本文關鍵詞：基于小波包技術的刀具振動分析及表面粗糙度預測，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：表面粗糙度對零件的使用性能有很大的影響,如果能在切削過程中在線預測表面粗糙度值,則可以及時調(diào)整切削參數(shù),有效地控制產(chǎn)品的廢品率,提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。本文主要考慮刀具振動對表面粗糙度的影響,基于切削理論建立表面粗糙度的預測模型。 本文對工件表面粗糙度的影響因素進行了分析,刀具振動是影響表面粗糙度的主要動態(tài)因素,其中,刀具在切削深度方向上的振動遠遠大于刀具在其他方向上的振動對粗糙度的影響。研究了工件表面形貌的形成機理,采用仿真的方法將實際表面粗糙度輪廓表示為理想輪廓和刀具與工件之間高頻振動的疊加。研究中假設主軸旋轉(zhuǎn)頻率較刀具振動頻率低很多,對粗糙度的影響較小,因此,以刀具振動信號處理作為主要研究內(nèi)容。 本文利用直接測量法對刀具的振動信號進行分析。首先,利用加速度傳感器采集刀具的振動信號,通過軟件編程對信號進行前處理,在頻域內(nèi)兩次積分后在時域內(nèi)轉(zhuǎn)換為位移信號。其次,對刀具的位移信號進行小波包分解和重構(gòu),取其中所占能量較大的頻率段作為主要研究對象。最后,利用傅里葉變換對各頻段的信號進行頻譜分析,取出各頻段中幅值最大處對應的頻率,則刀具的振動方程可表示為這幾個頻率對應的余弦方程的和。 通過求解切削過程中刀具上各點的軌跡方程,建立工件表面三維形貌的仿真模型。將求解的刀具振動方程帶入該模型,利用MATLAB軟件實現(xiàn)仿真,通過該三維模型可以方便地求出工件表面各處的粗糙度值。 把工件各段的預測粗糙度值與實測粗糙度值進行比較,結(jié)果表明預測的精度很高,說明使用該方法可以正確的預測工件表面粗糙度值,也說明了使用小波包分析和頻譜分析求解刀具振動方程的正確性。
【關鍵詞】：表面粗糙度 刀具振動 小波包分析 在線預測
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TG501;TH161
【目錄】：

• 摘要9-10
• Abstract10-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 引言12-13
• 1.2 表面粗糙度預測研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 基于切削理論的工件表面粗糙度預測建模13-14
• 1.2.2 基于回歸分析法的工件表面粗糙度預測建模14-15
• 1.2.3 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡技術的工件表面粗糙度預測建模15-16
• 1.3 本文采用的研究思路及研究意義16-17
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容17-20
• 1.4.1 本文的主要研究工作17-18
• 1.4.2 論文結(jié)構(gòu)18-20
• 第2章 表面粗糙度影響因素分析20-30
• 2.1 表面形貌形成機理20-22
• 2.1.1 車削表面形貌的形成20-21
• 2.1.2 表面形貌的影響因素及仿真21-22
• 2.2 工件表面粗糙度影響因素分析22-24
• 2.2.1 切削用量的影響22
• 2.2.2 刀具的影響22-23
• 2.2.3 機床以及振動的影響23-24
• 2.3 振動信號處理方式24-26
• 2.3.1 時域分析24
• 2.3.2 頻域分析24-25
• 2.3.3 時頻分析25-26
• 2.3.4 小波分析26
• 2.4 小波包分析理論26-29
• 2.5 小結(jié)29-30
• 第3章 刀具振動信號采集實驗設計30-42
• 3.1 傳感器的選擇30-32
• 3.1.1 振動測試傳感器的類型30-32
• 3.1.2 壓電式加速度傳感器的工作原理32
• 3.2 采樣頻率的選取32-34
• 3.3 刀具振動信號采集實驗設計34-38
• 3.3.1 實驗設備34-36
• 3.3.2 實驗條件36-37
• 3.3.3 實驗方案37-38
• 3.4 表面粗糙度測量38-41
• 3.4.1 表面粗糙度評定參數(shù)38-39
• 3.4.2 表面粗糙度測量方法和結(jié)果39-41
• 3.5 小結(jié)41-42
• 第4章 基于小波包技術的刀具振動信號處理42-60
• 4.1 刀具振動信號預處理方法42-45
• 4.2 刀具振動位移信號求解45-48
• 4.3 刀具振動信號小波包分解與重構(gòu)48-50
• 4.4 刀具振動信號各頻段能量比值50-53
• 4.5 刀具振動信號頻譜分析53-58
• 4.6 小結(jié)58-60
• 第5章 工件表面形貌仿真及粗糙度預測60-72
• 5.1 工件表面粗糙度仿真假設條件60
• 5.2 理論粗糙度表面形成過程60-63
• 5.3 工件表面三維形貌仿真63-70
• 5.3.1 刀具軌跡方程63-65
• 5.3.2 工件表面形貌仿真65-70
• 5.4 試驗數(shù)據(jù)分析70-71
• 5.5 小結(jié)71-72
• 結(jié)論72-74
• 參考文獻74-80
• 致謝80-81
• 學位論文評閱及答辯情況表81

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 管永紅;胡八一;黃超;;基于小波包的爆炸容器振動分析[J];爆炸與沖擊;2010年05期

2 孫苗鐘;;基于MATLAB的振動信號平滑處理方法[J];電子測量技術;2007年06期

3 李森;李迪;;基于LabVIEW的電諧波測量系統(tǒng)設計[J];電子測量技術;2007年10期

4 尹自強,李圣怡;振動影響下金剛石車削表面的形貌仿真[J];國防科技大學學報;2003年01期

5 吳春凌;有限元法分析刀具前角對切削加工的影響[J];工具技術;2005年03期

6 王洪祥,李旦,董申;超精密車削表面粗糙度預測模型的建立[J];高技術通訊;2000年03期

7 金濤斌,王安國,丁榮林,吳詠詩;周期性缺陷接地結(jié)構(gòu)神經(jīng)網(wǎng)絡訓練樣本預處理[J];固體電子學研究與進展;2005年03期

8 陳惠東;表面粗糙度選用淺析[J];攀枝花學院學報;2003年06期

9 景秀并;林濱;張大衛(wèi);;切削條件對超精密切削過程影響的數(shù)值模擬[J];天津大學學報;2011年12期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 趙永立;基于LabVIEW的車輛振動測試分析系統(tǒng)研究[D];河北工業(yè)大學;2003年

2 陳維;基于同步采樣的磁力軸承位移檢測系統(tǒng)的研究[D];武漢理工大學;2007年

3 張璇;基于小波包和EMD的滾動軸承故障信號分析[D];北京化工大學;2008年

4 韓連華;基于回歸分析和數(shù)據(jù)挖掘的建筑能耗基準評價模型研究[D];北京工業(yè)大學;2009年

5 張振祥;基于神經(jīng)網(wǎng)絡的數(shù)控車削過程中零件表面粗糙度的在線預測[D];長安大學;2008年

6 李宵宵;加速度傳感器的標定系統(tǒng)與實驗研究[D];北京化工大學;2010年

  本文關鍵詞：基于小波包技術的刀具振動分析及表面粗糙度預測，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：327437