论文题目：薄板类零件加工精度可靠性分析及加工误差优化补偿
摘要：板类零件有着厚度薄、重量轻、强重比高等突出特点,被大量应用于汽车以及智能农业装备等高新领域。然而,正是由于这类零件厚度较薄,导致切削刚度低,在机械加工过程中工件极容易产生让刀变形,从而导致较大加工误差,使得工件厚度不均匀、甚至尺寸超差,降低了产品的使用性能和使用寿命。因此,研究并优化补偿薄板类零件的加工误差具有重要意义。本文基于有限元仿真计算与实验研究相结合的方法,从薄板类零件加工变形快速预测、加工精度可靠性分析、工艺参数优化以及加工误差补偿等方面开展研究。首先,研究了薄板类零件铣削加工变形预测方法。分析了薄板类零件铣削加工过程中的变形机理,基于有限元法对加工过程进行了仿真,获得了仿真数据,并利用仿真数据建立了高斯过程回归预测模型,实现了加工变形的快速预测,在此基础上,分析了工艺参数对加工变形的影响。其次,研究了薄板类零件的加工精度可靠性分析方法。考虑薄板类零件加工变形和机床运动误差,推导了薄板类零件的加工误差,基于此建立了薄板类零件的加工精度可靠性模型,并运用时变可靠性分析法进行求解。实例研究结果表明加工过程中产生的加工变形是影响薄板类零件加工精度可靠性的重要因素。随后,研究了薄板类零件加工工艺参数优化及加工误差补偿方法。一方面,建立了以平均加工变形量和加工时间为目标、工艺参数为优化变量、期望最低加工精度可靠度为约束的优化模型,得到了满足预期加工精度的最优工艺参数组合,减小了加工变形量,从而使得加工误差得到优化控制;另一方面,对薄板类零件加工误差补偿机理进行了分析,并运用直接补偿和迭代补偿法对加工误差进行了补偿,进一步降低了加工误差。最后,设计了薄板类零件加工变形快速预测与误差补偿系统。该系统包含加工变形仿真、加工变形快速预测、加工精度可靠性分析、工艺参数优化以及加工误差补偿量计算等功能,实现了理论方法的实际应用。
关键词：薄板类零件;加工精度;可靠性分析;工艺参数优化;误差补偿
学科专业：机械工程
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 论文的选题背景及意义
1.1.1 论文的选题背景
1.1.2 论文的选题意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 加工变形预测研究现状
1.2.2 加工精度可靠性分析研究现状
1.2.3 加工误差优化补偿研究现状
1.3 论文的研究目的意义及项目来源
1.3.1 论文的研究目的和意义
1.3.2 论文项目来源
1.4 论文的主要研究内容
1.5 本章小结
2 薄板类零件铣削加工变形预测
2.1 薄板类零件铣削加工变形分析
2.2 薄板类零件铣削加工变形预测方法
2.2.1 薄板类零件铣削加工变形预测框架
2.2.2 基于有限元法的薄板类零件切削仿真分析
2.2.3 基于高斯过程回归的加工变形预测模型
2.3 加工变形预测结果及影响因素分析
2.3.1 仿真结果及模型训练
2.3.2 加工变形预测结果
2.3.3 加工变形影响因素分析
2.4 本章小结
3 薄板类零件铣削加工精度可靠性建模及分析
3.1 考虑加工变形的薄板类零件铣削加工精度可靠性建模
3.1.1 数控机床多体系统描述
3.1.2 数控机床相邻运动单元坐标变换
3.1.3 考虑加工变形的薄板类零件加工精度可靠性模型推导
3.2 薄板类零件加工精度可靠性分析方法
3.2.1 随机过程离散化
3.2.2 加工精度可靠度求解流程
3.3 案例研究
3.4 本章小结
4 薄板类零件铣削加工工艺参数优化及加工误差补偿
4.1 薄板类零件铣削加工参数优化
4.1.1 优化模型
4.1.2 优化模型求解
4.2 薄板类零件铣削加工误差补偿
4.2.1 加工误差补偿机理分析
4.2.2 加工误差补偿方法
4.3 案例研究
4.3.1 薄板类零件铣削加工工艺参数优化案例研究
4.3.2 薄板类零件铣削加工误差补偿案例研究
4.4 本章小结
5 薄板类零件加工变形快速预测与误差补偿系统设计
5.1 系统总体框架
5.2 系统开发环境与系统接口
5.2.1 系统开发环境
5.2.2 系统接口
5.3 系统功能模块设计
5.3.1 系统各模块运行逻辑设计
5.3.2 系统各模块界面设计
5.4 本章小结
6 结论与展望
参考文献
E.学位论文数据集
致谢