数控磨削加工精度分布研究

论文摘要

随着全球化的深入,中国以其特殊的优势成为世界工厂,为世界各地提供各种类型的产品。制造业在其中担当最重要的角色。数控机床因为具有高精度,高效率,能加工复杂型面,并且能改善劳动条件和降低劳动强度等优点,在制造加工行业越来越普及。数控机床的种类也日益繁多,几乎涵盖了加工的各个领域。相对于传统机床加工零件具备系统的误差统计方法和结论,在数控条件下加工出的零件精度分布却鲜有人研究,也没有现成的精度分布理论为数控加工生产提供参考和依据。本课题就是基于这种现状提出的。通过在MKS1320数控外圆磨床上进行三因素三水平正交试验,得到在磨削深度、工件转速和纵磨轴向进给速度这三个因素的不同水平组合条件下,试验件的加工精度数据,包括加工误差和表面质量精度两大类。其中加工误差分为尺寸误差和形位误差,表面质量考虑了表面粗糙度和磨削表面金相组织的变化。尺寸误差考虑了外圆表面的直径误差,形位误差考虑了磨削试验件外圆的圆度、同轴度和偏心圆的轮廓度误差。直径通过数显千分尺测量获得,采用直观分析法分析直径和各因素的关系,各因素的主次及最佳因素的组合；采用分布图分析法统计了直径在不同因素组合条件下的分布,分析了误差产生原因。采用分度头装夹试验件分度,用数显千分表测量外圆轮廓数据,通过Matlab语言画出待测外圆截面轮廓,以最小二乘法评定圆度,得出试验件外圆圆度,同轴度和偏心圆轮廓度,统计这三种形位误差的分布及各因素组合对分布的影响,分析分布产生原因。采用TR210粗糙度仪检测试件表面粗糙度,采用直观分析法分析粗糙度和各因素的关系,各因素的主次及最佳因素的组合；统计了粗糙度在各因素影响下的分布规律。利用三坐标轮廓仪观测磨削表面不同三维形貌,分析形貌差异产生原因,及对零件的表面强度、表面硬度、耐磨性等主要方面的影响。就磨削试验中出现的颤振问题进行了分析,并对相应表面的三维形貌运用三座标轮廓仪进行捕捉,继而通过磨削机理对产生的现象进行了分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 磨削加工概论
• 1.1.1 磨削加工特点
• 1.1.2 磨削加工过程
• 1.2 数控磨削技术
• 1.2.1 数控机床的组成
• 1.2.2 数控机床的特点
• 1.2.3 数控磨床的分类和坐标系
• 1.3 课题研究背景及意义
• 1.3.1 误差分布统计的意义
• 1.3.2 误差分布统计的方法
• 1.3.3 课题研究意义
• 第2章 试验设计
• 2.1 试验方案设计
• 2.1.1 无重复正交试验方法的理论意义
• 2.1.2 确定正交试验表
• 2.2 检测项确定及试验件设计
• 2.3 试验设备
• 2.3.1 试验用磨床
• 2.3.2 磨料种类的选择
• 2.3.3 结合剂的选择
• 2.3.4 砂轮的准备
• 2.3.5 磨削液的选择
• 2.4 数控加工程序的编制及磨削加工
• 2.4.1 FANUC 0i系统特点
• 2.4.2 用户宏程序
• 2.4.3 编写试件磨削程序
• 第3章 尺寸精度的检测与分析
• 3.1 直径检测与分析
• 3.1.1 检测设备与检测项
• 3.1.2 数据统计与分析
• 3.2 圆度误差检测与分析
• 3.2.1 圆度误差检测技术概述
• 3.2.2 本课题圆度检测设备
• 3.2.3 圆度评定方法
• 3.2.4 数据统计与分析
• 3.3 同轴度误差检测与分析
• 3.3.1 同轴度误差的含义及评定方法
• 3.3.2 同轴度误差的检测
• 3.3.3 数据统计和分析
• 3.4 轮廓度误差检测与分析
• 3.4.1 轮廓度的定义
• 3.4.2 线轮廓度评定方法
• 3.4.3 线轮廓度误差的检测
• 3.4.4 数据整理与分析
• 第4章 表面质量精度的检测与分析
• 4.1 表面粗糙度的检测与分析
• 4.1.1 表面粗糙度概述
• 4.1.2 表面粗糙度的检测过程
• 4.1.3 磨削参数对粗糙度的影响分析
• 4.2 磨削表面三维形貌分析
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢