo)程哥特式圓弧滾珠絲杠的高效精密加工方面取得重要突破。研究揭示了大導(dǎo)程滾珠絲杠干式硬車削過程中，由幾何約束誘發(fā)的材料去除、表層損傷與刀具磨損耦合機(jī)制，為破解該類高端精密傳動(dòng)部件“以車代磨”綠色高效制造的關(guān)鍵技術(shù)難題提供了系統(tǒng)的理論依據(jù)與工藝參考，相關(guān)研究成果發(fā)表于制造工程領(lǐng)域國(guó)際權(quán)威期刊《制造工藝期刊》。

　　滾珠絲杠作為人形機(jī)器人關(guān)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)及工業(yè)機(jī)器人等高端裝備的關(guān)鍵精密傳動(dòng)部件，其性能直接影響整機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)與服役壽命。但大導(dǎo)程哥特式圓弧滾珠絲杠的復(fù)雜螺旋曲面結(jié)構(gòu)極易引發(fā)刀具干涉、摩擦擠壓、熱積累及表層損傷等一系列科學(xué)難題，傳統(tǒng)磨削工藝則長(zhǎng)期受困于效率低下、成本高昂、切削液消耗大等行業(yè)瓶頸。

　　針對(duì)上述難題，團(tuán)隊(duì)以淬硬大導(dǎo)程哥特式圓弧滾珠絲杠滾道的干式硬態(tài)車削為研究對(duì)象，系統(tǒng)揭示了大導(dǎo)程幾何約束對(duì)滾道表面完整性、亞表層損傷及刀具磨損行為的內(nèi)在影響機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，大導(dǎo)程滾道加工質(zhì)量受“幾何約束—材料響應(yīng)—刀具磨損”三元耦合作用的控制。與P10（較大導(dǎo)程）滾道相比，P6（較小導(dǎo)程）滾道因幾何干涉較弱、有效切削狀態(tài)更為穩(wěn)定，可獲得更優(yōu)的表面質(zhì)量。在優(yōu)選工藝條件下，P6滾道表面粗糙度Sa較P10降低約13%，且在300r/min附近存在最優(yōu)加工轉(zhuǎn)速區(qū)間；而P10滾道白層厚度較P6增加約91%，表明強(qiáng)幾何約束將顯著加劇熱力耦合損傷。