基于虛擬加工原理的車(chē)削加工質(zhì)量建模與分析
發(fā)布時(shí)間:2021-03-03 15:47
零件的加工質(zhì)量對(duì)機(jī)械裝備的使用性能及可靠性具有重要影響。隨著裝備制造業(yè)的發(fā)展,對(duì)零件的加工質(zhì)量要求日益提高。在參考了國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,本課題系統(tǒng)地研究分析機(jī)床任意部件的誤差對(duì)工件加工質(zhì)量的影響及建模方法。研究并掌握機(jī)床各部件的單元位姿誤差對(duì)零件加工質(zhì)量的作用效果及規(guī)律,能夠?yàn)樘岣邫C(jī)床精度設(shè)計(jì)及誤差補(bǔ)償提供更直接的依據(jù)。以車(chē)削零件端面及圓柱面為例,建立了系統(tǒng)源誤差與零件加工質(zhì)量之間的關(guān)系模型。模型包含兩部分,基于虛擬加工原理,建立了執(zhí)行部件(刀具和工件)單元位姿誤差與零件加工質(zhì)量之間的直接誤差模型,同時(shí),結(jié)合機(jī)床工藝系統(tǒng)誤差源傳遞到執(zhí)行部件位姿誤差的間接誤差模型。本文側(cè)重介紹第一部分研究工作,利用多體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和齊次坐標(biāo)變換原理建立刀具和工件之間的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系,通過(guò)MATLAB編程虛擬加工出工件,并對(duì)工件的加工質(zhì)量進(jìn)行分析和評(píng)定。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:首先介紹了國(guó)內(nèi)外切削加工質(zhì)量控制的研究現(xiàn)狀和虛擬加工原理的應(yīng)用及發(fā)展,闡明了本課題的研究背景、來(lái)源及意義,歸納分析了現(xiàn)階段研究中存在的不足。以此為基礎(chǔ),提出了本文的研究思路及方法。在簡(jiǎn)略介紹基于虛擬加工原理的工件加工質(zhì)量建模相關(guān)理論的...
【文章來(lái)源】:重慶理工大學(xué)重慶市
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 引言
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 機(jī)械加工建模技術(shù)
1.2.2 機(jī)械加工質(zhì)量模型
1.2.3 虛擬制造及仿真技術(shù)
1.2.4 現(xiàn)階段研究存在的不足
1.3 課題來(lái)源及研究意義
1.3.1 課題來(lái)源
1.3.2 課題研究意義
1.4 本論文研究的主要內(nèi)容
1.5 本章小節(jié)
2 基于虛擬加工原理的加工質(zhì)量建模
2.1 加工質(zhì)量及其影響因素
2.1.1 機(jī)械加工精度及影響因素
2.1.2 機(jī)械加工表面質(zhì)量及影響因素
2.2 本論文研究思路及方法
2.3 機(jī)床誤差建模的基本理論及方法
2.3.1 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)幾何結(jié)構(gòu)描述方法
2.3.2 理想運(yùn)動(dòng)的變換矩陣
2.3.3 實(shí)際運(yùn)動(dòng)的變換矩陣
2.3.4 機(jī)床空間誤差模型建立
2.4 虛擬工件表面的成形
2.4.1 直接誤差模型和間接誤差模型
2.4.2 機(jī)床運(yùn)動(dòng)與零件成形
2.4.3 刀具模型
2.4.4 虛擬工件表面形貌仿真
2.4.5 模型正確性驗(yàn)證
2.5 本章小節(jié)
3 虛擬工件加工質(zhì)量評(píng)定
3.1 虛擬表面加工質(zhì)量評(píng)定概述
3.2 表面輪廓數(shù)據(jù)提取
3.3 虛擬工件的尺寸精度評(píng)定
3.4 虛擬工件的形狀精度評(píng)定
3.4.1 平面度誤差評(píng)定模型
3.4.2 圓度誤差評(píng)定模型
3.4.3 圓柱度誤差評(píng)定模型
3.5 虛擬工件端面對(duì)軸線的垂直度評(píng)定
3.6 虛擬工件的表面質(zhì)量評(píng)定
3.7 本章小結(jié)
4 誤差作用規(guī)律的分析方法及工具軟件編制
4.1 單一誤差因素對(duì)工件加工質(zhì)量的作用規(guī)律分析
4.2多因素對(duì)工件加工質(zhì)量的作用規(guī)律分析
4.3 基于MATLAB-GUI的可視化工具軟件編制
4.3.1 基于MATLAB-GUI的機(jī)床數(shù)字化成形軟件設(shè)計(jì)
4.3.2 虛擬工件數(shù)字化成形及分析模塊
4.4本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
5.1 工作總結(jié)
5.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于UG的五軸加工中心虛擬機(jī)床及后置處理開(kāi)發(fā)[J]. 周云曦. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2015(24)
[2]柔性制造及虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 尹念東,李艷麗,何彬. 湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[3]超精密機(jī)床研究現(xiàn)狀與展望[J]. 梁迎春,陳國(guó)達(dá),孫雅洲,陳家軒,陳萬(wàn)群,于楠. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(05)
[4]虛擬制造技術(shù)在飛行器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 鄭偉. 中國(guó)高新技術(shù)企業(yè). 2014(02)
[5]虛擬技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用研究[J]. 張學(xué)中,王秀俊. 農(nóng)業(yè)裝備技術(shù). 2012(06)
[6]機(jī)床工具行業(yè)主要用戶(hù)對(duì)數(shù)控機(jī)床的需求淺析[J]. 丁雪生. 設(shè)備管理與維修. 2005(09)
[7]加工中心的幾何誤差和熱誤差綜合補(bǔ)償模型[J]. 楊建國(guó),許黎明,劉行,李勇,李啟斌,王嶸,潘志宏. 計(jì)量學(xué)報(bào). 2001(02)
[8]虛擬制造中的工件建模和描述[J]. 李建廣,姚英學(xué). 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)-CIMS. 2000(01)
[9]神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償機(jī)床熱變形誤差的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)[J]. 楊慶東,Van Den。拢澹颍纾琛。,Venherck。,KruthJP. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2000(01)
[10]切削顫振的預(yù)報(bào)控制[J]. 于駿一,周曉勤. 中國(guó)機(jī)械工程. 1999(09)
博士論文
[1]多軸數(shù)控機(jī)床精度建模與誤差補(bǔ)償方法研究[D]. 粟時(shí)平.中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2002
碩士論文
[1]機(jī)床誤差的動(dòng)態(tài)分析方法及其控制技術(shù)研究[D]. 翟江濤.重慶理工大學(xué) 2015
[2]基于虛擬制造的數(shù)控車(chē)削加工精度預(yù)測(cè)技術(shù)研究[D]. 董超.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 2014
[3]基于虛擬制造技術(shù)的“S”件加工仿真及參數(shù)分析研究[D]. 張信.電子科技大學(xué) 2014
[4]機(jī)械加工桌面型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的研究[D]. 汪廣擴(kuò).重慶大學(xué) 2013
[5]虛擬仿真環(huán)境研究及在機(jī)器人編隊(duì)控制中的應(yīng)用[D]. 劉歡.華南理工大學(xué) 2011
[6]基于數(shù)控仿真系統(tǒng)的機(jī)械加工誤差虛擬測(cè)量方法研究[D]. 金成杰.重慶大學(xué) 2008
[7]基于特征變動(dòng)的裝配公差建模研究[D]. 歐陽(yáng)君濤.西北工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號(hào):3061524
【文章來(lái)源】:重慶理工大學(xué)重慶市
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 引言
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 機(jī)械加工建模技術(shù)
1.2.2 機(jī)械加工質(zhì)量模型
1.2.3 虛擬制造及仿真技術(shù)
1.2.4 現(xiàn)階段研究存在的不足
1.3 課題來(lái)源及研究意義
1.3.1 課題來(lái)源
1.3.2 課題研究意義
1.4 本論文研究的主要內(nèi)容
1.5 本章小節(jié)
2 基于虛擬加工原理的加工質(zhì)量建模
2.1 加工質(zhì)量及其影響因素
2.1.1 機(jī)械加工精度及影響因素
2.1.2 機(jī)械加工表面質(zhì)量及影響因素
2.2 本論文研究思路及方法
2.3 機(jī)床誤差建模的基本理論及方法
2.3.1 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)幾何結(jié)構(gòu)描述方法
2.3.2 理想運(yùn)動(dòng)的變換矩陣
2.3.3 實(shí)際運(yùn)動(dòng)的變換矩陣
2.3.4 機(jī)床空間誤差模型建立
2.4 虛擬工件表面的成形
2.4.1 直接誤差模型和間接誤差模型
2.4.2 機(jī)床運(yùn)動(dòng)與零件成形
2.4.3 刀具模型
2.4.4 虛擬工件表面形貌仿真
2.4.5 模型正確性驗(yàn)證
2.5 本章小節(jié)
3 虛擬工件加工質(zhì)量評(píng)定
3.1 虛擬表面加工質(zhì)量評(píng)定概述
3.2 表面輪廓數(shù)據(jù)提取
3.3 虛擬工件的尺寸精度評(píng)定
3.4 虛擬工件的形狀精度評(píng)定
3.4.1 平面度誤差評(píng)定模型
3.4.2 圓度誤差評(píng)定模型
3.4.3 圓柱度誤差評(píng)定模型
3.5 虛擬工件端面對(duì)軸線的垂直度評(píng)定
3.6 虛擬工件的表面質(zhì)量評(píng)定
3.7 本章小結(jié)
4 誤差作用規(guī)律的分析方法及工具軟件編制
4.1 單一誤差因素對(duì)工件加工質(zhì)量的作用規(guī)律分析
4.2多因素對(duì)工件加工質(zhì)量的作用規(guī)律分析
4.3 基于MATLAB-GUI的可視化工具軟件編制
4.3.1 基于MATLAB-GUI的機(jī)床數(shù)字化成形軟件設(shè)計(jì)
4.3.2 虛擬工件數(shù)字化成形及分析模塊
4.4本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
5.1 工作總結(jié)
5.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于UG的五軸加工中心虛擬機(jī)床及后置處理開(kāi)發(fā)[J]. 周云曦. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2015(24)
[2]柔性制造及虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 尹念東,李艷麗,何彬. 湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[3]超精密機(jī)床研究現(xiàn)狀與展望[J]. 梁迎春,陳國(guó)達(dá),孫雅洲,陳家軒,陳萬(wàn)群,于楠. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(05)
[4]虛擬制造技術(shù)在飛行器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 鄭偉. 中國(guó)高新技術(shù)企業(yè). 2014(02)
[5]虛擬技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用研究[J]. 張學(xué)中,王秀俊. 農(nóng)業(yè)裝備技術(shù). 2012(06)
[6]機(jī)床工具行業(yè)主要用戶(hù)對(duì)數(shù)控機(jī)床的需求淺析[J]. 丁雪生. 設(shè)備管理與維修. 2005(09)
[7]加工中心的幾何誤差和熱誤差綜合補(bǔ)償模型[J]. 楊建國(guó),許黎明,劉行,李勇,李啟斌,王嶸,潘志宏. 計(jì)量學(xué)報(bào). 2001(02)
[8]虛擬制造中的工件建模和描述[J]. 李建廣,姚英學(xué). 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)-CIMS. 2000(01)
[9]神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償機(jī)床熱變形誤差的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)[J]. 楊慶東,Van Den。拢澹颍纾琛。,Venherck。,KruthJP. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2000(01)
[10]切削顫振的預(yù)報(bào)控制[J]. 于駿一,周曉勤. 中國(guó)機(jī)械工程. 1999(09)
博士論文
[1]多軸數(shù)控機(jī)床精度建模與誤差補(bǔ)償方法研究[D]. 粟時(shí)平.中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2002
碩士論文
[1]機(jī)床誤差的動(dòng)態(tài)分析方法及其控制技術(shù)研究[D]. 翟江濤.重慶理工大學(xué) 2015
[2]基于虛擬制造的數(shù)控車(chē)削加工精度預(yù)測(cè)技術(shù)研究[D]. 董超.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 2014
[3]基于虛擬制造技術(shù)的“S”件加工仿真及參數(shù)分析研究[D]. 張信.電子科技大學(xué) 2014
[4]機(jī)械加工桌面型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的研究[D]. 汪廣擴(kuò).重慶大學(xué) 2013
[5]虛擬仿真環(huán)境研究及在機(jī)器人編隊(duì)控制中的應(yīng)用[D]. 劉歡.華南理工大學(xué) 2011
[6]基于數(shù)控仿真系統(tǒng)的機(jī)械加工誤差虛擬測(cè)量方法研究[D]. 金成杰.重慶大學(xué) 2008
[7]基于特征變動(dòng)的裝配公差建模研究[D]. 歐陽(yáng)君濤.西北工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號(hào):3061524
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