基于车削端面形貌的车床综合运动误差辨识方法

发布时间：2017-09-20 05:01

  本文关键词：基于车削端面形貌的车床综合运动误差辨识方法

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【摘要】：近年来,随着科学技术的日益发展和生活水平的显著提高,电子工业、信息产业、国防及航空航天等尖端领域对表面质量提出了越来越高的要求。由于精密加工表面包含了丰富的形貌特征,现代制造业越来越关注表面微观形貌的成因及其影响规律。本文结合国家重点基础研究发展计划项目“复杂空气分离类成套装备超大型化与低能耗化的关键科学问题”(编号：2011CB706505)课题“关键部件高强度大构件保质制造技术”和国家自然科学基金项目“基于功能-结构并行分解的公差设计理论与方法”(51275464),开展了基于车削端面形貌的车床误差辨识方法的研究工作,旨在建立车床误差与切削工件表面形貌之间的关联关系,提出了在给定误差条件下车削端面形貌的仿真方法,探讨了基于车削端面形貌的车床误差辨识方法。第一章：阐述了课题研究的背景与意义；分析了车床误差来源、机床误差建模技术以及切削表面形貌仿真方法的国内外研究现状,给出了本文研究内容和总体框架。第二章：分析了典型的车床结构及误差元素,基于刚体运动学和齐次坐标变换建立了车床综合误差模型。第三章：分析了车削加工表面成型原理,研究了车床误差对车削端面形貌的影响规律,建立了两者的数学映射关系。在此基础上,基于正交实验法设计了仿真实验方案,揭示了车床各项误差对车削端面形貌的影响规律,分析了影响车削端面质量的关键性误差。第四章：通过车床误差对车削端面形貌影响规律的分析,提出了基于车削表面形貌的车床误差辨识方法,分析了不同类型车床误差对车削表面形貌的影响,初步实现了车床误差的辨识,最后设计仿真实验验证了其可行性。第五章：开发了基于车削端面形貌的车床误差分析系统,分析了系统软件的功能模块。第六章：总结了全文研究内容,并对今后的研究工作进行了展望。
【关键词】：精密车削 车床误差 端面形貌 表面质量 误差辨识
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG51
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1. 绪论11-21
• 1.1 课题背景及意义11
• 1.2 机床误差研究现状11-16
• 1.2.1 机床误差源的分析11-12
• 1.2.2 机床误差模型研究现状12-13
• 1.2.3 机床误差辨识研究现状13-16
• 1.3 切削表面形貌仿真研究现状16-18
• 1.4 本文研究内容18-19
• 1.5 本章小结19-21
• 2. 车床综合运动误差建模21-33
• 2.1 引言21
• 2.2 车床结构及误差源分析21-22
• 2.3 车床运动部件运动误差分析22-26
• 2.3.1 齐次坐标变换基本概念22-23
• 2.3.2 移动副运动误差分析23-25
• 2.3.3 转动副运动误差分析25-26
• 2.4 车床综合运动误差建模26-31
• 2.4.1 车床刀具和工件链分析27-28
• 2.4.2 车床综合误差建模28-31
• 2.5 本章小结31-33
• 3. 车床误差对车削端面形貌影响规律研究33-51
• 3.1 引言33
• 3.2 车削端面形貌影响因素33-34
• 3.3 车削端面三维形貌预测模型34-43
• 3.3.1 刀具运动轨迹分析34-35
• 3.3.2 车削端面成型过程35-39
• 3.3.3 车削端面三维形貌仿真39-43
• 3.4 车床误差对车削端面质量的影响43-49
• 3.4.1 评定基准及参数43-45
• 3.4.2 车床误差对车削端面粗糙度的影响45-49
• 3.5 本章小结49-51
• 4. 基于车削端面形貌分析的车床综合运动误差辨识51-71
• 4.1 引言51
• 4.2 车削端面形貌误差分析51-52
• 4.3 车削端面误差分析与提取52-57
• 4.3.1 干扰信号的分析及滤除52
• 4.3.2 主轴z向位移误差的提取与分离52-54
• 4.3.3 综合角度误差的提取与分离54-56
• 4.3.4 导轨直线度误差的提取与分离56-57
• 4.4 基于车削端面形貌的车床误差辨识方法57-58
• 4.5 实例分析58-69
• 4.6 本章小结69-71
• 5. 基于车削端面形貌的车床综合运动误差分析系统开发71-77
• 5.1 引言71
• 5.2 系统软件开发71-73
• 5.2.1 系统开发工具71-72
• 5.2.2 系统软件组成72-73
• 5.3 系统软件设计73-76
• 5.4 本章小结76-77
• 6. 总结与展望77-79
• 6.1 全文总结77
• 6.2 展望77-79
• 参考文献79-82

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本文编号：886028