加工中心温度测点优化及热误差建模技术
发布时间：2021-01-01 01:23
柔性加工生产线的可靠性和精度稳定性很大程度上取决于其加工过程中的关键设备——加工中心。因此,加工中心加工精度的高低直接决定着生产线上产品的优劣,而热误差是影响其加工精度的重要因素之一。该类误差一般能占到机床总误差的40%-70%,机床的精度越高,该比例值越大。目前,热误差补偿技术是减小、消除机床自身的热误差,提高其加工精度的有效方法之一,引起了国内外学者的广泛、持续关注。本文基于“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项资助课题“锡柴重型柴油发动机缸体、缸盖柔性加工生产线示范工程”中的子课题“机床的精度稳定性和可靠性”,对机床的热误差补偿技术进行了研究,完成的主要工作如下：（1）阐述了本文的研究背景和研究意义,综述了机床热误差补偿技术的国内外研究现状,并在此基础上提出了论文所要研究的内容,总结了研究思路。（2）为求得加工中心在加工过程中随时间变化的温度场及每个热源的温度变化情况,对整机进行了热特性分析。采用有限元法进行热分析,包括建立几何模型、确定工程数据（比热、热传导系数、密度）、网格划分、添加热载荷及边界条件等,最终建立起机床的有限元模型,运行求解、分析得出整机温度场及其热源点...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景和研究意义
1.1.1 课题背景
1.1.2 课题研究意义
1.2 机床热误差补偿技术国内外研究现状
1.2.1 机床热误差补偿技术国外研究现状
1.2.2 机床热误差补偿技术国内研究现状
1.3 当前存在的问题
1.4 论文主要研究内容
2 加工中心整机热特性分析
2.1 有限元热分析概述
2.1.1 热量传递的基本形式
2.1.2 稳态传热和瞬态传热
2.1.3 热特性分析流程
2.2 加工中心热源分析及其发热量计算
2.2.1 加工中心热源分析
2.2.2 参数化热载荷模型
2.3 基于ANSYS Workbench的加工中心温度场分析
2.3.1 建立有限元模型
2.3.2 整机温度场分析
2.4 本章小结
3 加工中心温度及主轴热误差分析与检测
3.1 加工中心热误差分析及防治方法
3.1.1 机床误差组成形式分析
3.1.2 主轴热误差形式分析
3.1.3 误差防止法降低主轴热误差
3.1.4 误差补偿法降低主轴热误差
3.2 加工中心温度与主轴热误差检测系统搭建
3.2.1 热源点温度测量系统搭建
3.2.2 主轴热误差测量系统搭建
3.3 加工中心温度与主轴热误差检测试验
3.3.1 试验方案设计及实施
3.3.2 试验结果及数据分析
3.4 本章小结
4 加工中心温度测点优化方法研究
4.1 温度测点优化方法的提出
4.2 温度测点优化相关理论
4.2.1 简单相关性分析
4.2.2 模糊聚类分析
4.2.3 灰色综合关联度分析
4.3 温度测点优化方法的实施
4.4 结果验证
4.5 本章小结
5 加工中心主轴热误差建模技术研究
5.1 主轴热误差建模方法的提出
5.2 主轴热误差建模相关理论
5.2.1 多元线性回归
5.2.2 BP神经网络
5.3 主轴热误差建模方法的实施
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于灰色关联和模糊聚类的机床温度测点优化[J]. 张伟,叶文华. 中国机械工程. 2014(04)
[2]基于灰色神经网络的机床热误差建模[J]. 张毅,杨建国. 上海交通大学学报. 2011(11)
[3]基于灰色理论预处理的神经网络机床热误差建模[J]. 张毅,杨建国. 机械工程学报. 2011(07)
[4]基于偏相关分析的数控机床温度布点优化及其热误差建模[J]. 凡志磊,李中华,杨建国. 中国机械工程. 2010(17)
[5]数控机床热误差补偿技术的发展状况[J]. 傅建中,姚鑫骅,贺永,沈洪垚. 航空制造技术. 2010(04)
[6]数控机床主轴系统热特性有限元分析[J]. 应杏娟,李郝林. 工具技术. 2010(01)
[7]一种新的数控机床热误差实时补偿方法[J]. 孙勇,曾黄麟. 机械设计与制造. 2010(01)
[8]灰色GM（X,N）模型在数控机床热误差建模中的应用[J]. 闫嘉钰,杨建国. 中国机械工程. 2009(11)
[9]数控机床热误差的动态自适应加权最小二乘支持矢量机建模方法[J]. 林伟青,傅建中,陈子辰,许亚洲. 机械工程学报. 2009(03)
[10]基于人体免疫系统RBF网络的数控机床热误差建模[J]. 闫嘉钰,杨建国. 上海交通大学学报. 2009(01)
博士论文
[1]数控机床误差测量、建模及网络群控实时补偿系统研究[D]. 张毅.上海交通大学 2013
[2]数控机床热误差模态分析、测点布置及建模研究[D]. 赵海涛.上海交通大学 2006
[3]数控机床误差综合补偿技术及应用[D]. 杨建国.上海交通大学 1998
硕士论文
[1]环境温度及工况对重型机床热特性影响的实验研究[D]. 任光远.华中科技大学 2013
[2]加工中心热误差机理分析及误差实时补偿研究[D]. 杨漪.上海交通大学 2013
[3]基于灰色系统理论的数控机床热误差建模技术研究[D]. 张伟.南京航空航天大学 2013
[4]加工中心主轴热误差检测与补偿建模研究[D]. 曲淑娜.大连理工大学 2012
[5]数控机床的热误差补偿技术研究[D]. 叶三排.大连理工大学 2012
[6]大型龙门数控机床温度测点优化与热误差建模技术研究[D]. 赵瑞月.南京航空航天大学 2012
[7]贝叶斯网络在机床热误差动态补偿建模中的应用[D]. 雷琪.华中科技大学 2012
[8]精密加工中心热误差检测及补偿技术研究[D]. 周源.大连理工大学 2010
[9]数控机床热误差检测与建模研究[D]. 阳江源.大连理工大学 2010
[10]加工中心热误差补偿技术研究[D]. 张良.大连理工大学 2009
本文编号：2950676
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景和研究意义
1.1.1 课题背景
1.1.2 课题研究意义
1.2 机床热误差补偿技术国内外研究现状
1.2.1 机床热误差补偿技术国外研究现状
1.2.2 机床热误差补偿技术国内研究现状
1.3 当前存在的问题
1.4 论文主要研究内容
2 加工中心整机热特性分析
2.1 有限元热分析概述
2.1.1 热量传递的基本形式
2.1.2 稳态传热和瞬态传热
2.1.3 热特性分析流程
2.2 加工中心热源分析及其发热量计算
2.2.1 加工中心热源分析
2.2.2 参数化热载荷模型
2.3 基于ANSYS Workbench的加工中心温度场分析
2.3.1 建立有限元模型
2.3.2 整机温度场分析
2.4 本章小结
3 加工中心温度及主轴热误差分析与检测
3.1 加工中心热误差分析及防治方法
3.1.1 机床误差组成形式分析
3.1.2 主轴热误差形式分析
3.1.3 误差防止法降低主轴热误差
3.1.4 误差补偿法降低主轴热误差
3.2 加工中心温度与主轴热误差检测系统搭建
3.2.1 热源点温度测量系统搭建
3.2.2 主轴热误差测量系统搭建
3.3 加工中心温度与主轴热误差检测试验
3.3.1 试验方案设计及实施
3.3.2 试验结果及数据分析
3.4 本章小结
4 加工中心温度测点优化方法研究
4.1 温度测点优化方法的提出
4.2 温度测点优化相关理论
4.2.1 简单相关性分析
4.2.2 模糊聚类分析
4.2.3 灰色综合关联度分析
4.3 温度测点优化方法的实施
4.4 结果验证
4.5 本章小结
5 加工中心主轴热误差建模技术研究
5.1 主轴热误差建模方法的提出
5.2 主轴热误差建模相关理论
5.2.1 多元线性回归
5.2.2 BP神经网络
5.3 主轴热误差建模方法的实施
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于灰色关联和模糊聚类的机床温度测点优化[J]. 张伟,叶文华. 中国机械工程. 2014(04)
[2]基于灰色神经网络的机床热误差建模[J]. 张毅,杨建国. 上海交通大学学报. 2011(11)
[3]基于灰色理论预处理的神经网络机床热误差建模[J]. 张毅,杨建国. 机械工程学报. 2011(07)
[4]基于偏相关分析的数控机床温度布点优化及其热误差建模[J]. 凡志磊,李中华,杨建国. 中国机械工程. 2010(17)
[5]数控机床热误差补偿技术的发展状况[J]. 傅建中,姚鑫骅,贺永,沈洪垚. 航空制造技术. 2010(04)
[6]数控机床主轴系统热特性有限元分析[J]. 应杏娟,李郝林. 工具技术. 2010(01)
[7]一种新的数控机床热误差实时补偿方法[J]. 孙勇,曾黄麟. 机械设计与制造. 2010(01)
[8]灰色GM（X,N）模型在数控机床热误差建模中的应用[J]. 闫嘉钰,杨建国. 中国机械工程. 2009(11)
[9]数控机床热误差的动态自适应加权最小二乘支持矢量机建模方法[J]. 林伟青,傅建中,陈子辰,许亚洲. 机械工程学报. 2009(03)
[10]基于人体免疫系统RBF网络的数控机床热误差建模[J]. 闫嘉钰,杨建国. 上海交通大学学报. 2009(01)
博士论文
[1]数控机床误差测量、建模及网络群控实时补偿系统研究[D]. 张毅.上海交通大学 2013
[2]数控机床热误差模态分析、测点布置及建模研究[D]. 赵海涛.上海交通大学 2006
[3]数控机床误差综合补偿技术及应用[D]. 杨建国.上海交通大学 1998
硕士论文
[1]环境温度及工况对重型机床热特性影响的实验研究[D]. 任光远.华中科技大学 2013
[2]加工中心热误差机理分析及误差实时补偿研究[D]. 杨漪.上海交通大学 2013
[3]基于灰色系统理论的数控机床热误差建模技术研究[D]. 张伟.南京航空航天大学 2013
[4]加工中心主轴热误差检测与补偿建模研究[D]. 曲淑娜.大连理工大学 2012
[5]数控机床的热误差补偿技术研究[D]. 叶三排.大连理工大学 2012
[6]大型龙门数控机床温度测点优化与热误差建模技术研究[D]. 赵瑞月.南京航空航天大学 2012
[7]贝叶斯网络在机床热误差动态补偿建模中的应用[D]. 雷琪.华中科技大学 2012
[8]精密加工中心热误差检测及补偿技术研究[D]. 周源.大连理工大学 2010
[9]数控机床热误差检测与建模研究[D]. 阳江源.大连理工大学 2010
[10]加工中心热误差补偿技术研究[D]. 张良.大连理工大学 2009
本文编号：2950676
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/2950676.html
