数控车削加工精度预测模型建立及精度分析

论文摘要

近年来,随着社会需求向个性化、多样化的发展,机械制造业正经历着大批量的生产方式向多品种、变批量的生产方式发展。精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、清洁化、集成化、全球化正在成为当今先进制造技术发展的主流。相比较传统的加工技术,数控机床技术凭借着加工精度高、生产效率高、可以一机多用以及可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂曲线的零件加工等特点解决了大部分零件加工问题。但是,在实际生产中,由于生产条件、指标参数等方面的影响,往往得不到预期的效果。研究加工精度的目的,就是研究如何把各种误差控制在规定的公差范围之内,掌握各种因素对加工精度的影响规律,从而寻找降低加工误差,提高加工精度的措施。本文重点分析了工艺系统受切削力和切削热的变化引起的误差对加工精度的影响,对切削力、切削热等影响因素分析的同时进行建模,使所有误差按其成因建立各自的坐标系,进行单独处理,然后通过坐标变换将所有误差纳入统一工艺坐标中,建立预测综合模型。针对数控车削加工特点,设计数控车削试验进行加工,以径向尺寸精度为研究对象,完成了对于预测模型准确性的验证,同时改变切削要素加工采集数据,采用单因素和正交试验结合方式进行分析,得到车削加工的径向尺寸在试验条件范围内精度分布规律及改变加工工艺参数对加工精度的影响关系,因素水平变动对各项精度所产生影响的显著性差异,并得到最佳加工条件组合方案。从而验证在改变工艺参数加工的情况下,分析预测模型的预测效果。本文建立了综合的精度预测模型,使只考虑单项或少数因素所建立的模型预测效果差的情况得以进步,对指导操作人员及时进行切削参数调整有指导帮助作用,也为以后数控加工指标参数的制定和实际生产加工提供一定的理论和实践依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 数控技术国内外研究现状
• 1.2 数控加工仿真技术研究现状
• 1.3 机械加工精度预测的研究现状
• 第2章 数控车削加工误差分析及建模
• 2.1 切削加工精度
• 2.2 工艺系统受力变形误差
• 2.2.1 工艺系统刚度受力变形误差分析
• 2.2.2 工件受力变形建模
• 2.2.3 工件受力变形计算与仿真情况对比
• 2.3 工艺系统受热变形误差
• 2.3.1 切削温度经验模型
• 2.3.2 工件受热变形误差分析
• 2.3.3 刀具受热变形误差分析
• 2.3.4 刀具受热变形计算与仿真情况对比
• 2.4 机床误差分析
• 2.4.1 误差源分析
• 2.4.2 影响数控车床误差元素
• 2.5 数控加工误差的统计分析
• 2.5.1 误差正态分布规律
• 2.5.2 误差的分布图分析方法
• 第3章 尺寸精度预测模型建立
• 3.1 精度预测综合模型
• 3.1.1 影响精度误差因素
• 3.1.2 工艺系统坐标系建立
• 3.1.3 精度预测综合模型建立
• 3.2 径向尺寸精度预测模型
• 第4章 数控车削试验验证
• 4.1 车削加工试验设计
• 4.1.1 数控车削加工
• 4.1.2 试验目的
• 4.1.3 试验方案
• 4.1.4 设定车削加工工艺
• 4.2 测量内容及结果
• 第5章 精度规律分析
• 5.1 结合 MATLAB 的数据分析方法
• 5.2 径向尺寸精度分析
• 5.2.1 单因素对比试验分析
• 5.2.2 正交试验分析
• 5.2.3 模型预测能力分析
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢