论文摘要
随着科学技术的发展,对机械产品质量的要求越来越高。相对于传统机械加工技术来说,数控加工技术因其具有高精度、易于实现控制、高柔性等特点,日益成为机械制造业发展的主流。机械产品的质量与组成该机械产品的零件的制造质量密切相关,数控加工能获得较高的精度和表面质量。不同的表面有不同的切削加工方法,因此,如何进行切削加工,对保证零件质量,提高劳动生产率和降低成本,有着重要的意义。本文着眼于应用数控机床进行数控车削、数控铣削、数控磨削、电火花线切割与加工中心铣削加工机械零件,然后,选择一定的方法对已加工零件某些特定的加工精度进行测量。并对测量方法进行了深入研究,提出了基于正交试验的极差分析法数据处理方法,并设计了检测实验方案。检测的数控切削工件的加工误差数据,用统计分析法进行数据处理,给出加工精度分布规律,使之实现加工精度分布图形的显示。本文主要包含以下几方面的研究内容。(1)针对数控车削、数控铣削、数控磨削、数控电火花线切割与数控曲线磨削以及加工中心铣削加工方法和特点以及加工精度等进行了理论分析和综述。讨论了相关数控加工精度分布规律和趋势；阐述了数控加工精度分布与非数控加工精度分布的不同特点和研究数控加工精度分布存在的问题与意义；确定了数控加工精度分布的影响因素,提出了数控加工精度分布规律研究的相关具体内容和方法。(2)依据提出的数控加工精度分布规律研究的相关内容需要,规划了数控车削、数控铣削、数控磨削、数控电火花线切割与数控曲线磨削以及加工中心铣削加工等6种数控加工精度分布系统实验方案。确定研究实验使用设备和工装,并设计和制备了6种数控加工精度分布系统实验用样件,提出基于单因素实验与正交试验的极差分析法及多种数据处理的复合实验方法,进行了6种数控加工精度分布系统研究的大量实验,对机械零件加工精度的分布规律进行了系统深入地研究。保证了满足数控加工精度分布规律研究的相关内容需要前提下,所需的实验次数少,数据点分布均匀,所得结论的可靠性较高。(3)对实验研究中数控加工零件的精度和表面粗糙度进行检测,并编程作相关数据处理。基于数控加工精度分布系统研究的大量实验所获得的实验样件的加工精度,对于不同的尺寸精度、形状精度和位置精度,分别采用多种不同检测仪器和方法进行了大量的检测和分析；研究了基于Matlab的数据处理分布图形及其实现技术,实现自动绘制数控加工精度分布曲线,探讨了正态分布的拟合优度测试方法。(4)系统研究了6种数控加工方法的尺寸精度、位置精度和形状精度分布规律。采用数理统计法、极差分析法、单因素试验法和正交试验对比实验分析法以及MATLAB计算方法进行统计分析,获得多种数控加工加工精度分布规律和所呈现的变化趋势；并分析数控加工加工精度分布影响因素和产生的原因,得出具有工艺应用参考价值的结论。(5)开展了数控加工表面的三维形貌和表面粗糙分布规律分析研究工作。利用三维轮廓仪,测出工件表面三维形貌,并测量出其表面粗糙度值；得出高度概率密度分布范围可知6种数控加工方法加工表面粗糙度分布差异性,寻找出其影响因素相关性。(6)初步进行了数控车削与数控磨削、电火花线切割与数控曲线磨削、数控铣削与加工中心三种数控加工精度分布对比分析研究。对三种相同或近似实验样件进行了不同数控加工,依据检测结果进行加工精度分布对比分析,获得的实验样件数据表明其加工精度分布的特征参数的变化情况,为数控加工工艺的合理选择提供依据。总结全文,切削加工中,在保证刀具材料、工件材料的前提下,主要以实验研究为主,分析了数控切削加工精度的分布规律,对各种影响工件加工质量的因素进行了讨论,找到影响最大的显著性因素,以便在实际生产加工过程中对造成加工误差的各因素进行有目的的控制和补偿。