基于虚拟加工原理的车削加工质量建模与分析

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零件的加工质量对机械装备的使用性能及可靠性具有重要影响。随着装备制造业的发展，对零件的加工质量要求日益提高。在参考了国内外大量文献的基础上，本课题系统地研究分析机床任意部件的误差对工件加工质量的影响及建模方法。研究并掌握机床各部件的单元位姿误差对零件加工质量的作用效果及规律，能够为提高机床精度设计及误差补偿提供更直接的依据。以车削零件端面及圆柱面为例，建立了系统源误差与零件加工质量之间的关系模型。模型包含两部分，基于虚拟加工原理，建立了执行部件（刀具和工件）单元位姿误差与零件加工质量之间的直接误差模型，同时，结合机床工艺系统误差源传递到执行部件位姿误差的间接误差模型。本文侧重介绍第一部分研究工作，利用多体系统运动学和齐次坐标变换原理建立刀具和工件之间的运动学关系，通过MATLAB编程虚拟加工出工件，并对工件的加工质量进行分析和评定。本文的主要研究内容如下：　　首先介绍了国内外切削加工质量控制的研究现状和虚拟加工原理的应用及发展，阐明了本课题的研究背景、来源及意义，归纳分析了现阶段研究中存在的不足。以此为基础，提出了本文的研究思路及方法。在简略介绍基于虚拟加工原理的工件加工质量建模相关理论的基础上，首先介绍了直接误差模型与间接误差模型的集成关系和使用方法，然后重点阐述了直接误差模型的建模方法，主要包括：机床运动与零件成形、刀具模型、基于MATLAB编制的虚拟工件表面加工仿真以及模型的正确性检验。　　其次以虚拟车削工件端面及圆柱面为例，利用上一章节建立的机床误差模型虚拟加工出工件表面，根据国家相关规范，利用MATLAB编制了各个误差项目的评定子程序。通过误差设置示例，利用评定模型计算出误差项目的结果。　　最后以虚拟加工建模及工件加工质量评定研究结果为基础，分别以单一误差因素分析和多因素误差分析为例，阐述了加工误差作用规律分析的方法。最后，编制了基于MATLAB-GUI的虚拟车削加工质量仿真系统可视化软件，集成了机床成形运动模型和各个误差项目评定模型，借助工具软件，能够直观、高效地实现不同特征参数条件下的车削加工质量仿真和分析。

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作者
黄棋;
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作者单位

重庆理工大学;

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授予单位重庆理工大学;
学科机械制造及其自动化
授予学位硕士
导师姓名黄强;
年度 2018
页码
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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类
关键词
车削加工,质量建模,数学模型,MATLAB编程;

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