可转位刀片周边型面磨削数控技术与智能误差补偿

发布时间：2020-07-17 16:21

【摘要】：可转位刀具是现代金属切削行业的一种先进刀具。作为可转位刀具的关键零件,可转位刀片刃磨技术是影响可转位刀具制造精度的关键因素。目前我国超硬材料可转位刀片磨削严重依赖于进口高端技术与装备,严重制约了我国先进刀具制造业的发展,给我国民用、军用装备制造业安全带来安全隐患。研究具有我国自主知识产权的刀片周边型面磨削数控技术与装备,具有重要的学术价值、经济价值和社会意义。本文对可转位刀片周边型面砂轮外圆磨削数控技术与系统进行了研究,主要研究内容如下：(1)系统研究了可转位刀片磨削加工工艺及其控制问题,包括不同磨料、结合剂砂轮的磨削性能、不同冷却液的性能、砂轮常用修整方法、刀片装夹与定位方式、磨削循环方式、无火花时间等方面,给出了超硬材料刀片的磨削工艺选择及其控制方式。(2)针对可转位刀片周边型面的高精度磨削加工要求,研究了可转位刀片砂轮外圆磨削方法,提出了可转位刀片周边型面砂轮外圆磨削直接插补算法,并以此为核心设计了刀片周边型面磨削数控指令系统。仿真并实验验证了刀片周边型面砂轮外圆磨削方法和插补算法的轮廓控制精度。(3)针对可转位刀片形状较多的特点,依据刀片形状分类,研究开发了几何、工艺参数驱动的国际标准刀片周边型面磨削自动编程技术；开发了刀片磨削过程三维动态仿真技术,实现了数控编程正确性验证和加工过程干涉碰撞验证。(4)研究设计了可转位刀片周边型面磨削数控系统和伺服进给系统,采用模块化结构设计方法,建立了层次化、组件化的开放式数控系统软件结构,开发了刀片周边型面磨削数控系统软件。(5)分析了可转位刀片磨削加工尺寸误差产生的原因,建立了砂轮半径和砂轮位置误差对加工误差的影响模型。研究提出基于数据驱动的尺寸误差预测和误差智能补偿方法,研究了基于迭代学习控制的补偿算法、基于分数阶迭代学习控制的补偿算法和基于无模型自适应控制的补偿算法,给出了算法的收敛性证明和实施步骤,通过仿真和实际磨削加工验证了算法有效性。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG596

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 李书和，张奕群，张国雄;数控机床热误差的补偿[J];航空精密制造技术;1996年04期

2 张烘州;蒋红宇;陈洁;明伟伟;;先进刀具技术现状分析及发展趋势[J];航空制造技术;2012年10期

3 郭长旺,朱国力,龚时华,段正澄;基于组件技术的开放式数控系统研究[J];华中理工大学学报;2000年07期

4 李长河;蔡光起;修世超;庞子瑞;;高效率磨粒加工技术发展及关键技术[J];金刚石与磨料磨具工程;2006年05期

5 何太军,郭忠志;浅谈切削加工可转位刀具的优化选型与使用[J];江汉石油职工大学学报;2003年01期

6 田新诚,许传俊,王宁生,袁信;具有参数编程功能的陶瓷刀片磨削加工数控系统[J];南京航空航天大学学报;2000年04期

7 姚峻;汽车零件的磨削──美国Landis公司最新磨削技术[J];磨床与磨削;2000年01期

8 张毅;杨建国;;基于灰色神经网络的机床热误差建模[J];上海交通大学学报;2011年11期

9 苗星;努力促进我国可转位刀具应用工作的发展[J];水利电力机械;1996年04期

10 徐公志;胡苗;门秀花;;数控外圆磨床砂轮修整的设计与研究[J];精密制造与自动化;2012年04期

相关博士学位论文 前1条

1 杨建国;数控机床误差综合补偿技术及应用[D];上海交通大学;1998年

本文编号：2759664