深孔加工切削液系统在线监控

发布时间：2017-05-04 19:07

  本文关键词：深孔加工切削液系统在线监控，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着现代制造业的快速发展,深孔加工技术在机械加工中的应用越来越广泛。由于深孔加工处于半封闭状态,操作人员无法及时、准确获知深孔实时加工状态,对深孔加工状况进行实时在线监控非常必要。切削液在深孔加工担任润滑、冷却和排屑的重要功能,切削液状态能够准确反映深孔加工过程是否正常。因此研究深孔加工切削液的在线监控技术具有重要的意义。根据计算流体力学的相关理论,通过对深孔钻削系统和切削液特性的分析研究,确定建立以切削液油压和油温为监控对象的在线监控方案,本文对不同钻削深度和不同堵屑比例下的切削液流场进行建模和网格划分,结合CFD软件,研究切削液流场规律,并分别进行深孔钻削系统正常工作状态和堵屑状态的数值试验。根据数值试验的结果分析切削参数与切削液流场的相互关系,确定数学模型的类型。对切削液流场的数学模型进行参数估计,并考察主轴转速、钻削深度、堵屑比例和入口油压的函数关系。根据钻削加工参数和监测数据预测堵屑情况,设计深孔钻削系统故障指示器,确定故障监测和控制的具体步骤,分析切削液在线监控的功能要求,选用所需硬件,确定监控系统的开发平台,根据开发平台特点建立深孔加工切削液监控系统。本文对深孔加工中切削液在线监控技术的发展具有一定的理论和实践意义,对深孔加工过程在线监控的进一步研究提供了一定的参考价值。
【关键词】：深孔加工 切削液 数学模型 在线监控
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG52;TP277
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1.绪论10-14
• 1.1 课题背景及研究意义10-11
• 1.2 深孔加工状态在线监控技术的发展现状11-12
• 1.3 课题的主要研究内容12-14
• 2.深孔加工系统切削液状态监控方案研究14-28
• 2.1BTA深孔钻镗床的结构及其工作原理14-15
• 2.2 深孔钻削系统常见故障及监控系统建立15-19
• 2.2.1 深孔加工系统常见故障15-16
• 2.2.2 深孔加工系统监测方案16-18
• 2.2.3 深孔加工切削液状态监控系统18-19
• 2.3 基于切削液的深孔钻削系统故障诊断理论研究19-21
• 2.3.1 故障诊断理论概述19-20
• 2.3.2 确定适用于深孔钻削系统的故障诊断方法20
• 2.3.3 基于模型故障诊断方法的数学模型20-21
• 2.4 系统辨识建模的思路21-23
• 2.4.1 系统辨识的关键问题21-22
• 2.4.2 最小二乘法辨识22-23
• 2.5 切削液流场特性分析23-25
• 2.5.1 切削液流动状态分析23-24
• 2.5.2 切削液流场的压力场特性分析24-25
• 2.6 基于计算流体动力学的数值试验方法25-26
• 2.6.1 计算流体力学概述25-26
• 2.6.2 深孔加工系统流场数值试验的关键问题26
• 2.7 本章小结26-28
• 3.深孔加工系统流场的数值试验研究28-45
• 3.1 深孔加工系统流场三维建模及网格划分28-32
• 3.1.1 深孔加工系统流场三维建模的主要内容28
• 3.1.2 深孔加工系统刀体和钻杆的三维建模28-30
• 3.1.3 深孔加工系统流场的三维建模30-31
• 3.1.4 深孔加工系统切削液流场的网格划分31-32
• 3.2 深孔加工系统流场CFD模型的建模方法32-38
• 3.2.1 深孔加工系统流场的控制方程32-36
• 3.2.2 深孔加工系统流场控制方程的离散化36-37
• 3.2.3 深孔加工系统流场数值计算方法37-38
• 3.3 深孔加工切削液流场正常工作状态的数值试验38-42
• 3.3.1 深孔加工正常状态下的切削液流场数值试验方案38-39
• 3.3.2 深孔加工切削液流场数值试验的方法39-40
• 3.3.3 数值试验的后处理40-42
• 3.4 深孔加工切削液流场堵屑状态下的数值试验42-43
• 3.4.1 堵屑状态下的数值试验方案42
• 3.4.2 刀头喉部堵屑的数值试验42-43
• 3.5 本章小结43-45
• 4.深孔加工系统故障诊断的数学模型研究45-57
• 4.1 深孔加工切削液系统数学模型的类型45-53
• 4.2 深孔加工切削液系统数学模型的参数估计53-55
• 4.3 残差分析55-56
• 4.4 本章小结56-57
• 5.深孔钻削在线监控虚拟仪器的设计57-65
• 5.1 虚拟仪器简介57-59
• 5.1.1 虚拟仪器的概念和特点57
• 5.1.2 虚拟仪器系统的构成57-59
• 5.2 切削液在线监控系统的硬件设备59-60
• 5.3 切削液在线监控系统的软件设计60-64
• 5.3.1 切削液在线监控系统的数据采集模块60-63
• 5.3.2 切削液在线监控系统的反馈控制63-64
• 5.4 本章小结64-65
• 6.结论和展望65-67
• 6.1 结论65
• 6.2 展望65-67
• 参考文献67-71
• 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果71-72
• 致谢72-73

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 彭海,刘战锋,刘雁蜀;深孔加工难题例解[J];新技术新工艺;2001年06期

2 吕军;深孔加工的实践[J];机械管理开发;2001年S1期

3 ;深孔加工新技术[J];制造技术与机床;2004年07期

4 张棉好;深孔加工的编程及技巧[J];CAD/CAM与制造业信息化;2005年04期

5 崔贵波;吴伏家;常兴;;深孔加工过程中实时检测的研究[J];机械工程师;2008年03期

6 徐良清;;小直径深孔加工的探讨[J];现代制造技术与装备;2011年01期

7 ;国产机床突破深孔加工难题[J];机床与液压;2011年20期

8 ;山东普利森破解深孔加工难题[J];国防制造技术;2011年05期

9 Christer Richt;;开创深孔加工新天地[J];机械工程师;2011年11期

10 山特维克可乐满;;多任务机床上的深孔加工需求快速增长[J];航空制造技术;2013年12期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 孔令飞;李言;郑建明;;初弯曲下深孔加工孔位置误差特性分析[A];制造技术自动化学术会议论文集[C];2004年

2 张银东;陈磊;李文华;纪玉龙;;深孔加工中负压抽屑效果影响因素研究[A];2005年中国机械工程学会年会论文集[C];2005年

3 吴昌木;朱玉麟;;纺丝卷绕头关键件深孔车削技术[A];第十届陈维稷优秀论文奖论文汇编[C];2007年

4 姜雪梅;;空心长轴深孔加工工艺研究[A];第三届民用飞机先进制造技术及装备论坛论文汇编[C];2011年

5 李晓慧;;柴油机摇臂类零件小孔径深孔加工工艺[A];2010全国机电企业工艺年会《上海电气杯》征文论文集[C];2010年

6 徐宏英;程宪华;李权;魏志远;韩建忠;;解决深孔加工问题的工艺措施[A];第三届十省区市机械工程学会科技论坛暨黑龙江省机械工程学会2007年年会论文（摘要）集[C];2007年

7 胡占齐;赵武;缪磊;;BTA钻杆内切削液对深孔加工的扰动分析[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 ;电脑数控深孔加工机[N];中国机电日报;2002年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 董振;基于脉冲流体特性的深孔加工高效排屑及实时监控技术研究[D];中北大学;2016年

2 孔令飞;深孔加工中钻杆系统非线性动态行为研究[D];西安理工大学;2010年

3 刘兆华;准干式深孔加工系统及其冷却润滑机理研究[D];中北大学;2010年

4 陈振亚;基于流体动力润滑理论的深孔加工直线度误差分析研究[D];中北大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陈振亚;深孔加工孔轴心偏斜及系统优化设计研究[D];中北大学;2013年

2 贾伟涛;BTA深孔钻杆的动态特性及稳定性分析[D];河南理工大学;2014年

3 董文心;准干式深孔加工中排屑装置的仿真与研究[D];中北大学;2016年

4 方玮;基于BTA刀具系统的深孔加工直线度误差分析研究[D];中北大学;2016年

5 张继明;深孔加工切削液系统在线监控[D];中北大学;2016年

6 李鑫勇;准干式深孔加工系统构建及关键技术研究[D];中北大学;2011年

7 姜伟波;低温冷风技术在深孔加工中的应用研究[D];西安石油大学;2013年

8 马广轩;基于梁理论的深孔加工动力学分析[D];中北大学;2014年

9 胡建国;核电管板深孔加工精度控制研究[D];上海交通大学;2011年

10 张猛;可重构深孔加工机床的设计与研究[D];中北大学;2013年

  本文关键词：深孔加工切削液系统在线监控，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：345624