机械加工参数对表面形貌及接触特性参数的影响研究

发布时间：2021-01-01 07:51

　　随着机械设备精度要求不断提高,对机械装备整机静态刚度,动态刚度、阻尼性能的研究和设计的要求也随之提高。机械结合面静、动态接触刚度和阻尼既是反映机械结合面接触特性的基础参数,也是决定整机静、动态性能的关键参数。因为在分析结合面接触刚度、阻尼时,需要借助机械加工表面形貌中的微凸体半径R、密度η以及均方根粗糙度σ这三个微凸体表征参数,而这三个微凸体表征参数又与加工方法以及加工参数（切削、磨削用量）之间存在一定的关系;所以,分析加工参数对三个微凸体表征参数的影响,可以间接地揭示出不同切削用量对结合面静、动态接触刚度和阻尼的影响,进而可以从提高机械装备整机静态、动态性能的角度,对机械加工方法和切削参数进行逆向设计。因此,本文从建立形成结合面的表面形貌仿真模型,提取仿真表面形貌中的三个微凸体表征参数,分别建立三个微凸体表征与加工参数的理论预测模型展开研究,旨在分析加工参数对结合面接触刚度、阻尼的影响规律,进而为提高机械设备整机静刚度,动态刚度、阻尼性能提供理论支撑和技术方案。1、建立典型加工表面形貌的仿真模型。建立考虑加工参数、自激振动、随机影响影响因素综合影响的端面车削、磨削工件表面形貌的理论仿... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

端面车削车刀刀尖运动轨迹及残余材料高度轨迹线

2端面车削工件表面形貌仿真建模9进给量f相等，则在A与B相邻两点之间存在未被切削掉的残余材料，这些残余材料的轮廓线AC与CB的形状是刀具切削刃形状在其上的映射，所以，该轮廓线形状与刀具切削刃高度相似。本文在建立端面车削工件表面形貌仿真模型中采用的车刀切削刃轮廓形状近似为二次抛物线，如（式2-10所示）。图2-1端面车削车刀刀尖运动轨迹及残余材料高度轨迹线Figure2-1Thetrajectoryoftipturningandtheheightofresidualmaterial）（222)(2fxfrxxFe(2-10)式中：x——为工件表面形貌中的理论高度值（mm）；er——为刀具刀尖半径(mm)。图2-2中表示刀尖半径为0.4mm,切削刃形状为式(2-10)的端面车削加工工件表面形貌形成图。在端面车削加工过程任意时刻，工件表面形貌中的残余材料高度轨迹线上的各点与同一时刻刀具刀尖轨迹线上的各项比较，两者在xoy平面中处处相距0.5f。在端面车削表面形貌仿真中，将残余材料的高度位置与同一时刻刀尖点位置式(2-4)相比较，其在笛卡尔坐标系中的表达式（2-11）如下所示。图2-2端面车削车刀刀尖点位置与残余材料高度点相对位置示意图Figure2-2Schematicdiagramofthepositionofthetippointoftheturningtoolandtheheightoftheresidualmaterialoxz2ep1er切削刃轮廓

2端面车削工件表面形貌仿真建模13具体上、下临界值判断自相关特性，其相关特性如图2-3所示，图中：①L0dd时，残差存在一阶正相关特性，愈接近0自相关愈强；②dd44U时，残差存在一阶负相关特性，愈接近4自相关愈强；③UUddd4时，残差不存在自相关特性，愈接近2无自相关性愈强;④ULddd或LU44ddd时，无法判断残差自相关特性存在与否。图2-3自相关特性区域划分Figure2-3Autocorrelationcharacteristicareadivision(4)自相关修正如果在随机项序列中存在自相关时，应当予以修正。本文通过科克兰内-奥克特法对自相关修正，该方法又称为逐步迭代法，随着迭代次数增加，能获得比较精确的自相关系。在实际分析时，经常迭代两次就可以获得精确的自相关系数。具体的获取的步骤如下所示：①根据观测数据，获得样本的初步模型：ttXbbY10(2-25)②计算随机项：)(00tttteYXbbYY(2-26)③计算残差的一阶自回归方程：tttVee1(2-27)④自相关系数初始值：1211ttteee(2-28)⑤通过初次估计值用广义差分对原模型进行第一次迭代：)1()1(10)1(tttVXbbY(2-29)⑥初步模型的残差序列自相关再检验，无自相关，则迭代结束，求出回归模型中自


本文编号：2951215