本文關(guān)鍵詞：非圓截面零件加工動杰切削力建模及補償技術(shù)研究

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【摘要】：非圓截面零件以其省材料，使用壽命長，能產(chǎn)生特殊運動規(guī)律等特點，在某些特殊領(lǐng)域如航天，生物醫(yī)學(xué)，汽車等行業(yè)被廣泛應(yīng)用。但是非圓截面零件由于其獨特的形狀和型線，采用車削加工通常比較困難，關(guān)鍵是精度難以保證，所以限制了非圓截面零件車削加工的普及和提高。在非圓車削加工中，要求在連續(xù)切削的過程中，刀具沿加工零件徑向做高頻往復(fù)直線運動，利用直線電機做微進給驅(qū)動機構(gòu)直接驅(qū)動刀具，能夠滿足非圓加工要求，但動態(tài)切削力直接作用在直線電機上，對直線伺服系統(tǒng)來說就是一種外界干擾。僅依靠改進微進給伺服機構(gòu)性能及其控制方法，來提高非圓加工精度是十分有限的。本文深入分析非圓車削過程的力學(xué)特性，研究非圓車削過程中切削力的產(chǎn)生機理和基本特征，在理論分析的基礎(chǔ)上通過切削實驗，建立切削力的數(shù)學(xué)模型。研究動態(tài)切削力的變化規(guī)律及其對微進給伺服機構(gòu)的影響，通過辨識微進給機構(gòu)的傳遞函數(shù)，結(jié)合確定的輸入與輸出信息得到加工過程中的動態(tài)切削力信息，從而進行切削力辨識。研究動態(tài)切削力的補償問題，尋求可以實際使用的動態(tài)切削力的補償方法。文中采用仿真和控制軟件MATLAB對伺服控制系統(tǒng)和建立的數(shù)學(xué)模型進行仿真，通過分析比較，，得到一種或幾種方法的融合，來消除加工過程中動態(tài)切削力對數(shù)控非圓車削系統(tǒng)的影響。
【關(guān)鍵詞】：非圓截面零件 非圓車削加工系統(tǒng) 伺服控制系統(tǒng) 微進給機構(gòu) 刀架驅(qū)動機構(gòu) 動態(tài)切削力 切削力的數(shù)學(xué)模型
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TG51;TH161.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 概述9-14
• 1.1 非圓截面零件在生產(chǎn)加工中的科學(xué)意義和應(yīng)用前景9
• 1.2 非圓截面零件的生產(chǎn)加工研究的概況9-13
• 1.2.1 機械運動合成法加工階段9-10
• 1.2.2 靠模仿形法加工階段10-11
• 1.2.3 數(shù)控加工階段11-13
• 1.3 本課題的具體研究內(nèi)容和重點解決的關(guān)鍵問題13
• 1.3.1 研究內(nèi)容13
• 1.3.2 重點解決的關(guān)鍵問題13
• 1.4 本章小結(jié)13-14
• 第2章 非圓截面零件車削加工系統(tǒng)總體設(shè)計方案14-43
• 2.1 非圓截面零件數(shù)控車削加工機床的分析14-16
• 2.2 非圓截面零件數(shù)控車削控制系統(tǒng)的組成16-17
• 2.3 微進給傳動機構(gòu)的分析設(shè)計17-35
• 2.3.1 高頻響微進給裝置的驅(qū)動力學(xué)模型的建立18-20
• 2.3.2 運動平穩(wěn)性要求20-21
• 2.3.3 微進給裝置的組成21
• 2.3.4 微進給裝置控制系統(tǒng)的組成21-22
• 2.3.5 微進給裝置的理論模型建立22-28
• 2.3.6 微進給裝置控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計28-32
• 2.3.7 微進給裝置控制系統(tǒng)的仿真32-35
• 2.4 非圓截面零件車削刀架的分析設(shè)計35-41
• 2.5 本章小結(jié)41-43
• 第3章 非圓截面零件加工成形分析43-58
• 3.1 非圓截面零件車削加工中零件輪廓的成型方法43-46
• 3.2 非圓截面零件切削力的產(chǎn)生機理及其基本特征46-51
• 3.2.1 切削分力及其作用47-49
• 3.2.2 切削功率49
• 3.2.3 切削力的計算49-51
• 3.3 非圓截面零件加工切削力的采集與分析51-56
• 3.3.1 切削力最小相位系統(tǒng)辨識51-52
• 3.3.2 非最小相位系統(tǒng)切削力的辨識52-54
• 3.3.3 測試結(jié)果54-56
• 3.4 非圓截面零件加工中影響切削力的干擾因素的采集與分析56-57
• 3.5 本章小結(jié)57-58
• 第4章 切削力與干擾的數(shù)學(xué)模型的建立58-65
• 4.1 非圓截面零件車削的切削力模型的分析58-61
• 4.2 基于模糊評判的切削力干擾補償?shù)臄?shù)學(xué)模型分析61-64
• 4.3 本章小結(jié)64-65
• 第5章 基于 MATLAB 的非圓截面零件切削力數(shù)學(xué)模型的干擾補償研究65-75
• 5.1 MATLAB 仿真的關(guān)鍵技術(shù)65-68
• 5.1.1 MATLAB 簡介65
• 5.1.2 MATLAB 模塊封裝技術(shù)65-68
• 5.2 基于 MATLAB 的非圓截面零件切削力干擾的補償控制研究68-74
• 5.2.1 切削力干擾的前饋補償68-70
• 5.2.2 利用卡爾曼濾波器補償70-71
• 5.2.3 切削力干擾觀測器補償71-74
• 5.3 本章小結(jié)74-75
• 結(jié)論75-77
• 致謝77-78
• 參考文獻78-81
• 作者簡介81
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文81-82
• 附錄82-84

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 何漢輝,王世民,潘仲明,郄臣;活塞環(huán)非圓輪廓數(shù)控仿形加工系統(tǒng)及伺服機構(gòu)設(shè)計[J];國防科技大學(xué)學(xué)報;1997年05期

2 戴一帆,潘仲明,王世民;基于仿射原理的活塞環(huán)仿形數(shù)控加工系統(tǒng)[J];國防科技大學(xué)學(xué)報;1997年04期

3 李圣怡,黃長征,王貴林;微位移機構(gòu)研究[J];航空精密制造技術(shù);2000年04期

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本文編號：722749