【摘要】：復(fù)雜零件是指結(jié)構(gòu)復(fù)雜、多質(zhì)量特征、多加工工序、高制造精度的機械零件,其加工過程的質(zhì)量控制是提高產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)競爭力的基礎(chǔ)。本文以復(fù)雜零件加工過程質(zhì)量控制為對象,采用理論分析與工程應(yīng)用相結(jié)合的研究方法,重點研究復(fù)雜零件加工過程誤差傳遞建模、誤差源可診斷性分析和識別、加工過程工藝能力指數(shù)計算及調(diào)控、加工過程裝夾規(guī)劃選擇等核心技術(shù),構(gòu)建復(fù)雜零件加工過程質(zhì)量控制的理論基礎(chǔ),提出面向裝配的復(fù)雜零件加工過程質(zhì)量控制方法。論文的主要研究內(nèi)容如下： (1)在分析復(fù)雜零件加工過程特征和誤差源的基礎(chǔ)上,提出復(fù)雜零件加工過程誤差傳遞的狀態(tài)空間建模理論。采用微分運動矢量描述工件,采用齊次變換建立復(fù)雜零件加工過程誤差傳遞模型,確立復(fù)雜零件加工質(zhì)量特征誤差與加工過程中各種過程參數(shù)之間明確的數(shù)學(xué)關(guān)系,實現(xiàn)復(fù)雜零件加工過程誤差傳遞的量化分析,并用實例加以驗證。 (2)復(fù)雜零件加工過程誤差信息傳遞和誤差源識別問題研究。在分析復(fù)雜零件加工過程誤差信息相關(guān)性的基礎(chǔ)上,提出一種誤差源的在線識別方法。通過把誤差傳遞模型轉(zhuǎn)化成線性混合形式,建立加工過程誤差源的識別模型；參考線性混合模型中可識別性的概念,建立復(fù)雜零件加工過程誤差源的完全可診斷模型和部分可診斷模型,提出部分可診斷加工過程的最小可診斷類和可診斷性分析方法；將多元方差成分分析方法引入到加工過程診斷中,結(jié)合工程實例,提出基于參數(shù)估計和檢驗統(tǒng)計的復(fù)雜零件加工過程誤差源在線識別方法,實現(xiàn)加工過程誤差源的快速識別。 (3)復(fù)雜零件加工過程工藝能力問題研究。在研究復(fù)雜零件加工過程調(diào)整策略的基礎(chǔ)上,建立復(fù)雜零件加工過程工藝能力的觀察模型；采用田口質(zhì)量損失函數(shù),提出復(fù)雜零件加工過程的工藝能力指數(shù)的計算方法；為獲得效能最優(yōu)的過程工藝能力調(diào)控方法,提出兩層的復(fù)雜零件加工過程工藝能力影響參數(shù)的敏感性分析模型,以此確定過程調(diào)整的方向和方位；結(jié)合工程實例,提出復(fù)雜零件加工過程工藝能力調(diào)控方法。 (4)復(fù)雜零件加工過程裝夾規(guī)劃優(yōu)化問題研究。基于復(fù)雜零件加工過程誤差傳遞模型,建立復(fù)雜零件加工裝夾誤差傳遞模型和以滿足質(zhì)量規(guī)范且加工成本最小為目標(biāo)函數(shù)的裝夾規(guī)劃優(yōu)化模型,并采用動態(tài)規(guī)劃理論求解,實現(xiàn)復(fù)雜零件加工裝夾工藝參數(shù)的優(yōu)化配置。 (5)面向裝配的復(fù)雜零件加工過程質(zhì)量控制問題研究。在分析面向裝配的復(fù)雜零件加工過程質(zhì)量控制問題的基礎(chǔ)上,提煉出其核心技術(shù),提出裝配中選配度的計算公式；在研究單個復(fù)雜零件加工過程質(zhì)量控制流程的基礎(chǔ)上,提出面向裝配的復(fù)雜零件加工過程質(zhì)量控制流程；結(jié)合工程實例,提出面向裝配的復(fù)雜零件加工過程質(zhì)量控制方法。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TH161.1
【圖文】：

制技術(shù)就成為實現(xiàn)高精度、高質(zhì)量制造的核心技術(shù)，是制造技術(shù)的重要研究方向之一。復(fù)雜零件的加工過程是一個串行與并行相結(jié)合的多工序、高精度過程，例如發(fā)動機制造、汽車生產(chǎn)等。如圖1一1中的發(fā)動機部件就是典型的復(fù)雜零件。圖1一I復(fù)雜零件的例子一發(fā)動機缸體.2復(fù)雜零件加工過程質(zhì)量控制的現(xiàn)狀及存在的問題針對復(fù)雜零件的加工過程，傳統(tǒng)質(zhì)量控制方法面臨著以下挑戰(zhàn):(l)目前，零件加工質(zhì)量控制通常是針對單工序的，將一個生產(chǎn)過程劃分成多個工序，然后在這些工序后面加入質(zhì)量檢驗和控制點，或應(yīng)用統(tǒng)計過程控制方法以提高該工序的質(zhì)量。它沒有考慮復(fù)雜零件加工過程中多因素藕合現(xiàn)象的存在，僅僅是對各工序的每個零件質(zhì)量特征進行獨立分析，雖然近年來兩種

武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文從工藝設(shè)計的角度出發(fā)，在復(fù)雜零件加工過程誤差傳遞模型的基礎(chǔ)上，建立復(fù)雜零件加工過程中的裝夾誤差傳遞模型，在該模型的基礎(chǔ)上，研究復(fù)雜零件加工過程中的最優(yōu)裝夾規(guī)劃選擇方法，并提出其求解算法。5)面向裝配的復(fù)雜零件加工過程質(zhì)量控制方法研究根據(jù)復(fù)雜零件加工過程的最終要求，研究面向裝配的復(fù)雜零件加工過程質(zhì)量控制方法，分析其控制過程和核心技術(shù)，推導(dǎo)面向裝配的復(fù)雜零件加工過程質(zhì)量控制效能的量化評價公式，研究單個復(fù)雜零件和面向裝配的復(fù)雜零件加工過程質(zhì)量控制的實現(xiàn)流程。本論文研究內(nèi)容的組織結(jié)構(gòu)如圖1一2所示。

工序k陣州工序傘1卜奮最終加工完成的復(fù)雜零件據(jù).一一汗如▲一濘一，，一工圖2一2復(fù)雜零件加工過程當(dāng)復(fù)雜零件經(jīng)過這多個工序時，一般具有以下的特性:1.多工序并行和串行的混合結(jié)構(gòu);2.因為一道工序的輸出是另一道工序的輸入，故采用前饋或反饋的回路，使得某一道工序的零件質(zhì)量不僅受當(dāng)前工序誤差的影響，也受前道工序傳遞下來的誤差的影響，導(dǎo)致最終零件的質(zhì)量是所有工序誤差的累積;3.每一工序中包含有多個過程和特征變量，這些變量通常有著不同的數(shù)據(jù)類型和不同的范圍，導(dǎo)致了加工過程中含有混合數(shù)據(jù)類型和多種不同類型的變量;4.共同的和隨機的特性，也就是說，最終的零件質(zhì)量取決于加工過程中每個工序的累積。復(fù)雜零件加工過程的特征如圖2一3所示。原材料或輸入_「件最終零件工序1}二序2[序N_仁序中確定的過程/產(chǎn)品變量}二序中白由的過程變量戈

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本文編號：2754493