基于车削端面形貌的车床综合运动误差辨识方法

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近年来,随着科学技术的日益发展和生活水平的显著提高,电子工业、信息产业、国防及航空航天等尖端领域对表面质量提出了越来越高的要求。由于精密加工表面包含了丰富的形貌特征,现代制造业越来越关注表面微观形貌的成因及其影响规律。本文结合国家重点基础研究发展计划项目“复杂空气分离类成套装备超大型化与低能耗化的关键科学问题”(编号:2011CB706505)课题“关键部件高强度大构件保质制造技术”和国家自然科学基金项目“基于功能-结构并行分解的公差设计理论与方法”(51275464),开展了基于车削端面形貌的车床误差辨识方法的研究工作,旨在建立车床误差与切削工件表面形貌之间的关联关系,提出了在给定误差条件下车削端面形貌的仿真方法,探讨了基于车削端面形貌的车床误差辨识方法。第一章:阐述了课题研究的背景与意义;分析了车床误差来源、机床误差建模技术以及切削表面形貌仿真方法的国内外研究现状,给出了本文研究内容和总体框架。第二章:分析了典型的车床结构及误差元素,基于刚体运动学和齐次坐标变换建立了车床综合误差模型。第三章:分析了车削加工表面成型原理,研究了车床误差对车削端面形貌的影响规律,建立了两者的数学映射关系。在此基础上,基于正交实验法设计了仿真实验方案,揭示了车床各项误差对车削端面形貌的影响规律,分析了影响车削端面质量的关键性误差。第四章:通过车床误差对车削端面形貌影响规律的分析,提出了基于车削表面形貌的车床误差辨识方法,分析了不同类型车床误差对车削表面形貌的影响,初步实现了车床误差的辨识,最后设计仿真实验验证了其可行性。第五章:开发了基于车削端面形貌的车床误差分析系统,分析了系统软件的功能模块。第六章:总结了全文研究内容,并对今后的研究工作进行了展望。
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