本文關(guān)鍵詞：超聲振動車削中工件圓度誤差的理論分析與研究

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【摘要】：圓度精度,作為機(jī)械加工中最常見的形狀精度要求之一,對任何具有圓柱、圓錐、內(nèi)孔和外圓的零件截面均提出加工精度要求。如何保證加工精度,減小圓度誤差一直是傳統(tǒng)車削加工領(lǐng)域中的經(jīng)典難題。本文針對車削過程主要受切削力、切削熱和剛度變化影響的特點(diǎn),引入超聲振動加工技術(shù),建立超聲振動車削圓度誤差的數(shù)學(xué)模型;對普通車床進(jìn)行改造,建立超聲振動車削實(shí)驗(yàn)系統(tǒng);研究切削用量對圓度誤差的影響,建立超聲振動車削下圓度誤差的經(jīng)驗(yàn)公式。根據(jù)圓度誤差與工藝系統(tǒng)變形量的位置關(guān)系,在一定假設(shè)前提下,建立切削力的數(shù)學(xué)模型,計(jì)算工藝系統(tǒng)剛度,推導(dǎo)出振動車削下圓度誤差與切削用量的理論關(guān)系模型;在數(shù)值仿真中,研究了切削用量對圓度誤差的影響,并與普通車削進(jìn)行了對比。為了建立超聲振動切削實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),對超聲振動裝置中的發(fā)生器,換能器,變幅桿,專用刀架等進(jìn)行了選型與設(shè)計(jì);對超聲振動系統(tǒng)整體剛度進(jìn)行有限元分析,仿真結(jié)果表明在受切削力作用下的變形可忽略不計(jì),滿足使用要求;搭建超聲振動實(shí)驗(yàn)平臺,進(jìn)行調(diào)試使其達(dá)到最佳工作狀態(tài)。進(jìn)行超聲振動車削和普通車削圓度誤差的單因素對比實(shí)驗(yàn),研究切削用量和振幅對超聲振動車削圓度誤差的影響;對比分析振動車削和普通車削在圓度誤差曲線、表面粗糙度、切屑形態(tài)方面的不同;建立圓度誤差正交實(shí)驗(yàn),得到超聲振動車削圓度誤差的經(jīng)驗(yàn)公式,并對其進(jìn)行了擬合優(yōu)度檢驗(yàn)、回歸方程檢驗(yàn)以及回歸系數(shù)檢驗(yàn)。結(jié)果表明,在實(shí)驗(yàn)條件下振動車削能明顯減小圓度誤差,且所建立的超聲振動車削圓度誤差經(jīng)驗(yàn)公式比較準(zhǔn)確,具有一定實(shí)際指導(dǎo)作用。
【關(guān)鍵詞】：圓度誤差 超聲振動車削 切削用量 數(shù)學(xué)建模 正交實(shí)驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG51
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題研究背景10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 振動切削國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 圓度誤差國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 超聲振動切削技術(shù)的特點(diǎn)及機(jī)理12-14
• 1.4 課題的研究意義14-15
• 1.5 課題的主要研究內(nèi)容15
• 本章小結(jié)15-16
• 第二章 超聲振動車削圓度誤差的建模研究16-29
• 2.1 超聲振動車削工藝系統(tǒng)圓度誤差的數(shù)學(xué)模型16-23
• 2.1.1 圓度誤差與工藝系統(tǒng)變形量的關(guān)系16-18
• 2.1.2 工藝系統(tǒng)變形量的計(jì)算18-20
• 2.1.3 工藝系統(tǒng)剛度的計(jì)算20-23
• 2.2 超聲振動車削的切削力模型23-25
• 2.3 超聲振動車削圓度誤差的數(shù)值仿真分析25-28
• 本章小結(jié)28-29
• 第三章 超聲振動車削系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺建立29-41
• 3.1 超聲振動裝置的選型及設(shè)計(jì)29-35
• 3.1.1 超聲波發(fā)生器的選用29-30
• 3.1.2 超聲波換能器的設(shè)計(jì)30-32
• 3.1.3 超聲波變幅桿的設(shè)計(jì)32-33
• 3.1.4 專用刀架的設(shè)計(jì)33-35
• 3.2 車削工藝實(shí)驗(yàn)裝置的選用35-38
• 3.2.1 車削機(jī)床的選用35-36
• 3.2.2 車削刀具的選用36-37
• 3.2.3 跟刀架及切削液的選用37-38
• 3.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的組裝及調(diào)試38-40
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的組裝38-39
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)裝置的調(diào)試39-40
• 本章小結(jié)40-41
• 第四章 超聲振動車削單因素對比實(shí)驗(yàn)研究41-55
• 4.1 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)41-43
• 4.2 振動方向?qū)Τ曊駝榆囅鲌A度誤差的影響43-45
• 4.3 單因素對超聲振動車削圓度誤差的影響45-49
• 4.3.1 切削速度對超聲振動車削圓度誤差的影響45-46
• 4.3.2 進(jìn)給量對超聲振動車削圓度誤差的影響46-47
• 4.3.3 背吃刀量對超聲振動車削圓度誤差的影響47-48
• 4.3.4 超聲振動振幅對超聲振動車削圓度誤差的影響48-49
• 4.4 超聲振動切削和普通切削實(shí)驗(yàn)效果的對比49-54
• 4.4.1 圓度曲線對比49-50
• 4.4.2 表面粗糙度對比50-53
• 4.4.3 切屑形態(tài)對比53-54
• 本章小結(jié)54-55
• 第五章 超聲振動車削正交實(shí)驗(yàn)與分析55-68
• 5.1 正交模型的建立55-57
• 5.1.1 正交實(shí)驗(yàn)概述55
• 5.1.2 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)55-57
• 5.2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析57-63
• 5.2.1 正交實(shí)驗(yàn)極差分析57-61
• 5.2.2 正交實(shí)驗(yàn)回歸分析61-63
• 5.3 多元線性回歸的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)63-66
• 5.3.1 擬合優(yōu)度檢驗(yàn)63-65
• 5.3.2 回歸方程檢驗(yàn)65
• 5.3.3 回歸系數(shù)檢驗(yàn)65-66
• 5.4 經(jīng)驗(yàn)公式的驗(yàn)證66-67
• 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論與展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-71
• 附錄AMATLAB求解回歸模型及檢驗(yàn)源程序71-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文74-75
• 致謝75-76

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