基于虚拟加工原理的车削加工质量建模与分析

发布时间：2021-03-03 15:47

　　零件的加工质量对机械装备的使用性能及可靠性具有重要影响。随着装备制造业的发展,对零件的加工质量要求日益提高。在参考了国内外大量文献的基础上,本课题系统地研究分析机床任意部件的误差对工件加工质量的影响及建模方法。研究并掌握机床各部件的单元位姿误差对零件加工质量的作用效果及规律,能够为提高机床精度设计及误差补偿提供更直接的依据。以车削零件端面及圆柱面为例,建立了系统源误差与零件加工质量之间的关系模型。模型包含两部分,基于虚拟加工原理,建立了执行部件（刀具和工件）单元位姿误差与零件加工质量之间的直接误差模型,同时,结合机床工艺系统误差源传递到执行部件位姿误差的间接误差模型。本文侧重介绍第一部分研究工作,利用多体系统运动学和齐次坐标变换原理建立刀具和工件之间的运动学关系,通过MATLAB编程虚拟加工出工件,并对工件的加工质量进行分析和评定。本文的主要研究内容如下:首先介绍了国内外切削加工质量控制的研究现状和虚拟加工原理的应用及发展,阐明了本课题的研究背景、来源及意义,归纳分析了现阶段研究中存在的不足。以此为基础,提出了本文的研究思路及方法。在简略介绍基于虚拟加工原理的工件加工质量建模相关理论的... 

【文章来源】：重庆理工大学重庆市

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 机械加工建模技术
        1.2.2 机械加工质量模型
        1.2.3 虚拟制造及仿真技术
        1.2.4 现阶段研究存在的不足
    1.3 课题来源及研究意义
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 课题研究意义
    1.4 本论文研究的主要内容
    1.5 本章小节
2 基于虚拟加工原理的加工质量建模
    2.1 加工质量及其影响因素
        2.1.1 机械加工精度及影响因素
        2.1.2 机械加工表面质量及影响因素
    2.2 本论文研究思路及方法
    2.3 机床误差建模的基本理论及方法
        2.3.1 多体系统动力学几何结构描述方法
        2.3.2 理想运动的变换矩阵
        2.3.3 实际运动的变换矩阵
        2.3.4 机床空间误差模型建立
    2.4 虚拟工件表面的成形
        2.4.1 直接误差模型和间接误差模型
        2.4.2 机床运动与零件成形
        2.4.3 刀具模型
        2.4.4 虚拟工件表面形貌仿真
        2.4.5 模型正确性验证
    2.5 本章小节
3 虚拟工件加工质量评定
    3.1 虚拟表面加工质量评定概述
    3.2 表面轮廓数据提取
    3.3 虚拟工件的尺寸精度评定
    3.4 虚拟工件的形状精度评定
        3.4.1 平面度误差评定模型
        3.4.2 圆度误差评定模型
        3.4.3 圆柱度误差评定模型
    3.5 虚拟工件端面对轴线的垂直度评定
    3.6 虚拟工件的表面质量评定
    3.7 本章小结
4 误差作用规律的分析方法及工具软件编制
    4.1 单一误差因素对工件加工质量的作用规律分析
    4.2多因素对工件加工质量的作用规律分析
    4.3 基于MATLAB-GUI的可视化工具软件编制
        4.3.1 基于MATLAB-GUI的机床数字化成形软件设计
        4.3.2 虚拟工件数字化成形及分析模块
    4.4本章小结
5 结论与展望
    5.1 工作总结
    5.2 工作展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于UG的五轴加工中心虚拟机床及后置处理开发[J]. 周云曦.  制造业自动化. 2015(24)
[2]柔性制造及虚拟实验系统的设计与实现[J]. 尹念东,李艳丽,何彬.  湖北工业大学学报. 2014(04)
[3]超精密机床研究现状与展望[J]. 梁迎春,陈国达,孙雅洲,陈家轩,陈万群,于楠.  哈尔滨工业大学学报. 2014(05)
[4]虚拟制造技术在飞行器设计中的应用[J]. 郑伟.  中国高新技术企业. 2014(02)
[5]虚拟技术在机械制造中的应用研究[J]. 张学中,王秀俊.  农业装备技术. 2012(06)
[6]机床工具行业主要用户对数控机床的需求浅析[J]. 丁雪生.  设备管理与维修. 2005(09)
[7]加工中心的几何误差和热误差综合补偿模型[J]. 杨建国,许黎明,刘行,李勇,李启斌,王嵘,潘志宏.  计量学报. 2001(02)
[8]虚拟制造中的工件建模和描述[J]. 李建广,姚英学.  计算机集成制造系统-CIMS. 2000(01)
[9]神经网络补偿机床热变形误差的机器学习技术[J]. 杨庆东,Ｖａｎ　Ｄｅｎ　Ｂｅｒｇｈ　Ｃ,Ｖｅｎｈｅｒｃｋ　Ｐ,ＫｒｕｔｈＪＰ.  机械工程学报. 2000(01)
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博士论文
[1]多轴数控机床精度建模与误差补偿方法研究[D]. 粟时平.中国人民解放军国防科学技术大学 2002

硕士论文
[1]机床误差的动态分析方法及其控制技术研究[D]. 翟江涛.重庆理工大学 2015
[2]基于虚拟制造的数控车削加工精度预测技术研究[D]. 董超.长春工业大学 2014
[3]基于虚拟制造技术的“S”件加工仿真及参数分析研究[D]. 张信.电子科技大学 2014
[4]机械加工桌面型虚拟现实系统的研究[D]. 汪广扩.重庆大学 2013
[5]虚拟仿真环境研究及在机器人编队控制中的应用[D]. 刘欢.华南理工大学 2011
[6]基于数控仿真系统的机械加工误差虚拟测量方法研究[D]. 金成杰.重庆大学 2008
[7]基于特征变动的装配公差建模研究[D]. 欧阳君涛.西北工业大学 2007



本文编号：3061524