本文關(guān)鍵詞：基于小波包技術(shù)的刀具振動(dòng)分析及表面粗糙度預(yù)測，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：表面粗糙度對零件的使用性能有很大的影響,如果能在切削過程中在線預(yù)測表面粗糙度值,則可以及時(shí)調(diào)整切削參數(shù),有效地控制產(chǎn)品的廢品率,提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。本文主要考慮刀具振動(dòng)對表面粗糙度的影響,基于切削理論建立表面粗糙度的預(yù)測模型。 本文對工件表面粗糙度的影響因素進(jìn)行了分析,刀具振動(dòng)是影響表面粗糙度的主要?jiǎng)討B(tài)因素,其中,刀具在切削深度方向上的振動(dòng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于刀具在其他方向上的振動(dòng)對粗糙度的影響。研究了工件表面形貌的形成機(jī)理,采用仿真的方法將實(shí)際表面粗糙度輪廓表示為理想輪廓和刀具與工件之間高頻振動(dòng)的疊加。研究中假設(shè)主軸旋轉(zhuǎn)頻率較刀具振動(dòng)頻率低很多,對粗糙度的影響較小,因此,以刀具振動(dòng)信號處理作為主要研究內(nèi)容。 本文利用直接測量法對刀具的振動(dòng)信號進(jìn)行分析。首先,利用加速度傳感器采集刀具的振動(dòng)信號,通過軟件編程對信號進(jìn)行前處理,在頻域內(nèi)兩次積分后在時(shí)域內(nèi)轉(zhuǎn)換為位移信號。其次,對刀具的位移信號進(jìn)行小波包分解和重構(gòu),取其中所占能量較大的頻率段作為主要研究對象。最后,利用傅里葉變換對各頻段的信號進(jìn)行頻譜分析,取出各頻段中幅值最大處對應(yīng)的頻率,則刀具的振動(dòng)方程可表示為這幾個(gè)頻率對應(yīng)的余弦方程的和。 通過求解切削過程中刀具上各點(diǎn)的軌跡方程,建立工件表面三維形貌的仿真模型。將求解的刀具振動(dòng)方程帶入該模型,利用MATLAB軟件實(shí)現(xiàn)仿真,通過該三維模型可以方便地求出工件表面各處的粗糙度值。 把工件各段的預(yù)測粗糙度值與實(shí)測粗糙度值進(jìn)行比較,結(jié)果表明預(yù)測的精度很高,說明使用該方法可以正確的預(yù)測工件表面粗糙度值,也說明了使用小波包分析和頻譜分析求解刀具振動(dòng)方程的正確性。
【關(guān)鍵詞】：表面粗糙度 刀具振動(dòng) 小波包分析 在線預(yù)測
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TG501;TH161
【目錄】：

• 摘要9-10
• Abstract10-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 引言12-13
• 1.2 表面粗糙度預(yù)測研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 基于切削理論的工件表面粗糙度預(yù)測建模13-14
• 1.2.2 基于回歸分析法的工件表面粗糙度預(yù)測建模14-15
• 1.2.3 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的工件表面粗糙度預(yù)測建模15-16
• 1.3 本文采用的研究思路及研究意義16-17
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容17-20
• 1.4.1 本文的主要研究工作17-18
• 1.4.2 論文結(jié)構(gòu)18-20
• 第2章 表面粗糙度影響因素分析20-30
• 2.1 表面形貌形成機(jī)理20-22
• 2.1.1 車削表面形貌的形成20-21
• 2.1.2 表面形貌的影響因素及仿真21-22
• 2.2 工件表面粗糙度影響因素分析22-24
• 2.2.1 切削用量的影響22
• 2.2.2 刀具的影響22-23
• 2.2.3 機(jī)床以及振動(dòng)的影響23-24
• 2.3 振動(dòng)信號處理方式24-26
• 2.3.1 時(shí)域分析24
• 2.3.2 頻域分析24-25
• 2.3.3 時(shí)頻分析25-26
• 2.3.4 小波分析26
• 2.4 小波包分析理論26-29
• 2.5 小結(jié)29-30
• 第3章 刀具振動(dòng)信號采集實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)30-42
• 3.1 傳感器的選擇30-32
• 3.1.1 振動(dòng)測試傳感器的類型30-32
• 3.1.2 壓電式加速度傳感器的工作原理32
• 3.2 采樣頻率的選取32-34
• 3.3 刀具振動(dòng)信號采集實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)34-38
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備34-36
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)條件36-37
• 3.3.3 實(shí)驗(yàn)方案37-38
• 3.4 表面粗糙度測量38-41
• 3.4.1 表面粗糙度評定參數(shù)38-39
• 3.4.2 表面粗糙度測量方法和結(jié)果39-41
• 3.5 小結(jié)41-42
• 第4章 基于小波包技術(shù)的刀具振動(dòng)信號處理42-60
• 4.1 刀具振動(dòng)信號預(yù)處理方法42-45
• 4.2 刀具振動(dòng)位移信號求解45-48
• 4.3 刀具振動(dòng)信號小波包分解與重構(gòu)48-50
• 4.4 刀具振動(dòng)信號各頻段能量比值50-53
• 4.5 刀具振動(dòng)信號頻譜分析53-58
• 4.6 小結(jié)58-60
• 第5章 工件表面形貌仿真及粗糙度預(yù)測60-72
• 5.1 工件表面粗糙度仿真假設(shè)條件60
• 5.2 理論粗糙度表面形成過程60-63
• 5.3 工件表面三維形貌仿真63-70
• 5.3.1 刀具軌跡方程63-65
• 5.3.2 工件表面形貌仿真65-70
• 5.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析70-71
• 5.5 小結(jié)71-72
• 結(jié)論72-74
• 參考文獻(xiàn)74-80
• 致謝80-81
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況表81

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  本文關(guān)鍵詞：基于小波包技術(shù)的刀具振動(dòng)分析及表面粗糙度預(yù)測，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：327437