支持轴承套圈磨削进给参数优化的质量分析系统的研究

论文摘要

随着信息技术、先进制造技术与管理方法的层出不穷，使得质量和效率这对生产中可能存在的矛盾趋于平衡。磨削加工是轴承精密加工的关键工艺之一，本文围绕轴承套圈磨削加工中的进给参数优化的问题展开研究，研制和开发了支持磨削进给参数优化过程的质量分析系统。全书分为六章：第一章：首先阐述磨削工艺参数优化在轴承制造业中的重要意义，综述了磨削加工及磨削工艺检测技术的现状和发展趋势，提出了开发支持磨削进给参数优化的质量分析系统的意义、目标及本文的总体框架。第二章：阐述轴承套圈磨削加工的进给机构的进给平台、进给驱动，分析在磨削过程的中的进给参数对加工质量的影响，讨论了面向探索性数据分析法的解析优化和试验优化法，给出了数学中的指数平滑、拉格朗日插值法及方差分析方法，为支持轴承套圈磨削进给参数优化的质量分析系统软件开发提供数学基础。第三章：首先介绍了由现场测量层、通信层和集中管理分析层组成的轴承套圈磨削进给参数优化系统。介绍现场测量层磨床进给参数检测仪器的特点，采用串口数据通信技术连接上位机的质量分析系统与下位机的现场测量仪器，最后建立支持磨削进给参数优化的质量分析系统的模型。第四章：磨削进给参数优化过程中主要采用探索性数据的方法，因此本章将围绕质量分析系统的数据流程，应用前面介绍的数学方法对异常数据进行处理，分析轴承套圈磨削加工过程中进给参数、采样特征数据与磨削质量的关系。第五章：本章在前面对研究结果的基础上，在Windows环境下，采用混合编程与快速原型法，结合VC++与MATLAB优点进行软件开发，实现质量分系统。以微型轴承套圈磨削进给加工进给参数优化的为例，进行软件各个功能模块的介绍。第六章：总结本文主要的研究成果和主要贡献，并提出今后需要进一步深入研究的工作。

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摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 课题提出的背景

1.2 磨削技术的研究概述

1.2.1 磨削理论的研究进展

1.2.2 磨削技术的研究进展

1.3 磨削工艺过程检测与监控的研究概述

1.3.1 磨削加工质量的影响因素研究

1.3.2 磨削工艺过程的检测与监测

1.4 本文的研究目标及主要内容

1.4.1 研究目标

1.4.2 主要研究内容

第二章轴承套圈磨削进给过程参数优化的基础研究

2.1 磨削工艺系统

2.2 磨床的进给机构

2.2.1 磨削进给机构的导轨

2.2.2 磨削进给机构的驱动

2.3 轴承套圈磨削进给参数

2.3.1 磨削进给速度

2.3.2 磨削光整

2.4 轴承套圈磨削加工参数的优化方法研究

2.4.1 轴承套圈磨削加工参数优化的方法

2.4.2 轴承套圈磨削加工参数的解析优化

2.4.3 轴承套圈磨削加工参数的试验优化

2.5 数学分析方法

2.5.1 指数平滑法

2.5.2 拉格朗日插值法

2.5.3 数据回归分析

2.6 本章小结

第三章支持轴承套圈磨削进给参数优化的质量系统架构

3.1 系统组成

3.2 现场检量部分

3.2.1 高精度采集

3.2.2 实时大容量量存储

3.2.3 图形化显示

3.3 系统数据通信技术

3.3.1 通信系统的组成

3.3.2 数据传输方式

3.3.3 串行通信的接口标准

3.3.4 支持轴承套圈磨削进给参数优化的质量分析系统架构

3.4 本章总结

第四章质量分析系统的关键技术研究

4.1 质量分析系统的数据流

4.2 质量分析系统的通信协议设计

4.2.1 数据通信协议层

4.2.2 数据流协议

4.2.3 数据包格式

4.3 质量分析系统的数据库设计

4.3.1 数据录入或输出方式

4.3.2 数据输入程序

4.3.3 数据更新程序

4.3.4 报表输出程序

4.3.5 数据存储设计

4.4 检测数据的图形化显示

4.4.1 用户坐标系与设备坐标系

4.4.2 数据图形的裁剪

4.5 数据分析与处理

4.5.1 磨削进给过程数据预处理

4.5.2 零件数据的分离和特征值提取

4.5.3 轴承磨削数据特征与加工件质量的关系分析

4.6 本章小结

第五章支持轴承套圈磨削进给参数优化的质量分析系统的开发

5.1 质量分析系统的实现环境和方法

5.1.1 开发环境

5.1.2 开发方法

5.1.3 快速原型开发模型

5.2 质量分析系统的实现

5.2.1 质量分析系统的主要功能函数类

5.2.2 质量分析系统用户及功能界面

5.3 本章总结

第六章总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

攻读硕士学位期间参加的科研项目和发表的学术论文

参考文献

附录 1

附录 2

致谢

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