發(fā)布時(shí)間：2017-09-18 11:54

  本文關(guān)鍵詞：基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法的加工誤差溯源研究

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【摘要】：二十一世紀(jì)是“質(zhì)量的世紀(jì)”,隨著企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的不斷深化,質(zhì)量越來(lái)越成為企業(yè)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。 加工精度是機(jī)械類產(chǎn)品質(zhì)量的基石。被加工工件在多種多樣的誤差源綜合影響下,難免會(huì)出現(xiàn)加工誤差,當(dāng)加工過(guò)程出現(xiàn)異常時(shí),只有很少一部分時(shí)間用于進(jìn)行異常的處理,80%以上的時(shí)間都被用來(lái)判斷異常的來(lái)源。傳統(tǒng)的以統(tǒng)計(jì)方法為基礎(chǔ)的加工誤差溯源方法需要大量的樣本數(shù)據(jù),很難適用于目前主流的多品種小批量生產(chǎn)方式。為克服傳統(tǒng)方法的不足,本文提出了基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法的加工誤差溯源方法,對(duì)加工過(guò)程中的誤差源進(jìn)行追溯,以提出合理、準(zhǔn)確的調(diào)整措施。主要研究?jī)?nèi)容包括三方面： (1)對(duì)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法的理論進(jìn)行了研究,并將其應(yīng)用到加工誤差信號(hào)處理當(dāng)中。分析了端點(diǎn)效應(yīng)產(chǎn)生的原因,提出了用極值點(diǎn)對(duì)稱延拓法和灰色誤差分離方法聯(lián)合抑制端點(diǎn)效應(yīng)的方法。用MATLAB對(duì)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法和其端點(diǎn)效應(yīng)抑制方法進(jìn)行了編程實(shí)現(xiàn),并對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行分解,驗(yàn)證了本文提出的端點(diǎn)效應(yīng)抑制方法的有效性。 (2)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法將工件加工誤差進(jìn)行分解,得到其形狀誤差曲線,并根據(jù)形狀誤差曲線特征進(jìn)行誤差溯源。提出用工件表面Hilbert譜進(jìn)行加工誤差診斷的方法。通過(guò)對(duì)機(jī)床主軸、導(dǎo)軌和傳動(dòng)鏈在加工過(guò)程中誤差的頻率特性進(jìn)行分析,得出了當(dāng)出現(xiàn)主軸不平衡和不對(duì)中等故障、導(dǎo)軌不平衡故障、傳動(dòng)鏈內(nèi)部零件故障和切削力故障時(shí)Hilbert譜的頻譜特征,進(jìn)而進(jìn)行加工誤差的診斷,并用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法對(duì)工件表面加工誤差進(jìn)行了溯源。 (3)在軸承、主軸剛度分析的基礎(chǔ)上,提出了主軸系統(tǒng)力變形的優(yōu)化計(jì)算方法,建立了主軸的力變形誤差模型。通過(guò)對(duì)導(dǎo)軌進(jìn)行受力分析,建立了切削力和導(dǎo)軌五項(xiàng)幾何誤差的關(guān)系,從而建立了機(jī)床導(dǎo)軌力變形誤差模型。當(dāng)工件表面Hilbert譜高頻部分出現(xiàn)高能量集中時(shí),說(shuō)明切削力為主要誤差源,提出了用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法和機(jī)床誤差模型對(duì)切削力產(chǎn)生的工件表面實(shí)際加工誤差進(jìn)行溯源的方法,并用模擬信號(hào)對(duì)切削力加工誤差溯源的過(guò)程進(jìn)行了模擬,通過(guò)對(duì)信號(hào)進(jìn)行相關(guān)性分析,證明了基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法和機(jī)床誤差模型進(jìn)行加工誤差溯源的有效性。最后,對(duì)機(jī)床主軸的力變形誤差模型進(jìn)行了修正,使其能準(zhǔn)確計(jì)算切削力靜態(tài)部分引起的主軸誤差。
【關(guān)鍵詞】：加工誤差溯源 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法 Hilbert譜 誤差模型
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH161;TG502
【目錄】：

• 摘要9-11
• Abstract11-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 課題研究背景和意義13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-19
• 1.2.1 誤差源誤差模型研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 誤差源誤差測(cè)量研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.3 基于信號(hào)處理方法的加工誤差溯源研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.4 研究存在的問(wèn)題18-19
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容19-21
• 第2章 EMD方法及其端點(diǎn)效應(yīng)解決方法21-35
• 2.1 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法21-26
• 2.1.1 時(shí)間尺度參數(shù)22
• 2.1.2 瞬時(shí)頻率和本征模態(tài)函數(shù)22-23
• 2.1.3 EMD分解基本原理23-26
• 2.1.4 Hilbert變換26
• 2.2 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法的端點(diǎn)效應(yīng)及其解決方法26-32
• 2.2.1 端點(diǎn)效應(yīng)的解決方法討論26-28
• 2.2.2 極值點(diǎn)對(duì)稱延拓法28-29
• 2.2.3 灰色誤差分離方法29-32
• 2.3 端點(diǎn)效應(yīng)抑制效果比較分析32-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第3章 基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法的加工誤差溯源研究35-45
• 3.1 信號(hào)的Hilbert譜35-36
• 3.2 基于工件表面形狀誤差特征分析的加工誤差溯源36-38
• 3.3 機(jī)床部件頻率特性研究38-39
• 3.3.1 機(jī)床主軸頻率特性研究38-39
• 3.3.2 機(jī)床傳動(dòng)鏈和導(dǎo)軌頻率特性研究39
• 3.4 基于工件表面譜特征分析的誤差源識(shí)別39-40
• 3.5 加工誤差溯源研究40-44
• 3.5.1 機(jī)床主軸誤差診斷與溯源40-41
• 3.5.2 導(dǎo)軌和傳動(dòng)鏈誤差診斷和溯源41-43
• 3.5.3 力變形加工誤差診斷和溯源43-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第4章 機(jī)床主軸力變形誤差模型45-59
• 4.1 軸承和結(jié)合面剛度計(jì)算方法45-48
• 4.1.1 軸承剛度計(jì)算方法45-47
• 4.1.2 結(jié)合面剛度計(jì)算方法47-48
• 4.3 多支承階梯軸變形量的計(jì)算48-52
• 4.3.1 階梯軸的等效轉(zhuǎn)換48-50
• 4.3.2 多支承超靜定軸變形的優(yōu)化算法50-52
• 4.4 主軸誤差與零件加工誤差的關(guān)系52-54
• 4.5 實(shí)例計(jì)算54-58
• 4.5.1 迭代計(jì)算方法55-57
• 4.5.2 軸變形的優(yōu)化計(jì)算方法57-58
• 4.6 本章小結(jié)58-59
• 第5章 機(jī)床導(dǎo)軌誤差模型59-69
• 5.1 單一接觸面的力變形數(shù)學(xué)模型59-63
• 5.1.1 坐標(biāo)系的確定和參考點(diǎn)選擇60-61
• 5.1.2 單一接觸面的力學(xué)模型61-63
• 5.2 滑板和導(dǎo)軌的數(shù)學(xué)模型63-66
• 5.3 導(dǎo)軌誤差和工件加工誤差的關(guān)系66-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 第6章 力變形加工誤差溯源研究69-83
• 6.1 力變形加工誤差溯源方法69-70
• 6.2 機(jī)床主軸和導(dǎo)軌力變形誤差識(shí)別70-75
• 6.2.1 模擬信號(hào)的生成70-71
• 6.2.2 誤差模型結(jié)果數(shù)據(jù)的分解71-73
• 6.2.3 工件誤差模擬信號(hào)分解73-75
• 6.3 信號(hào)的相關(guān)性分析方法75-79
• 6.4 機(jī)床主軸誤差模型修正79-81
• 6.5 本章小結(jié)81-83
• 結(jié)論與展望83-85
• 參考文獻(xiàn)85-91
• 致謝91-92
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表92

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：875365