【摘要】：隨著第四次工業(yè)革命浪潮的到來,受益于我國汽車、航空航天、船舶設(shè)備、電力設(shè)備、工業(yè)機械的快速發(fā)展,機床作為“工業(yè)之母”發(fā)展迅猛。其中作為機械加工主流設(shè)備的數(shù)控機床更是占據(jù)了高額的市場占有率。然而隨著社會對數(shù)控機床高速、高效、精密、智能、復(fù)合、綠色、多軸聯(lián)動、網(wǎng)絡(luò)通信等性能要求的提出,為確保數(shù)控機床能更好地解決復(fù)雜、精密、多品種零件的加工問題同時保障工件加工質(zhì)量,對數(shù)控機床加工過程機床切削狀態(tài)的研究測試就顯得愈發(fā)重要。基于上述需要本文研發(fā)設(shè)計了一套基于虛擬儀器的數(shù)控機床切削加工機理研究及測試分析系統(tǒng),具體工作內(nèi)容如下:首先在查閱大量國內(nèi)外文獻的基礎(chǔ)上論述了現(xiàn)代機床測試主要監(jiān)測內(nèi)容及測試方法,并選定切削溫度與切削力作為本課題數(shù)控機床切削加工測試及分析系統(tǒng)主要監(jiān)測對象;其次闡述了本課題測試分析系統(tǒng)相關(guān)機床測試理論。并以切削力與切削溫度機床切削研究及測試分析虛擬儀器系統(tǒng)為開發(fā)目標,對切削加工測試系統(tǒng)硬件系統(tǒng)進行了設(shè)計并論述了各硬件部分工作原理。在切削力測試方面,基于PCB260A01壓電傳感器開發(fā)設(shè)計了直流耦合參比電路,以完成本課題對切削加工測試系統(tǒng)切削力靜態(tài)分量與動態(tài)分量的測試、測量要求;自然熱電偶部分使用水銀滑環(huán)的方式完成溫度信號從轉(zhuǎn)動部件至采集設(shè)備的傳輸,改進了傳統(tǒng)自然熱電偶組裝方式中水銀槽、電刷等溫度信號傳遞方式的不足;另外將紅外熱成像儀測溫技術(shù)引入機床切削加工研究及測試分析系統(tǒng),對紅外測溫技術(shù)在機床切削加工監(jiān)測過程的應(yīng)用做出了初步探索;再次,結(jié)合現(xiàn)有硬件系統(tǒng)基礎(chǔ)及測試系統(tǒng)需求開發(fā)了切削加工實驗軟件系統(tǒng),主要包括:數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、實驗三個模塊。軟件模塊主要實現(xiàn)儀器的初始化,數(shù)據(jù)采集、顯示、儲存、查詢、讀取、生成與打印報表功能。同時基于數(shù)據(jù)采集模塊開發(fā)設(shè)計了切削加工實驗壓電測力儀標定實驗?zāi)K、自然熱電偶標定實驗?zāi)K、刀片發(fā)射率標定實驗?zāi)K、切削力經(jīng)驗公式標定模塊、切削溫度經(jīng)驗公式標定模塊等;最后,進行標定實驗及正交切削實驗完成了壓電測力儀、自然熱電偶、紅外熱像儀的標定。并結(jié)合切削過程各切削用量的變化對切削加工實驗數(shù)據(jù)進行分析,得到了正交切削實驗切削力、切削溫度隨切削用量的變化規(guī)律。同時得出各因素對切削力、切削溫度影響的顯著程度及分析,以對實際生產(chǎn)加工過程刀具切削用量大小的優(yōu)化、刀具磨損的降低及刀具的優(yōu)化設(shè)計研究等做出貢獻。
【圖文】：

削用量間的關(guān)系及本系統(tǒng)的理論正確性。本章就述，，以對后續(xù)章節(jié)研究作準備。力學(xué)理論研究床金屬切削過程進行監(jiān)測分析，必須首先建立合。目前切削力、切削溫度理論計算模型主要有經(jīng)驗[32-34]、有限元數(shù)值模擬模型[35]等。切削力、切削表面質(zhì)量、切削狀態(tài)及優(yōu)化切削加工參數(shù)等有重力、切削溫度理論模型進行闡述，研究了切削力。削力系數(shù)力學(xué)理論模型系數(shù)力學(xué)模型基本原理為，對二維直角切削力學(xué)材料形狀、切削液、加工過幾何參數(shù)等影響因素削用量間的關(guān)系[36]。

并由式（2.18）、（2.19）推導(dǎo)可得實際切削加工所、 與機床切削影響因素 、 、 間關(guān)系為：* *f fp pc cF KF R S KF K 由切削系數(shù) 、 、 值、前刀面有效切削面積的基于切削力系數(shù)力學(xué)理論模型，從而完成實驗切削模。但從 2.2.1 節(jié)切削力模型推導(dǎo)過程可知該方法在應(yīng)削參數(shù)，導(dǎo)致其建模過程繁瑣、實用性差。力經(jīng)驗公式理論模型加工過程切削力計算是較為繁雜的問題。切削力主要變形和塑性變形的抗力及切屑對刀具前刀面的摩擦阻擦阻力。國內(nèi)外學(xué)者對切削過程建立了多種模型并此、李-謝夫理論、洛遜別爾格理論、奧克斯利理論等[
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG659

【參考文獻】

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本文編號：2708777