自动抛光技术及其工艺参数优化研究

发布时间：2017-08-31 22:20

  本文关键词：自动抛光技术及其工艺参数优化研究

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【摘要】：近年来,机械制造业自动化水平的提高促进了国防工业的飞速发展。当前,国防工业产品对复杂型面机械零部件的需求越来越迫切。而且,产品苛刻的使役环境要求这些复杂型面零件加工表面精度需达到较高水平,此时抛光便成了不可或缺的加工工序。然而,由于零件型面的复杂,抛光时极易出现干涉碰撞问题,导致该工序多数仍手工进行。鉴于此,本文对自动抛光技术展开了研究,主要内容如下。(1)构建了以五轴立式加工中心DMU60为基础的抛光试验系统。DMU60可实现多轴联动,满足复杂型面零件自动抛光要求。同时,该系统中的弹性抛光盘可实现抛光工具与工件间的柔性接触。因此,整个系统满足本文抛光工艺实验条件要求。(2)进行了材料去除特性分析。围绕抛光工具及工件建立接触模型,利用有限元的方法分析接触模型获得接触区域压强分布规律,在此基础上建立了材料去除深度模型。同时为保证材料去除均匀,依据去除深度模型及刀路叠加效应优化了抛光行距,得到了合理行距值。(3)完成了平面及曲面模型的抛光工艺实验。首先制订了铣抛工艺方案,确定了铣削及抛光工艺参数,规划了抛光过程中的加工轨迹；然后围绕模具钢DN1370进行了平面及曲面抛光工艺实验,抛光表面都达到了镜面效果,实验结果证明了本文抛光工艺方案的可行性；最后完成了抛光工艺参数对表面粗糙度影响规律的探究试验,获得了Ra随工艺参数的变化规律。(4)基于响应曲面法建立了抛光表面粗糙度预测模型并对工艺参数进行了优化。该部分以中心复合设计试验原则设计了四因素五水平的响应曲面试验。对试验数据方差分析后建立了关于表面粗糙度Ra的二阶响应曲面预测模型,依据模型分析了各个工艺参数对Ra的作用规律。基于预测模型对抛光工艺参数进行了优化,得到了较高合意度的工艺参数组合。
【关键词】：自动抛光 表面粗糙度 响应曲面法 工艺参数优化
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG580.692
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 研究背景与目的9-10
• 1.2 抛光技术研究现状10-14
• 1.3 响应曲面法的国内外研究现状14-15
• 1.4 本文主要内容及组织结构15-18
• 2 材料去除特性分析18-27
• 2.1 抛光力的描述18-21
• 2.2 接触区压强分布规律21-23
• 2.3 材料去除深度模型23-25
• 2.4 本章小结25-27
• 3 抛光工艺规划及工艺实验27-49
• 3.1 工艺实验条件27-30
• 3.1.1 加工机床27-28
• 3.1.2 加工工具28-29
• 3.1.3 检测仪器29-30
• 3.2 工艺参数30-32
• 3.2.1 铣削工艺参数30-31
• 3.2.2 抛光工艺参数31-32
• 3.3 抛光路径规划32-37
• 3.3.1 粗抛光路径规划32-33
• 3.3.2 精抛光路径33-37
• 3.4 抛光实验及结果分析37-43
• 3.4.1 平面抛光37-39
• 3.4.2 曲面抛光39-43
• 3.5 抛光表面粗糙度变化规律试验研究43-48
• 3.5.1 主轴转速n对Ra的影响规律44-45
• 3.5.2 进给速度f对Ra的影响规律45-46
• 3.5.3 刀轴倾角θ对Ra的影响规律46-47
• 3.5.4 压缩量E对Ra的影响规律47-48
• 3.6 本章小结48-49
• 4 基于响应面法的抛光工艺参数优化研究49-68
• 4.1 响应曲面法概述49-50
• 4.2 响应曲面试验设计50-54
• 4.2.1 中心复合设计(CCD)50-51
• 4.2.2 因素水平编码51-52
• 4.2.3 试验数据采集52-54
• 4.3 基于响应曲面法的回归预测模型的建立54-59
• 4.3.1 模型参数估计54-55
• 4.3.2 模型检验55-57
• 4.3.3 响应曲面预测模型的建立57-59
• 4.4 响应面预测模型的验证59-62
• 4.4.1 理论验证59-60
• 4.4.2 试验验证60-62
• 4.5 工艺参数对响应值Ra影响规律的分析62-65
• 4.6 基于响应面模型的工艺参数优化65-67
• 4.7 本章小结67-68
• 结论68-70
• 参考文献70-73
• 致谢73-74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 潘日;王振忠;王春锦;张东旭;谢银辉;郭隐彪;;自由曲面光学元件气囊抛光进动运动控制技术[J];机械工程学报;2013年03期

2 王素玉;艾兴;赵军;刘增文;;高速铣削表面粗糙度建模与预报[J];制造技术与机床;2006年08期

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本文编号：768266