本文關(guān)鍵詞：TK6920重型落地鏜銑床綜合熱誤差檢測(cè)及建模研究

  更多相關(guān)文章： 熱特性 重型機(jī)床 熱誤差檢測(cè) 熱誤差建模

【摘要】：隨著我國(guó)重型裝備制造業(yè)對(duì)大型零件加工的需求增加,重型機(jī)床作為工作母機(jī)日益受到重視。重型機(jī)床由于自身和工件尺寸大,行程長(zhǎng),因而易受環(huán)境溫度變化的影響產(chǎn)生整體熱變形;同時(shí)因其自身質(zhì)量和慣量大,各個(gè)軸所需驅(qū)動(dòng)功率較大,零部件溫升嚴(yán)重,加之車間環(huán)境溫度狀況復(fù)雜,各種熱源通過(guò)不同傳熱方式將熱量傳遞至機(jī)床各構(gòu)件上,導(dǎo)致其產(chǎn)生較大的熱變形。這些熱變形相互疊加,使得主軸刀尖點(diǎn)產(chǎn)生偏移,降低乃至惡化機(jī)床加工精度。本文以TK6920重型落地鏜床為研究對(duì)象,針對(duì)“TK6920重型落地鏜床綜合熱誤差檢測(cè)及建模研究”這一問(wèn)題而展開;運(yùn)用有限元技術(shù)對(duì)該型機(jī)床展開了溫度場(chǎng)和熱變形場(chǎng)仿真分析,基于虛擬儀器技術(shù)開發(fā)了熱特性檢測(cè)系統(tǒng),設(shè)計(jì)了環(huán)境和不同工況下的熱特性實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析建立了具有魯棒性強(qiáng)的多元線性回歸熱誤差預(yù)測(cè)模型。論文主要開展了如下研究工作:1.在分析TK6920重型落地鏜床熱源和相應(yīng)的邊界條件基礎(chǔ)上,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式和理論模型確定各熱源的大小和對(duì)流邊界系數(shù)的大小,建立了整機(jī)和關(guān)鍵部件的有限元模型獲得了整機(jī)和關(guān)鍵部件的溫度場(chǎng)和變形場(chǎng)。2.依據(jù)TK6920機(jī)床溫升和熱變形的特點(diǎn),設(shè)計(jì)出適合該型號(hào)機(jī)床的熱特性檢測(cè)系統(tǒng),并開發(fā)了熱誤差檢測(cè)專用夾具,合理布置了溫度和熱變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)。3.完成了車間豎直方向上的環(huán)境溫度和多種工況的研究實(shí)驗(yàn);并分析了環(huán)境溫度分布規(guī)律及對(duì)冷機(jī)主軸熱變形的作用,同樣分析了多種主軸熱變形規(guī)律,結(jié)果顯示主軸熱變形變化與主軸轉(zhuǎn)速變化呈正相關(guān)。4.在以上分析基礎(chǔ)上,根據(jù)關(guān)鍵溫度測(cè)點(diǎn)優(yōu)化的相關(guān)理論,對(duì)該型機(jī)床關(guān)鍵溫度測(cè)點(diǎn)進(jìn)行分類優(yōu)化,得到了關(guān)鍵溫度測(cè)點(diǎn);建立了相關(guān)工況的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和線性回歸預(yù)測(cè)模型,并對(duì)比分析了不同工況模型的擬合度及其預(yù)測(cè)精度,結(jié)果證實(shí)了線性回歸預(yù)測(cè)精度高于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),從而確定了線性回歸模型作為熱誤差模型;通過(guò)該模型中關(guān)鍵溫度測(cè)點(diǎn)個(gè)數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,最終建立了包含環(huán)境溫度和優(yōu)化后的關(guān)鍵溫度測(cè)點(diǎn)模型。
【關(guān)鍵詞】：熱特性 重型機(jī)床 熱誤差檢測(cè) 熱誤差建模
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG536
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 背景11-12
• 1.1.1 課題來(lái)源11
• 1.1.2 課題研究目的和意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 環(huán)境溫度對(duì)機(jī)床熱效應(yīng)的影響12
• 1.2.2 不同轉(zhuǎn)速下機(jī)床熱特性分析12-13
• 1.2.3 溫度及熱誤差的檢測(cè)技術(shù)13-14
• 1.2.4 熱誤差預(yù)測(cè)模型14-15
• 1.3 本論文的主要研究?jī)?nèi)容和研究方法15-16
• 1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.3.2 研究方法與技術(shù)路線16
• 1.4 本章小結(jié)16-18
• 第二章 TK6920落地鏜床熱特性分析18-34
• 2.1 機(jī)床熱特性相關(guān)理論18-20
• 2.1.1 熱源分析19
• 2.1.2 熱傳學(xué)基礎(chǔ)理論19-20
• 2.2 TK6920結(jié)構(gòu)特點(diǎn)20-22
• 2.3 TK6920落地鏜床溫度場(chǎng)和變形場(chǎng)的有限元仿真分析22-33
• 2.3.1 熱有限元分析法22-23
• 2.3.2 TK6920有限元模型的建立23-25
• 2.3.3 TK6920溫度場(chǎng)分析25-30
• 2.3.4 該型機(jī)床熱變形分析30-33
• 2.4 小結(jié)33-34
• 第三章 TK6920熱特性檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)分析34-56
• 3.1 總體檢測(cè)方案設(shè)計(jì)34
• 3.2 TK6920熱特性檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)34-42
• 3.2.1 檢測(cè)系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)34-38
• 3.2.2 檢測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)38-42
• 3.3 環(huán)境溫度對(duì)TK6920熱特性影響的實(shí)驗(yàn)42-45
• 3.3.1 測(cè)試方案設(shè)計(jì)42-43
• 3.3.2 環(huán)境溫度對(duì)TK6920熱變形影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析43-45
• 3.3.3 減少環(huán)境環(huán)境溫度對(duì)TK6920主軸熱變形影響的建議與措施45
• 3.4 固定轉(zhuǎn)速下TK6920機(jī)床熱平衡實(shí)驗(yàn)45-48
• 3.4.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)45-46
• 3.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析46-48
• 3.5 不同轉(zhuǎn)速下TK6920主軸熱變形的實(shí)驗(yàn)48-53
• 3.5.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)48-49
• 3.5.2 測(cè)試結(jié)果及分析49-53
• 3.5.3 不同工況下控制機(jī)床主軸熱變形的建議與措施53
• 3.6 TK6920切削實(shí)驗(yàn)53-54
• 3.6.1 方案設(shè)計(jì)53-54
• 3.6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析54
• 3.7 本章小結(jié)54-56
• 第四章 熱誤差建模及優(yōu)化56-72
• 4.1 熱誤差建模理論56-59
• 4.1.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型56-58
• 4.1.2 多元線性回歸模型58-59
• 4.2 關(guān)鍵溫度測(cè)點(diǎn)的優(yōu)化選擇59-62
• 4.2.1 關(guān)鍵溫度測(cè)點(diǎn)的優(yōu)化選擇原則59-61
• 4.2.2 TK6920內(nèi)部熱源溫度測(cè)點(diǎn)優(yōu)化61-62
• 4.3 考慮環(huán)境和內(nèi)部熱對(duì)重型機(jī)床主軸熱變形的多元線性回歸模型及BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型62-66
• 4.3.1 多元線性回歸模型62-65
• 4.3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型65-66
• 4.4 各種模型與FEA對(duì)比分析66-67
• 4.5 TK6920熱誤差模型的優(yōu)化及應(yīng)用試驗(yàn)67-71
• 4.5.1 熱誤差模型優(yōu)化67-69
• 4.5.2 熱誤差模型應(yīng)用試驗(yàn)69-71
• 4.6 本章小結(jié)71-72
• 第五章 總結(jié)與展望72-74
• 5.1 全文總結(jié)72
• 5.2 后續(xù)工作及其展望72-74
• 致謝74-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果78-79

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 商鵬;阮宏慧;張大衛(wèi);;基于球桿儀的三軸數(shù)控機(jī)床熱誤差檢測(cè)方法[J];天津大學(xué)學(xué)報(bào);2006年11期

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本文編號(hào)：1126755