汽车外覆盖件模具铣削加工拼接区表面形貌的反演控制研究
发布时间：2022-02-17 14:40
汽车产业的发展水平反映了一个国家的综合国力以及工业竞争力,同时,中国汽车保有量也在飞速增长,人们对汽车的品质以及美学方面也有了更高的要求,需要不断改进汽车外覆盖件的制造工艺,对不同工况下加工后的拼接件模具的表面形貌进行揭示,同时对影响表面形貌的铣削参数进行多目标的反演控制研究,能够解决在汽车外覆盖件模具加工过程中的难点。本文以不同硬度的淬硬钢拼接样件,对不同工况下的铣削加工后的表面形貌变化进行分析以及实验研究,并针对实验的数据对表面形貌进行反演控制研究,具体研究内容包括:（1）建立铣削加工的动力学模型,基于NUBRS理论对控制点进行重构,对每齿进给量、主轴转速以及轴向切深变化下拼接缝前后表面形貌进行仿真研究。（2）基于小波包变换对表面形貌进行多尺度分析,对仿真的表面形貌进行时空变换以及能量熵表面形貌特征的提取。（3）以硬度不同的定曲率凸曲面拼接模具为研究对象,通过相关机床以及实验设备对在不同工况下加工后的样件进行表面形貌的提取,基于小波包变换对振动的轮廓信号进行分解,对能量熵的表面形貌特征进行提取,与仿真对比进行模型准确性的验证。（4）基于核主成分分析方法对所得到的不同频段的三层能量熵...
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
汽车覆盖件Fig.1-1Paneldieofautomobile汽车覆盖件模具主要有以下特点：结构尺寸大、尺寸精度高、型面复杂、
哈尔滨理工大学工学硕士论文-2-不同，对模具的使用寿命有很大的影响。为了尽量减少此问题的出现，主机厂会根据受力情况的不同，采用不同硬度的模具进行拼接组合或整体镶块。淬硬钢拼接模具的加工过程是首先加工主体与镶块并将其拼接为一体，然后相应的精加工工艺，最终获得模具。拼接模具的镶块与主体之间的硬度差一般为5-10HRC，特殊情况下可以达到硬度差15HRC。图1-2汽车外覆盖件模具相关特征Fig.1-2Relevantcharacteristicsofautomobileoutercovermold所说的淬硬钢是指高碳钢或者合金钢在淬火处理后洛氏硬度大于等于50的金属，其特点是含碳量高、合金含量高、硬度大、强度高、热稳定性好、耐磨性好等特点，因此被广泛应用在汽车领域，如图1-3所示为汽车外覆盖件模具。图1-3外覆盖件模具Fig.1-3Outercovermould曲率连续的自由曲面曲率变化的斜面曲率连续变化的凸台曲率连续变化的拐角
?-4-建立了SV的广义模型，以研究其在不同的超精密加工工艺中对表面形貌的独特影响。Wang等人[5]对表面形貌简历了拓扑预测模型，利用扫描电镜图像分析了切削摩擦与表面形貌之间的关系。Luo等人[6]通过分析每齿进给变化引起冲击振动对表面残留高度的影响并模拟加工后的表面形貌。Altintas[7]提出了在铣削加工过程中一种考虑轴向振动的多自由度的铣削模型，解决了当铣刀的螺旋角为非零时，在铣削加工的进给、行距以及刀-工的轴向方向上存在振动的仿真情况。Peng等[8]研究了微细加工过程中振动对表面形貌的影响，如图1-4所示不存在动载荷和存在动载荷的情况下对表面形貌的仿真，结果并仿真研究了振幅和每齿进给量对二维轮廓和三维表面形貌的影响。仿真结果表明，当振动存在时，残留高度增加，并且在行距及进给方向的轮廓变大。(a）不存在动载荷作用（b)存在动载荷作用图1-4表面形貌仿真图Fig.1-4Simulationdiagramofsurfacetopography江禹安等[9]分析椭圆振动切削轨迹形状和轨迹偏转变化对加工表面形貌的影响,建立椭圆振动切削轨迹变化切削方向残余高度模型;利用研制的导波传输超声椭圆振动切削装置,改变相位差实现椭圆振动切削轨迹精准控制,分析对其加工表面质量的影响。谭靓等[10]针对在钛合金进行铣削加工实验，对加工过程中的刀具的几何参数进行控制，从而减小振动产生的铣削力的影响，提高加工工件的表面质量。刘佳佳[11]利用在铣削过程中刀-工的动力学特点以及实现分离断续切削的特点对钛合金侧铣削振动的影响进行研究研究表明在侧铣削过程中钛合金椭圆振动中铣削力随着振幅增大而减校梁鑫光[12]建立了计入时滞影响的多轴铣削加工模型，通过将时间离散化，在静态表面形貌的基础上计入加工过程中刀具振动，依此得到计入刀具?
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新的结合奖励机制的ETLBO算法[J]. 吴云鹏,崔佳旭,张永刚. 吉林大学学报(理学版). 2019(06)
[2]超声椭圆振动切削轨迹变化对表面形貌的影响[J]. 江禹安,皮钧,杨光,姜涛,沈志煌. 兵工学报. 2019(10)
[3]车削粗糙表面的特征解耦与形貌仿真[J]. 安琪,索双富,林福严,李永健,时剑文. 机械工程学报. 2019(23)
[4]基于Z-MAP方法的球头铣刀铣削力的建模[J]. 董永亨,李淑娟,洪贤涛,李鹏阳,李言,李旗. 机械工程学报. 2019(19)
[5]机械加工表面形貌分形维数的1/f过程小波识别法[J]. 温淑花,赵越,张学良,陈永会,兰国生. 机械强度. 2019(04)
[6]超声振动辅助加工表面微结构及其特性研究进展[J]. 张存鹰,赵波. 表面技术. 2019(05)
[7]高速旋转超声椭圆振动侧铣削振幅对钛合金表面完整性影响的研究[J]. 刘佳佳,姜兴刚,高泽,张明亮,张德远. 机械工程学报. 2019(11)
[8]刀具振动与加工表面形貌分布特性的关联分析[J]. 姜彬,张芳,李哲. 哈尔滨理工大学学报. 2019(02)
[9]浅析2018年我国汽车销量下滑与新能源汽车市场高涨成因[J]. 韩玉龙. 南方农机. 2019(07)
[10]摆线铣削表面特性的功率谱密度研究[J]. 李活. 机械设计与制造. 2017(08)
硕士论文
[1]多轴球头铣削表面形貌分析及摩擦系数研究[D]. 刘帅.山东大学 2015
[2]基于创新产品扩散理论的汽车市场需求长期预测方法与实证研究[D]. 陈容.重庆大学 2012
本文编号：3629582
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
汽车覆盖件Fig.1-1Paneldieofautomobile汽车覆盖件模具主要有以下特点：结构尺寸大、尺寸精度高、型面复杂、
哈尔滨理工大学工学硕士论文-2-不同，对模具的使用寿命有很大的影响。为了尽量减少此问题的出现，主机厂会根据受力情况的不同，采用不同硬度的模具进行拼接组合或整体镶块。淬硬钢拼接模具的加工过程是首先加工主体与镶块并将其拼接为一体，然后相应的精加工工艺，最终获得模具。拼接模具的镶块与主体之间的硬度差一般为5-10HRC，特殊情况下可以达到硬度差15HRC。图1-2汽车外覆盖件模具相关特征Fig.1-2Relevantcharacteristicsofautomobileoutercovermold所说的淬硬钢是指高碳钢或者合金钢在淬火处理后洛氏硬度大于等于50的金属，其特点是含碳量高、合金含量高、硬度大、强度高、热稳定性好、耐磨性好等特点，因此被广泛应用在汽车领域，如图1-3所示为汽车外覆盖件模具。图1-3外覆盖件模具Fig.1-3Outercovermould曲率连续的自由曲面曲率变化的斜面曲率连续变化的凸台曲率连续变化的拐角
?-4-建立了SV的广义模型，以研究其在不同的超精密加工工艺中对表面形貌的独特影响。Wang等人[5]对表面形貌简历了拓扑预测模型，利用扫描电镜图像分析了切削摩擦与表面形貌之间的关系。Luo等人[6]通过分析每齿进给变化引起冲击振动对表面残留高度的影响并模拟加工后的表面形貌。Altintas[7]提出了在铣削加工过程中一种考虑轴向振动的多自由度的铣削模型，解决了当铣刀的螺旋角为非零时，在铣削加工的进给、行距以及刀-工的轴向方向上存在振动的仿真情况。Peng等[8]研究了微细加工过程中振动对表面形貌的影响，如图1-4所示不存在动载荷和存在动载荷的情况下对表面形貌的仿真，结果并仿真研究了振幅和每齿进给量对二维轮廓和三维表面形貌的影响。仿真结果表明，当振动存在时，残留高度增加，并且在行距及进给方向的轮廓变大。(a）不存在动载荷作用（b)存在动载荷作用图1-4表面形貌仿真图Fig.1-4Simulationdiagramofsurfacetopography江禹安等[9]分析椭圆振动切削轨迹形状和轨迹偏转变化对加工表面形貌的影响,建立椭圆振动切削轨迹变化切削方向残余高度模型;利用研制的导波传输超声椭圆振动切削装置,改变相位差实现椭圆振动切削轨迹精准控制,分析对其加工表面质量的影响。谭靓等[10]针对在钛合金进行铣削加工实验，对加工过程中的刀具的几何参数进行控制，从而减小振动产生的铣削力的影响，提高加工工件的表面质量。刘佳佳[11]利用在铣削过程中刀-工的动力学特点以及实现分离断续切削的特点对钛合金侧铣削振动的影响进行研究研究表明在侧铣削过程中钛合金椭圆振动中铣削力随着振幅增大而减校梁鑫光[12]建立了计入时滞影响的多轴铣削加工模型，通过将时间离散化，在静态表面形貌的基础上计入加工过程中刀具振动，依此得到计入刀具?
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新的结合奖励机制的ETLBO算法[J]. 吴云鹏,崔佳旭,张永刚. 吉林大学学报(理学版). 2019(06)
[2]超声椭圆振动切削轨迹变化对表面形貌的影响[J]. 江禹安,皮钧,杨光,姜涛,沈志煌. 兵工学报. 2019(10)
[3]车削粗糙表面的特征解耦与形貌仿真[J]. 安琪,索双富,林福严,李永健,时剑文. 机械工程学报. 2019(23)
[4]基于Z-MAP方法的球头铣刀铣削力的建模[J]. 董永亨,李淑娟,洪贤涛,李鹏阳,李言,李旗. 机械工程学报. 2019(19)
[5]机械加工表面形貌分形维数的1/f过程小波识别法[J]. 温淑花,赵越,张学良,陈永会,兰国生. 机械强度. 2019(04)
[6]超声振动辅助加工表面微结构及其特性研究进展[J]. 张存鹰,赵波. 表面技术. 2019(05)
[7]高速旋转超声椭圆振动侧铣削振幅对钛合金表面完整性影响的研究[J]. 刘佳佳,姜兴刚,高泽,张明亮,张德远. 机械工程学报. 2019(11)
[8]刀具振动与加工表面形貌分布特性的关联分析[J]. 姜彬,张芳,李哲. 哈尔滨理工大学学报. 2019(02)
[9]浅析2018年我国汽车销量下滑与新能源汽车市场高涨成因[J]. 韩玉龙. 南方农机. 2019(07)
[10]摆线铣削表面特性的功率谱密度研究[J]. 李活. 机械设计与制造. 2017(08)
硕士论文
[1]多轴球头铣削表面形貌分析及摩擦系数研究[D]. 刘帅.山东大学 2015
[2]基于创新产品扩散理论的汽车市场需求长期预测方法与实证研究[D]. 陈容.重庆大学 2012
本文编号：3629582
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