拋光是獲得最終表面質(zhì)量的關(guān)鍵工序,不同的拋光軌跡會(huì)在工件表面上形成不同的材料去除量分布情況,影響著工件的使用性能和壽命。規(guī)劃良好的軌跡可以在拋光表面上形成均勻的材料去除和各向同性的紋理特征,從而保證工件的面型精度和使用質(zhì)量。對(duì)于各種復(fù)雜的拋光軌跡,如果能在實(shí)際拋光前通過仿真計(jì)算獲得拋光表面上的材料去除量,并對(duì)得到的仿真表面形貌進(jìn)行分析與評(píng)價(jià),可為拋光軌跡規(guī)劃及參數(shù)優(yōu)化提供參考,從而減小廢品率和縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期。由于柔性拋光盤以傾斜姿態(tài)進(jìn)行拋光被廣泛應(yīng)用于大型曲面工件,本文將對(duì)其沿多種復(fù)雜軌跡拋光后得到的材料去除量進(jìn)行仿真,并用功率譜密度和分形維數(shù)建立了對(duì)拋光表面形貌特征進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)的方法,用于指導(dǎo)軌跡參數(shù)的優(yōu)化。具體內(nèi)容包括:（1）通過大量有限元仿真,分析總結(jié)出傾斜拋光盤接觸區(qū)域和接觸壓強(qiáng)的規(guī)律,并使用支持向量機(jī)對(duì)拋光力進(jìn)行預(yù)測(cè),其后基于Preston方程建立了傾斜拋光盤的材料去除率模型,分三種情形給出了接觸區(qū)域形狀、接觸壓強(qiáng)及相對(duì)速度的數(shù)學(xué)表達(dá)式。（2）以提出的模型為基礎(chǔ),給出一種基于網(wǎng)格模型的全局材料去除量仿真計(jì)算方法,生成能夠反映材料去除分布情況的偽彩色材料去除圖,并使用k-N... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：101 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

相鄰軌跡材料去除廓形的疊加[12]

并將材料去除量以彩色云圖的形式進(jìn)行顯示，如圖1-4 b)所示，但他的預(yù)測(cè)結(jié)果總是偏大于實(shí)驗(yàn)獲得的結(jié)果。Almeida 等人[24,25]使用 Archard公式在有限元平臺(tái)上對(duì)材料去除進(jìn)行仿真，該方法求解過程效率低下，不具實(shí)用性。Guiot等人[19]使用圓形拋光盤進(jìn)行擺線軌跡拋光，綜合考慮了拋光盤隨時(shí)間的磨損，但他用橢圓接觸以及均壓分布進(jìn)行簡(jiǎn)化，沒有考慮接觸壓強(qiáng)的復(fù)雜性，造成仿真準(zhǔn)確性不夠高。同時(shí)，他也用有限元仿真對(duì)接觸進(jìn)行分析，但是卻沒有給出具體細(xì)節(jié)。a) 高度形式[22]b) 彩色云圖形式[23]圖 1-4 拋光表面的材料去除圖從以上分析可以看出，目前對(duì)拋光表面全局材料去除量的研究不是特別多，而且大部分研究只涉及平面工件，缺少一個(gè)準(zhǔn)確的模型對(duì)任意自由曲面和拋光軌跡進(jìn)行仿真預(yù)測(cè)，特別是在用傾斜拋光盤對(duì)大型工件進(jìn)行拋光的應(yīng)用中。而柔性拋光盤具有很好的順應(yīng)性和延展性，已經(jīng)得到越來越廣泛的應(yīng)用。因此，針對(duì)傾斜的柔性拋光盤提出精確的材料去除率模型，并將其用于獲得材料去除圖，對(duì)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)化曲面拋光具有重大的意義。1.3.2 功率譜密度分析頻譜分析是一種強(qiáng)大的工具，可將時(shí)域或空間域中涉及的信息轉(zhuǎn)變?yōu)轭l域，揭示了不同頻率或波長(zhǎng)分量的能量分布情況，可以說任何具有波形的信號(hào)都可以對(duì)其進(jìn)行頻譜

除這些偶然誤差的影響，并且具有很高的準(zhǔn)確性，其結(jié)果更具說服力，因工件接觸的有限元仿真結(jié)果進(jìn)行研究分析。而對(duì)于一個(gè)市面上獲得的柔性商通常沒有相應(yīng)的力學(xué)特性提供，因此首先需要通過實(shí)驗(yàn)獲得力學(xué)特性，的性能數(shù)據(jù)用于有限元仿真設(shè)置。拋光盤的力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)據(jù)本課題組的前期工作[63]，采用商業(yè)有限元仿真軟件 Abaqus 對(duì)拋光盤與觸進(jìn)行仿真分析，零部件材料屬性的設(shè)置為等軸試驗(yàn)數(shù)據(jù)(Uniaxial Test D拋光盤的拉伸實(shí)驗(yàn)或壓縮實(shí)驗(yàn)來獲得其力學(xué)特性。采用運(yùn)動(dòng)精度較高的數(shù)盤進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備及其設(shè)置如圖 2-1 所示。圖 2-1 a)為壓縮實(shí)驗(yàn)力儀組件，測(cè)力儀與信號(hào)放大器連接，信號(hào)放大器又與數(shù)據(jù)采集卡相連接集卡獲得的動(dòng)態(tài)力數(shù)據(jù)將傳入 PC 用于后續(xù)的處理。如圖 2-1 b)所示，K力儀通過虎鉗水平固定于數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)上，半徑為 25mm 的柔性拋光儀上方。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)拋光盤的均勻下壓，一塊薄玻璃板被放置于拋光盤主軸上銑刀的下移來控制玻璃板的下移，進(jìn)而控制拋光盤的下壓量。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]基于分形理論的局部碼本改進(jìn)與圖像檢索加權(quán)算法研究[D]. 付晨.河北大學(xué) 2018
[2]面向曲面拋光的多方向性軌跡規(guī)劃[D]. 鄭宇星.華南理工大學(xué) 2018
[3]機(jī)器人曲面拋光的工具接觸狀態(tài)分析與多方向性軌跡工藝控制[D]. 謝柳杰.華南理工大學(xué) 2018
[4]復(fù)雜曲面拋光工藝研究[D]. 鄭海生.吉林大學(xué) 2016
[5]自動(dòng)拋光技術(shù)及其工藝參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 程斌.大連理工大學(xué) 2015
[6]基于計(jì)算機(jī)控制小磨頭拋光的去除函數(shù)理論研究[D]. 張文彪.天津大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3512188