加工中心主轴可靠性试验程序加载谱编制新方法
发布时间：2021-05-07 20:46
随着加工精度要求的不断提高及个性化定制理念的推出,柔性化更高的加工中心的应用越来越广泛。然而国产中高档加工中心因精度保持性和可靠性低等多种原因导致其市场占有率一直低于国外品牌。可靠性水平低的主要原因之一是可靠性增长试验和可靠性验证试验过程中没有可参考的加载依据,以致整机及功能部件的固有可靠性不高。主轴是显著影响整机可靠性水平的关键功能部件,因此研究一种科学、合理的主轴程序加载谱编制方法具有理论意义和工程价值。本文结合国家自然科学基金“数控机床主轴可靠性加速试验基础问题的研究”,以加工中心主轴作为研究对象,以模拟真实工况为主要目标,开展了主轴铣削加载谱、钻削加载谱和镗削加载谱的编制方法研究,最后将编制的三个八级程序加载谱合成为一个总加载谱,并将其作为主轴可靠性试验台架的加载依据。本文的主要研究内容概括如下:1.为准确获取主轴的载荷数据,首先将加工工艺进行分类,根据其切削参数制定了工艺数据表;为减少后续处理的计算量,针对采集的工艺数据提出了预处理技术,同时采用不同预处理技术对所测切削力信号进行了预处理分析。2.为明晰不同载荷间的相关关系,通过引入铣削力模型对实测切削力信号进行拟合,提出了一...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 课题来源
1.3 国内外研究综述
1.3.1 国外载荷谱研究现状
1.3.2 国内载荷谱研究现状
1.3.3 国内数控机床载荷谱研究现状
1.4 面临的问题和研究难点
1.5 论文主要研究内容
第2章 现场数据采集与预处理
2.1 引言
2.2 现场数据采集
2.2.1 加工方式分类
2.2.2 数据采集格式
2.3 数据预处理
2.3.1 工艺预处理
2.3.2 信号预处理
2.4 本章小结
第3章 基于铣削力模型的铣削加载谱的编制
3.1 引言
3.2 铣削力模型
3.2.1 立铣刀模型
3.2.2 瞬时切削状态分析
3.3 实测信号分析
3.3.1 切削力测试系统
3.3.2 铣削力模型拟合
3.3.3 铣削力模型比较
3.4 铣削加载谱编制
3.4.1 编谱方法
3.4.2 编谱案例
3.4.3 编谱软件
3.5 本章小结
第4章 基于切削力特性的钻削和镗削加载谱的编制
4.1 引言
4.2 钻削分类
4.2.1 钻孔
4.2.2 扩孔
4.2.3 其他
4.3 钻削载荷分析
4.3.1 钻削信号分析
4.3.2 修正系数计算
4.4 极限载荷
4.4.1 扩展因子法
4.4.2 超越概率法
4.5 钻削谱编制
4.5.1 轴向力分布
4.5.2 极限载荷
4.5.3 钻削谱编制
4.5.4 钻削谱加速因子
4.5.5 钻削谱加载
4.5.6 软件编制
4.6 镗削谱编制
4.6.1 镗削力特性
4.6.2 镗削谱编制
4.7 本章小结
第5章 加载谱的合成、应用与评价
5.1 引言
5.2 加载谱的合成
5.2.1 三谱合一
5.2.2 总加速因子
5.2.3 案例
5.3 主轴可靠性试验台架
5.3.1 试验台架主体
5.3.2 辅助监测机构
5.3.3 载荷加载机构
5.3.4 改进的加载单元
5.4 信号采集、分析和控制系统
5.4.1 信号采集
5.4.2 信号分析
5.4.3 载荷控制
5.5 加载谱评价
5.5.1 基于可靠性试验的加载谱评价方法
5.5.2 基于主观评分的加载谱评价方法
5.6 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 后续研究工作与展望
参考文献
附录A 工艺数据采集格式
附录B 工艺数据合理进给量范围
附录C 信号采集、分析和控制系统主要程序
附录D 某加工中心载荷谱评价表
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于混合分布的轮式装载机半轴载荷谱编制[J]. 翟新婷,张晓晨,江柱锦,李莺莺,张强,王继新. 农业工程学报. 2018(08)
[2]与典型用户数据相关的乘用车传动系台架可靠性试验载荷谱制定研究[J]. 门玉琢,刘博,李明达,于海波,王世英,韩愈. 汽车工程. 2017(11)
[3]磨床主轴载荷谱编制方法与实验研究[J]. 迟玉伦,李郝林. 机械强度. 2017(04)
[4]基于道路载荷谱的汽车下横臂疲劳试验[J]. 曹宏伟. 汽车工程师. 2016(08)
[5]基于实际载荷谱的汽车半轴疲劳寿命预测[J]. 邹喜红,李静,彭吉刚,苟迅. 机械设计与制造. 2016(04)
[6]小鹰-500飞机疲劳验证试验载荷谱工程修正方法[J]. 范瑞娟,杜凯,魏洪. 航空科学技术. 2016(03)
[7]疲劳裂纹扩展试验用载荷谱简化方法研究[J]. 张侃,董登科,陈莉. 机械强度. 2015(05)
[8]航空液压泵加速寿命试验现状及方法研究（连载3） 航空液压泵加速寿命试验载荷谱的确定方法[J]. 马纪明,阮凌燕,付永领,陈娟,祁晓野,罗经. 液压与气动. 2015(08)
[9]考虑低幅锻炼载荷的某轿车摆臂载荷谱编制[J]. 郑松林,梁国清,王治瑞,冯金芝,马扎根. 机械工程学报. 2014(16)
[10]浅谈中国数控机床产业竞争力与战略研究[J]. 及冲冲,屈文兴. 科技资讯. 2014(21)
博士论文
[1]数控车床切削力谱的编制及其在功能部件可靠性试验中的应用[D]. 何佳龙.吉林大学 2017
[2]装载机传动系载荷谱的测取与应用研究[D]. 张英爽.吉林大学 2014
[3]面向可靠性概率设计的数控机床载荷谱建立方法研究[D]. 陈传海.吉林大学 2013
硕士论文
[1]轮式装载机载荷极值度量与时域外推方法研究[D]. 尤爽.吉林大学 2016
[2]加工中心主轴载荷谱编制及疲劳寿命预测研究[D]. 周传阳.吉林大学 2016
[3]某涡轴发动机加速任务试车谱编制及验证[D]. 赵盛.南京航空航天大学 2016
[4]整车四通道快速模拟试验加载谱编制方法研究[D]. 邓鑫.上海理工大学 2015
[5]加工中心载荷测试技术与载荷谱编制方法研究[D]. 方杰.吉林大学 2014
[6]基于多准则的装载机半轴载荷样本长度的确定方法[D]. 王乃祥.吉林大学 2012
[7]航空发动机轮盘标准载荷谱编制方法研究[D]. 周楠.南京航空航天大学 2010
本文编号：3174033
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 课题来源
1.3 国内外研究综述
1.3.1 国外载荷谱研究现状
1.3.2 国内载荷谱研究现状
1.3.3 国内数控机床载荷谱研究现状
1.4 面临的问题和研究难点
1.5 论文主要研究内容
第2章 现场数据采集与预处理
2.1 引言
2.2 现场数据采集
2.2.1 加工方式分类
2.2.2 数据采集格式
2.3 数据预处理
2.3.1 工艺预处理
2.3.2 信号预处理
2.4 本章小结
第3章 基于铣削力模型的铣削加载谱的编制
3.1 引言
3.2 铣削力模型
3.2.1 立铣刀模型
3.2.2 瞬时切削状态分析
3.3 实测信号分析
3.3.1 切削力测试系统
3.3.2 铣削力模型拟合
3.3.3 铣削力模型比较
3.4 铣削加载谱编制
3.4.1 编谱方法
3.4.2 编谱案例
3.4.3 编谱软件
3.5 本章小结
第4章 基于切削力特性的钻削和镗削加载谱的编制
4.1 引言
4.2 钻削分类
4.2.1 钻孔
4.2.2 扩孔
4.2.3 其他
4.3 钻削载荷分析
4.3.1 钻削信号分析
4.3.2 修正系数计算
4.4 极限载荷
4.4.1 扩展因子法
4.4.2 超越概率法
4.5 钻削谱编制
4.5.1 轴向力分布
4.5.2 极限载荷
4.5.3 钻削谱编制
4.5.4 钻削谱加速因子
4.5.5 钻削谱加载
4.5.6 软件编制
4.6 镗削谱编制
4.6.1 镗削力特性
4.6.2 镗削谱编制
4.7 本章小结
第5章 加载谱的合成、应用与评价
5.1 引言
5.2 加载谱的合成
5.2.1 三谱合一
5.2.2 总加速因子
5.2.3 案例
5.3 主轴可靠性试验台架
5.3.1 试验台架主体
5.3.2 辅助监测机构
5.3.3 载荷加载机构
5.3.4 改进的加载单元
5.4 信号采集、分析和控制系统
5.4.1 信号采集
5.4.2 信号分析
5.4.3 载荷控制
5.5 加载谱评价
5.5.1 基于可靠性试验的加载谱评价方法
5.5.2 基于主观评分的加载谱评价方法
5.6 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 后续研究工作与展望
参考文献
附录A 工艺数据采集格式
附录B 工艺数据合理进给量范围
附录C 信号采集、分析和控制系统主要程序
附录D 某加工中心载荷谱评价表
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于混合分布的轮式装载机半轴载荷谱编制[J]. 翟新婷,张晓晨,江柱锦,李莺莺,张强,王继新. 农业工程学报. 2018(08)
[2]与典型用户数据相关的乘用车传动系台架可靠性试验载荷谱制定研究[J]. 门玉琢,刘博,李明达,于海波,王世英,韩愈. 汽车工程. 2017(11)
[3]磨床主轴载荷谱编制方法与实验研究[J]. 迟玉伦,李郝林. 机械强度. 2017(04)
[4]基于道路载荷谱的汽车下横臂疲劳试验[J]. 曹宏伟. 汽车工程师. 2016(08)
[5]基于实际载荷谱的汽车半轴疲劳寿命预测[J]. 邹喜红,李静,彭吉刚,苟迅. 机械设计与制造. 2016(04)
[6]小鹰-500飞机疲劳验证试验载荷谱工程修正方法[J]. 范瑞娟,杜凯,魏洪. 航空科学技术. 2016(03)
[7]疲劳裂纹扩展试验用载荷谱简化方法研究[J]. 张侃,董登科,陈莉. 机械强度. 2015(05)
[8]航空液压泵加速寿命试验现状及方法研究（连载3） 航空液压泵加速寿命试验载荷谱的确定方法[J]. 马纪明,阮凌燕,付永领,陈娟,祁晓野,罗经. 液压与气动. 2015(08)
[9]考虑低幅锻炼载荷的某轿车摆臂载荷谱编制[J]. 郑松林,梁国清,王治瑞,冯金芝,马扎根. 机械工程学报. 2014(16)
[10]浅谈中国数控机床产业竞争力与战略研究[J]. 及冲冲,屈文兴. 科技资讯. 2014(21)
博士论文
[1]数控车床切削力谱的编制及其在功能部件可靠性试验中的应用[D]. 何佳龙.吉林大学 2017
[2]装载机传动系载荷谱的测取与应用研究[D]. 张英爽.吉林大学 2014
[3]面向可靠性概率设计的数控机床载荷谱建立方法研究[D]. 陈传海.吉林大学 2013
硕士论文
[1]轮式装载机载荷极值度量与时域外推方法研究[D]. 尤爽.吉林大学 2016
[2]加工中心主轴载荷谱编制及疲劳寿命预测研究[D]. 周传阳.吉林大学 2016
[3]某涡轴发动机加速任务试车谱编制及验证[D]. 赵盛.南京航空航天大学 2016
[4]整车四通道快速模拟试验加载谱编制方法研究[D]. 邓鑫.上海理工大学 2015
[5]加工中心载荷测试技术与载荷谱编制方法研究[D]. 方杰.吉林大学 2014
[6]基于多准则的装载机半轴载荷样本长度的确定方法[D]. 王乃祥.吉林大学 2012
[7]航空发动机轮盘标准载荷谱编制方法研究[D]. 周楠.南京航空航天大学 2010
本文编号：3174033
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