本文關(guān)鍵詞：基于研拋力控制的復(fù)雜曲面精密研拋技術(shù)研究

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【摘要】：復(fù)雜曲面零件在提高工件系統(tǒng)性能,實(shí)現(xiàn)特殊的工件特性,減少系統(tǒng)零件數(shù)量,減小系統(tǒng)尺寸等方面有諸多無法比擬的優(yōu)越性,在航空航天、國防、通訊、生物醫(yī)學(xué)、能源、車輛等工業(yè)和民用領(lǐng)域有著日益增長(zhǎng)的應(yīng)用需求。復(fù)雜曲面零件能否在這些重要領(lǐng)域中獲得突破性的應(yīng)用,其關(guān)鍵還在于能否實(shí)現(xiàn)高效、精密、低成本的加工。但是復(fù)雜曲面的研拋加工工藝是直接影響復(fù)雜曲面加工零件的加工精度和加工效率的工序,在零件的加工過程中具有非常重要的研究意義。本文以五軸超精密研拋機(jī)床為實(shí)驗(yàn)平臺(tái),研究基于力控制技術(shù)的復(fù)雜曲面研拋加工工藝。由普林斯頓(Preston)理論分析可知,研拋頭與被加工零件之間的研拋壓力大小是影響研拋表面質(zhì)量非常重要的因素。本文從被加工零件與研拋頭在工作過程中的相對(duì)速度著手,推導(dǎo)復(fù)雜曲面加工過程的去除函數(shù)模型;根據(jù)復(fù)雜曲面上每一研拋點(diǎn)的去除量要求,推導(dǎo)出加工的進(jìn)給模型;根據(jù)相鄰兩點(diǎn)的位置關(guān)系,得到復(fù)雜曲面加工過程中的殘差模型,根據(jù)殘差模型可以進(jìn)一步驗(yàn)證選擇的加工步長(zhǎng)是否合理,為獲得高精度的曲面面型精度提供了有力的理論依據(jù)。研拋加工過程中,不改變研拋頭的去除能力(恒定的去除函數(shù)),而用改變研拋工具駐留時(shí)間的長(zhǎng)短來控制研拋去除量,駐留時(shí)間的長(zhǎng)短可以通過研拋工具的進(jìn)給速度來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)復(fù)雜曲面被加工零件表面的面形誤差分布以及研拋工具的去除函數(shù),計(jì)算并得到研拋工具的進(jìn)給速度的分布,去除的材料越多,則駐留的時(shí)間越長(zhǎng),進(jìn)而研拋工具的進(jìn)給速度就越小,反之亦然。根據(jù)研拋力、駐留時(shí)間和研拋去除量之間的關(guān)系,通過對(duì)研拋力檢測(cè)、解耦,根據(jù)研拋頭參數(shù)、零件的形狀參數(shù)和材料參數(shù),研拋旋轉(zhuǎn)軸的主軸轉(zhuǎn)速,解算出實(shí)時(shí)優(yōu)化的進(jìn)給率和研拋路徑補(bǔ)償值,確定研拋工具和被加工零件表面之間的研拋壓力和適合的駐留時(shí)間,使五軸超精密研拋機(jī)床在研拋力控制下可以實(shí)現(xiàn)仿人研拋操作,最終確保研拋加工零件的表面質(zhì)量。最后,在五軸超精密研拋機(jī)床上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,驗(yàn)證了所提出的方法的正確性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)雜曲面 研拋力 去除函數(shù) 駐留時(shí)間 進(jìn)給速度
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG580.6
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-20
• 1.1 課題研究的來源8
• 1.2 課題的研究背景和意義8-9
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.3.1 復(fù)雜曲面加工的發(fā)展歷程9
• 1.3.2 研拋加工技術(shù)現(xiàn)狀9-12
• 1.3.3 復(fù)雜曲面加工設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.4 駐留時(shí)間概述14-19
• 1.5 論文的主要研究?jī)?nèi)容19-20
• 第二章 復(fù)雜曲面數(shù)學(xué)模型的建立20-28
• 2.1 復(fù)雜曲面描述20-21
• 2.2 復(fù)雜曲面相關(guān)數(shù)學(xué)模型21-24
• 2.2.1 復(fù)雜曲線模型21-22
• 2.2.2 復(fù)雜曲面模型22-23
• 2.2.3 節(jié)點(diǎn)矢量的確定23-24
• 2.3 軌跡規(guī)劃24-27
• 2.3.1 復(fù)雜曲面?zhèn)鹘y(tǒng)的加工運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃方法24-25
• 2.3.2 復(fù)雜曲面研拋?zhàn)叩赌Ｊ?/span>25-26
• 2.3.3 研拋頭的形狀26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 復(fù)雜曲面研拋加工模型的建立28-38
• 3.1 研拋機(jī)床結(jié)構(gòu)及工作原理28
• 3.2 復(fù)雜曲面去除模型的建立28-30
• 3.2.1 去除理論基礎(chǔ)28-29
• 3.2.2 常見的幾種去除模型29-30
• 3.3 去除函數(shù)模型的建立30-32
• 3.4 復(fù)雜曲面的加工進(jìn)給模型建立32-34
• 3.5 復(fù)雜曲面加工殘差模型建立34-36
• 3.6 本章小結(jié)36-38
• 第四章 基于研拋力控制的復(fù)雜曲面研拋加工方法38-45
• 4.1 五軸研拋機(jī)床運(yùn)動(dòng)描述38
• 4.2 研拋工件受力分析38-39
• 4.3 研拋力與研拋壓力的區(qū)別39-40
• 4.4 力-位-姿解耦原理40
• 4.5 基于研拋力控制的復(fù)雜曲面研拋方法40-44
• 4.6 本章小結(jié)44-45
• 第五章 基于研拋力控制的研拋加工實(shí)驗(yàn)研究45-53
• 5.1 五軸精密研拋中研拋工具去除能力分析45-47
• 5.2 研拋壓力分布模型47-48
• 5.3 零件表面面形誤差48-49
• 5.4 研拋零件的去除量的確定49
• 5.5 研拋工具進(jìn)給速度分布49-50
• 5.6 研拋實(shí)驗(yàn)50-52
• 5.7 本章小結(jié)52-53
• 第六章 結(jié)論53-54
• 6.1 全文總結(jié)53
• 6.2 展望未來53-54
• 致謝54-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 作者簡(jiǎn)介58
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果58

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