石材高效加工工艺数据库系统的设计研究

论文摘要

石材制品由于其天然的物理特性、稳定的化学特性及其美观的外表,无论在公共建筑还是在家庭装修,都得到越来越普遍的使用。我国在石材加工方面虽然已经取得了长足的进步,但由于石材高效加工技术的研究起步较晚,目前,匹配于石材品种的高效加工工艺及工艺参数的应用较为匮乏,与意大利等传统石材强国相比,仍然存在着生产成本高、加工效率低、能源消耗大的问题。针对以上问题,本课题主要进行了关于石材品种的高效加工技术的研究及其数据库系统的建立。采用合理高效的加工工艺方案或工艺参数,是充分发挥刀具及设备性能的关键,尤其对于自动化程度及复合化程度越来越高的现代化石材高效加工设备来说,由于复合加工技术及切削用量应用的不断升级,加工过程基本时间显著减少,辅助时间所占比重越来越大。在有效的时间内决策并制定匹配于石材品种及产品结构的高效加工工艺方案及工艺参数,是显著缩短辅助时间及基本时间有效途径,是实现石材行业高效率、低成本生产的重要措施之一。根据当前高效加工工艺数据库技术的研究与发展现状,应用SQL Server2000数据库管理系统以及Visual Basic 6.0操作界面编辑功能,完成了石材高效加工工艺数据库系统的建立,具备简单的推理、预测功能及分布式结构,能够积累和储存丰富的石材加工的生产或实验数据,实现了数据库系统的初步运行,为产品加工、组织生产提供了科学依据。基于石材加工过程的去除机理,分析研究了实现石材高效加工过程所必须的刀具性能与质量、设备性能与质量、加工工艺方案、加工工艺参数、切削液与石材品种的匹配性研究,得出了他们的一般匹配关系,为石材高效加工技术的实验研究奠定了理论基础；综合分析影响实现石材加工过程的各种因素,深入研究了石材品种可加工性等级划分的数学模型,搜集完成常用石材品种的各个可加工性影响因素,通过引入模糊矩阵法对石材品种的可加工性进行了等级划分,为实现石材高效加工技术的推广应用及其数据库系统的推理功能奠定了基础；基于不同石材品种具有不同的最佳高效加工工艺参数组合,以石材可加工性等级划分中第三等级的五莲红花岗石为例,以石材加工过程的去除机理为理论依据,采用单因素实验和两因素正交实验相结合的实验方法,得出了匹配于五莲红石材品种的最佳工艺参数组合方案,为实现五莲红石材品种及其可加工性相同或相近的石材品种的高效加工提供了科学依据。通过本课题的研究,为实现我国石材制品高效加工技术的推广及应用奠定了基础,对实现我国石材产品的高效加工有现实的指导意义。同时,课题的研究思路和方法将对我国石材品种的高效加工技术研究具有指导意义。本课题的研究得到山东省自然科学基金重点项目资助(项目编号：Z2007F07)。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题提出的背景和意义
• 1.2 加工工艺数据库系统的研究现状
• 1.3 石材高效加工技术研究现状
• 1.3.1 石材加工设备的研究发展现状
• 1.3.2 石材加工刀具的发展现状
• 1.4 复合加工技术在石材加工中的应用
• 1.5 石材高效加工工艺的研究
• 1.5.1 石材品种的可加工性研究
• 1.5.2 石材高效加工工艺参数的研究
• 1.5.3 石材高效加工工艺方案的研究
• 1.6 本课题主要研究内容
• 第2章 石材高效加工工艺数据库系统的建立
• 2.1 建立石材高效加工工艺数据库的必要性
• 2.2 高效加工工艺参数的来源与评价
• 2.3 石材高效加工工艺数据库系统的建立
• 2.3.1 系统功能分析
• 2.3.2 系统模块设计
• 2.3.3 概念结构设计
• 2.3.4 逻辑结构设计
• 2.3.5 开发与运行环境的选择
• 2.4 应用程序的开发
• 2.5 本章小结
• 第3章 石材制品高效加工匹配关系的研究
• 3.1 金刚石刀具与石材品种的匹配关系研究
• 3.1.1 石材品种的特性
• 3.1.2 金刚石刀具胎体性能与石材品种的匹配性
• 3.1.3 金刚石颗粒与石材品种的匹配性
• 3.2 加工工艺参数与石材品种的匹配关系研究
• 3.2.1 切削速度
• 3.2.2 背吃刀量与进给速度
• 3.3 切削液与石材品种的匹配关系研究
• 3.4 加工用量与加工要求的匹配关系研究
• 3.5 本章小结
• 第4章 石材品种可加工性等级划分研究
• 4.1 石材可加工性研究
• 4.1.1 影响石材品种可加工性能的因素分析
• 4.1.2 石材品种可加工性数学模型研究现状
• 4.2 石材可加工性的模糊数学法评价
• 4.2.1 模糊数学法的基本原理
• 4.2.2 模糊数学法评价石材可加工性的基本步骤
• 4.2.3 常用石材品种及相关评判对象因素的搜集
• 4.2.4 石材品种可加工性等级划分
• 4.3 本章小结
• 第5章 石材品种高效加工工艺参数的研究
• 5.1 石材品种高效加工工艺参数实验方案的制定
• 5.1.1 实验方案原理分析
• 5.1.2 实验设备及实验仪器的选择
• 5.1.3 金刚石刀具的选择
• 5.1.4 工件材料选择
• 5.2 五莲红高效锯切工艺参数的实验研究
• 5.2.1 切削速度单因素实验
• 5.2.2 实验结果分析
• 5.2.3 背吃刀量与进给速度优化组合正交实验
• 5.2.4 实验结果及分析
• 5.3 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 发明专利
• 学位论文评阅及答辩情况表