机床零件结合面公差设计方法及其铣削工艺优化研究

论文摘要

本文是在国家科技重大专项课题“封头车铣加工中心重要零部件加工工艺技术研究（2011ZX04002-111）的支持下,针对CXK5463X50/150龙门移动式车铣加工中心在装配过程中频繁出现对零部件结合面进行刮研修配,降低装配效率的问题,在齐齐哈尔二机床（集团）有限责任公司已有加工和装配工艺的基础上,对机床零件结合面公差设计方法及其工艺优化进行研究。对机床的装配精度进行描述和分析,明确各项装配精度指标,提取与装配精度指标相关的结合面并描述其在整机中的分布,应用齐次坐标变换理论对机床的装配精度进行建模,研究结合面误差对机床装配精度的影响特性。对机床零部件功能表面的构成进行分析,根据功能表面的构成要素,对机床零部件结合面的误差进行描述,研究机床零部件结合面误差对机床零部件自由度约束及装配后机床加工精度的影响,以此为基础提出满足整机装配精度约束下结合面公差设计方法。针对机床的各零部件结合面在切削力、自身重力等载荷的作用下会产生变形而导致结合面误差发生变化进而影响机床的装配精度的现象,利用ansys软件对机床模型进行静力学分析,研究结合面接触变形对装配自由度的影响,对机床模型做运动学仿真分析,研究结合面接触变形对机床加工精度的影响及各零件结合面变形敏感性,在此基础上提出了结合面抗变形公差设计方法及铣削工艺优化模型。通过对结合面铣削加工误差的分析,明确结合面加工精度的影响因素,在此基础上提出结合面铣削工艺综合优化模型,进行刀具对比及切削参数优化实验,通过选取加工参数及刀具来获得最优结合面以满足机床装配精度,减少装配回路,提高装配效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究的目的意义
• 1.1.1 课题研究背景
• 1.1.2 课题目的及意义
• 1.1.3 课题来源
• 1.2 CXK5463X50/150龙门移动式车铣加工中心装配工艺现状
• 1.2.1 整机装配流程现状
• 1.2.2 机床装配过程中检测现状
• 1.2.3 装配精度调整现状
• 1.3 CXK5463X50/150龙门移动式车铣加工中心加工工艺现状
• 1.4 论文主要研究内容
• 第2章 机床装配结合面及其装配精度
• 2.1 机床装配精度描述
• 2.2 整机装配结合面分布特性
• 2.3 关键结合面误差分析
• 2.3.1 零部件结合面间齐次坐标变换
• 2.3.2 机床坐标轴运动副分析
• 2.3.3 机床几何误差建模
• 2.4 结合面误差对整机装配精度影响特性
• 2.5 本章小结
• 第3章 机床结合面公差设计方法
• 3.1 机床零部件功能表面构成及分布
• 3.2 机床零部件结合面误差分析
• 3.2.1 直线度误差描述
• 3.2.2 平面度误差描述
• 3.2.3 结合面圆度误差描述
• 3.2.4 圆柱度误差描述
• 3.2.5 结合面误差几何变动分析
• 3.3 结合面误差对零部件自由度约束影响
• 3.4 结合面误差对机床加工精度影响特性
• 3.5 整机装配精度约束下结合面公差设计方法
• 3.6 本章小结
• 第4章 机床零部件结合面变形分析及其公差设计
• 4.1 结合面接触变形对零部件自由度约束影响
• 4.2 结合面接触变形对零部件装配精度影响
• 4.3 结合面接触变形对整机装配精度
• 4.4 零部件结合面抗变形公差设计
• 4.5 零部件结合面铣削工艺优化目标模型
• 4.6 本章小结
• 第5章 机床零部件铣削工艺综合优化
• 5.1 机床零部件铣削加工误差分析
• 5.1.1 切削层参数描述
• 5.1.2 刀具磨损对加工误差的影响
• 5.1.3 零部件结合面加工误差的解算
• 5.2 结合面加工工艺实验及分析
• 5.3 结合面加工刀具优选及参数优化实验
• 5.3.1 刀具优选实验
• 5.3.2 切削参数优化实验
• 5.4 零部件铣削综合优化工艺及工艺规范
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢