一、非敏感方向误差对数控车削加工精度的影响（论文文献综述）
贾建宇[1]（2020）在《共面双线电极切向进给的电火花磨削微细轴技术研究》文中认为微型零件或具有微细结构零件的需求日益增长,促进了微细制造领域的发展,微细轴作为微细制造领域的重要产品、工具,其制造精度直接影响作为产品的操作性,尤其是作为工具再应用于微细制造,如微孔、微槽、微细表面三维结构的加工,被加工零件的制造精度取决于微细轴的加工精度,即其直径一致性,包括单一微细轴轴向一致性及批量加工微细轴的重复一致性。目前微细轴的制造技术以微细电火花加工（Micro electrical discharge machining,Micro-EDM）为主,其具有加工精度高、易加工难切削金属、加工过程易于控制、加工过程几乎无切削力且成本相对较低的特点。其中,电火花线电极磨削（Wire electrical discharge grinding,WEDG）微细轴直径精度相对最好,主要原因是工具电极的损耗对微细轴加工的直径精度可以通过加工过程调控,同时,线电极与微细轴间的点放电模式、小放电能量也有利于微细轴直径一致性的控制。针对WEDG加工技术中缺乏直径控制或直径控制策略复杂的问题,提出了共面双线电极切向进给电火花磨削（Coplanar twin-wire tangential feed electrical discharge grinding,CTTF-WEDG）的加工方法,即:同平面内对称的双线电极形成一个微细窄缝,微细轴沿窄缝对称中心线相对导向器弧顶切向进给,共面双线电极窄缝宽度随微细轴切向进给非线性变化。CTTFWEDG方法既以切向进给的方式提高了微细轴径向材料去除厚度的分辨率,又以窄缝宽度及轴向进给约束了微细轴轴向直径,可以实现高精度的单根微细轴的轴向一致性和批量加工微细轴直径的重复一致性。此外,加载相互独立的双路RC模式脉冲电源的共面双线电极微细电火花加工系统可有效提高微细轴的加工效率。分析了CTTF-WEDG方法中微细轴直径的控制要素,包括共面双线电极窄缝宽度、相对窄缝最小宽度处的切向距离、放电间隙、线电极在导向器上的曲率半径;并得出了在上述要素不同条件下,微细轴直径变化及变化率的理论规律,为应用CTTF-WEDG方法加工微细轴提供了理论基础。基于理论分析的可行性结果,研发了实现CTTF-WEDG方法的高端微细电火花加工成套装备,其中包括:花岗岩床身的高精度X/Y/Z三轴直线运动平台、双线电极运丝系统、共面双线电极放电加工装置及基于压电陶瓷的窄缝宽度调节装置、主轴及其微动结构、辅助设备、相互独立的RC模式双路脉冲电源、基于PMAC卡的运动控制系统及基于C#的数控系统软件。基于此,开展了CTTF-WEDG方法加工微细轴的基础工艺实验研究;提出了微细轴初始加工位置确定的策略及微细轴的进给策略;确定了加工区线电极相对微细轴径向跳动最小量的控制参数;以提高加工效率为目标,将微细轴的加工过程划分为粗、半精、精加工三个工序,根据各阶段微细轴轴向直径偏差,提出了三个工序的划分方法,初步确定了各工序加工参数。其中,精加工过程决定了微细轴直径的轴向一致性及重复一致性,因此对精加工参数进行了基于正交实验的参数优化,在优化参数条件下,研究了微细轴轴向进给直径变化与线电极损耗的关系。此外,进行了CTTF-WEDG方法加工微细轴的效率对比研究,证明该方法相对单电源或单线电极加工的高效性。为进一步提高单根微细轴的直径一致性,首先分析了CTTF-WEDG加工系统中误差的影响,包括机床运动精度及定位精度、共面双线电极加工区位置波动的影响、共面双线电极的不共面误差的影响,并提出了相应的控制策略;对微细轴的进给策略整体优化,避免了因线电极损耗造成的微细轴锥度问题,提高了微细轴直径的轴向一致性,实现了800μm长度范围内±0.5μm的一致性控制。为加工小直径、大长径比的微细轴,分析了加工过程导致其呈现锥度的原因,研究了影响因素的控制方法,成功加工了直径小于10μm、长径比达47的微细轴。为实现CTTF-WEDG方法高精度控制批量加工微细轴直径的重复一致性,分析了微细轴重复加工过程中影响其直径重复一致性的因素,包括微细轴毛坯圆柱度及装夹误差对微细轴初始加工位置的影响、共面双线电极的不对称误差的影响以及微细轴在误差敏感方向（相对微细轴径向）加工位置偏移的影响,并提出了相应的控制策略;重点对微细轴径向材料去除厚度及精加工过程中连续切向进给后线电极损耗与微细轴直径的关系进行了研究,在微细轴直径控制模型的基础上重复加工了（?）45μm的高精度的黄铜及钨材料微细轴,在一定长度内,连续加工的微细轴重复一致性控制在±1μm内。综上,在CTTF-WEDG方法基础上,提出了一系列微细轴直径轴向一致性及重复一致性的控制方法,进行了加工过程中线电极损耗与微细轴直径变化关系的基础性研究,实现了高直径一致性的微细轴的加工,丰富了微细电火花加工微细轴的方法及直径一致性控制策略,为拓展微细电火花加工技术在微细制造领域的应用提供了理论指导和技术保障。
王鹤亭[2]（2019）在《某型航发机匣轴承座加工误差分析及工艺改进研究》文中认为机匣轴承座作为航空发动机涡轮后机匣部分的关键零件,其结构复杂,尺寸及形位公差要求严格,极易在制造过程中由于加工误差的累积导致精密内孔加工尺寸及形位精度无法满足图纸要求。为降低机匣轴承座的加工误差,本文以某型机匣轴承座为研究对象,分析机匣轴承座加工误差产生的原因,通过对试验件进行大量检测、误差分析并进行控制、改进和验证,对机匣轴承座加工误差控制方法进行了系统的研究。主要研究内容如下:（1）试制并测量试验件变形数据,开展加工误差数据分析。对试验件主要工序的主要尺寸进行了测量,并统计出了机匣轴承座变形数据。同时对试验件变形数据进行统计分析,得出了是由于加工变形导致轴承座内孔尺寸Φ180±0.009mm及其位置处跳动0.02mm超差的结论。（2）加工误差原因分析。为探究加工误差对机匣轴承座加工质量的影响,本文对机匣轴承座加工误差的来源及产生原因进行了详细分析,确定了导致轴承座内孔尺寸Φ180±0.009mm及其位置处跳动0.02mm超差的主要加工误差,即刀具误差、夹紧误差和切削力及压紧力导致的受力变形误差。（3）加工误差的控制及工艺方案改进。本文依据机匣轴承座加工误差分析结果,提出了相应的控制策略,从工艺路线、夹具结构、加工方式、走刀路径等方面的改进,完成了零件加工定位基准面的提升;通过试验完成了刀具参数、切削参数及压紧方案的改进;通过与设计协调完成了毛坯的改进。（4）改进后工艺试验及结果分析。选取12个零件,采用改进后加工工艺方案进行加工,得到了改进后零件数据,通过与改进前数据对比分析,得出了改进后加工工艺方案有效的控制了机匣轴承座加工变形、降低了加工误差对机匣轴承座加工影响的结论。
吴嘉锟[3]（2019）在《数控机床直线度保持性提升方法与技术》文中研究说明精度保持性是评价数控机床的关键性能指标,亦是制约国产数控机床使用性能与市场竞争力的主要因素。基础件作为数控机床的关键部件,其安装后的精度保持性是影响整机精度性能的关键要素。直线度精度是表征基础件几何精度的重要指标之一,受到基础件装配工艺及机床服役过程中的各因素影响后,往往会缓慢衰退,进而直接影响到机床的加工精度。本文依托国家科技重大专项,围绕精度保持性评价、保持性提升与保持性监测等三个方面内容,开展数控机床直线度保持性提升方法与技术研究工作。提出精度保持性量化评价方法,辨识影响精度保持性的关键误差源。虑及数控机床的实际使用工况,明确精度保持性与精度保持时间的定义,提出衡量精度保持性的特征量“精度保持度”的概念,以解决精度保持时间无法反映精度在规定范围内保持在原始状态能力的问题。建立数控机床空间位置精度保持度模型,揭示机床空间位置精度保持度与几何误差时变状态间关联关系。基于敏感度分析理论,研究影响机床空间位置精度保持度的关键误差源识别方法。研究虑及基础件弹性体特征的导轨安装面直线度误差预测方法。提出导轨安装面直线度误差模型,建立虑及螺栓间弹性相互作用的螺栓预紧力、预紧顺序与导轨安装面直线度误差间关联关系。提出螺栓间交互刚度解析模型,揭示螺栓间弹性相互作用内涵,并采用数值模型对比验证。在此基础上,量化分析各影响因素变化时,螺栓间弹性相互作用对螺栓残余预紧力变化的影响,明确弹性相互作用的影响范围,提出减小螺栓间弹性相互作用对螺栓预紧力影响的措施。研究面向直线度保持的基础件预紧工艺优化方法。提出面向直线度保持的基础件优化预紧工艺,旨在预紧阶段直接满足基础件精度与刚度要求。分析螺栓预紧顺序对基础件连接刚度的影响,提出螺栓预紧顺序约束模型与合理预紧序列制定策略。研究适用于螺栓预紧顺序优化的粒子群优化算法,结合遗传算法中的交配运算,提出粒子位置、个数更新策略,制定螺栓预紧序列优化流程。应用验证直线度保持性提升方法。以某机床厂的重型数控轧辊车床为实验对象,通过现场检测,验证提出导轨安装面直线度误差模型的准确性。对比按照不同预紧工艺装配后的床身导轨直线度误差,评估基础件优化预紧工艺效果。研究基于分布式应变在线获取的床身导轨安装面直线度保持性检测方法。基于弹性力学的平面应力理论,提出适合任意应变测点分布形式的导轨安装面直线度误差预测算法。制定应变片布置策略,开发面向床身导轨安装面直线度误差长期监测的多通道应变远程监测软硬件系统。提出方法被制定为企业标准,提升了几个系列产品基础件直线精度保持能力,并在多类机床上进行推广应用,为稳步推进国产数控机床精度保持性的全面提升做出了积极贡献。
黄岳田[4]（2019）在《单点金刚石车削复杂曲面技术研究》文中研究表明光学元件的面形随光学系统的发展,对光学表面的形状要求越来越复杂,传统的平面和球面面形已经无法满足现有光学系统的要求。复杂曲面以其特有的优势在光学系统中展现出越来越重要的价值和应用前景,应用范围越来越广、需求越来越紧迫,某些特殊成像效果的光学系统只有采用复杂面形光学零件或复杂结构才能够实现。同时面对光学元件加工精度的要求不断提高,零件面形日益复杂化,材料特性的多样化发展趋势,传统的加工技术已难以或完全不能满足其高效高精度加工,特别是加工具有复杂面形和微小结构复合特征的零件更需要新的加工手段和技术。在发展需求的强力推动下,超精密加工技术不断地获得新的创新和突破。目前,单点金刚石车削技术是光学元件制造极为有效和经济的方法之一,有些情况下甚至是唯一的方法,它在光学表面加工中的作用还将会不断扩大。以加工晶体类红外光学元件为主体特征的单点金刚石精密数控车削技术在军用光学系统中就占有举足轻重的地位。因此研究单点金刚石精密数控车削复杂曲面技术具有广阔的应用前景和实际的应用价值。本文以单点金刚石车削典型复杂曲面为例,对其车削原理与车削表面质量控制展开研究,主要包括以下几个方面。1.研究单点金刚石车削方式与原理,根据解析法设计菲涅尔衍射结构面形,分析影响车削表面质量的因素,提出面形误差补偿技术,建立车削表面粗糙度模型并修正。根据刀具参数与车削表面质量的关系,分析衍射面形误差来源,指导合理选择刀具参数。并通过车削菲涅尔衍射结构面形车削实验验证。2.提出飞刀车削加工微金字塔阵列结构的方法,建立飞刀车削模型,研究车削生成的毛刺与加工参数之间的关系。根据车削参数与微结构单元尺寸的关系模型,仿真分析机床重复定位误差对微V槽阵列车削效果的影响,提出优化毛刺工艺。通过实验优化工艺最终车削出表面质量较好的微金字塔阵列结构。3.分析快刀伺服车削方式与加工原理,研究刀具路径规划算法与刀具半径补偿方法。分析影响快刀伺服车削表面质量的因素,提出刀具路径规划算法优化,并通过快刀伺服车削加工球面阵列实验验证。4.研究慢刀伺服车削技术,建立坐标系之间的转换关系,仿真计算刀具对中误差对慢刀伺服车削斜平面影响,研究慢刀伺服车削的PVT插补算法,以正弦波为例验证插补算法的精度。通过慢刀伺服车削加工离轴抛物面验证慢刀伺服车削能力。5.分析车削刀纹对光学系统的影响,提出用离子束修形来去除车削表面残留刀纹并提升表面质量。根据确定性光学加工理论基础模型,分析离子束修形能力,并通过实验验证离子束修形可以提升车削表面质量。
解正友[5]（2019）在《面向切削过程在线监测的多传感器集成式智能刀柄研究》文中研究说明智能制造是“中国制造2025”的主攻方向,而发展面向智能制造的智能产品和智能装备是其中一项重要的战略举措。对制造企业而言,各类智能传感装置能够为切削过程智能监测提供多参数信息,是实现生产自动化,提高加工效率和产品质量,以及降低生产成本的重要基础。因此,开展满足应用需求的智能传感产品设计与监测技术研究,对推动智能制造技术发展具有重要意义和应用前景。针对切削过程多参数信息检测需求和目前传感装置的不足,本文开展了多传感器集成式智能刀柄研究,研制了一种可实现切削过程多维切削力和切削振动同时测量的无线智能刀柄,并基于其开展了切削过程刀具磨损状态在线监测技术研究。针对铣削过程切削力和切削振动检测需求,设计了智能刀柄多参数信息感知总体方案,包括基于电容测微原理的四维力测量方案及直接嵌入加速度传感器的振动测量方案。设计了低向间干扰的电容式多维力/扭感知结构,并建立了四向力解耦方程,通过在标准数控刀柄上设计多组变形梁结构,以变形梁六处位置的变形来实现各向力的可靠解算。通过建立感知结构的受力模型,分析了不同结构参数对变形灵敏度的影响规律,优化并确定了多参数信息感知刀柄的各项结构参数,应用有限元软件分析了该参数下刀柄结构的各项静、动态特性,分析结果表明设计的刀柄结构满足应用需求,为智能刀柄多参数信号可靠感知建立了基础。为实现多参数信号传感与采集,开展了智能刀柄传感单元与多参数信息采集系统设计研究。设计了平行板式电容微位移传感器来测量感知结构的微小变形,从而实现切削力检测;完成了电容传感器关键参数设计,并确定了电容极板装配方案,分析了极板装配误差对传感器输出特性的影响规律。基于电容数字转换芯片和加速度芯片设计了高精度低功耗的多维力和振动传感电路,并完成了多参数信号采集与无线传输系统的研制与测试,测试结果表明设计的采集系统能够实现智能刀柄多参数信息的实时准确采集。在完成多参数信息感知刀柄结构及传感单元与采集系统设计的基础上,研制了一种多传感器集成式无线智能刀柄。针对智能刀柄综合性能测试需要,完成了智能刀柄静、动态特性实验研究,分析并确定了智能刀柄各向力测量灵敏度、向间干扰、固有频率等各项静、动态特性参数;同时,设计并进行了智能刀柄铣削实验,通过与标准传感器对比评估了其在实际切削中的多参数信息检测性能,实验结果表明智能刀柄能够准确可靠测量切削过程中三维切削力、扭矩及切削振动信息,为智能刀柄实际应用提供了保证。基于研制的多传感器集成式智能刀柄研究了铣削刀具磨损状态在线监测技术。通过对不同切削参数下的刀具磨损实验数据进行分析与处理,提取了信号时域及小波域特征,基于费舍尔判别比分析并选择出了与刀具磨损状态强相关的特征集;建立了多源信号特征融合的隐马尔科夫刀具磨损状态辨识模型,分析了不同特征对不同刀具状态的识别能力,提出了一种融合两组特征集分别辨识刀具不同磨损状态的方法,提高了刀具磨损状态识别的准确率。应用LabVIEW和Matlab软件联合开发了刀具状态在线监测软件系统,实现了切削过程多维力和振动信号的实时采集、刀具磨损状态在线判别以及数据离线分析等功能,拓展了多传感器集成式智能刀柄应用场景。
管佳燕[6]（2018）在《基于加工表面形貌的数控车床误差辨识方法与仿真研究》文中研究指明数控机床的水平是一个国家机械化、现代化的重要标志,代表着一个国家的科学水平、创新能力和综合能力。数控机床作为机械制造业中的核心基础加工母机,其精度问题的研究越来越受到重视。本文结合国家重点基础研究发展计划课题“关键部机高强度大构件保质制造技术”和国家自然科学基金项目“基于功能-结构并行分解的公差设计理论与方法”,以精密车床为研究对象,系统地开展了数控车床综合运动误差建模、车削表面三维形貌预测、相对振动对车削表面的影响及其辨识方法、车床导轨移动副运动误差辨识等方面的研究。旨在通过对车削表面生成机理及车床误差对表面形貌影响的研究,建立车削过程动态误差和表面形貌之间的关系,实现基于切削表面形貌的车床误差辨识,为车床误差辨识提供一条新途径。第1章阐述了本文的研究背景及意义,综述了数控机床误差建模技术、数控机床误差辨识技术和车削表面形貌建模的国内外研究现状,给出了本文的研究内容和总体框架。第2章分析了车削加工系统的误差源,应用多体系统理论构建数控车床综合运动误差模型,描述刀具刀尖点与工件之间的空间误差和车床各误差元素之间的映射关系,为分析车床误差对表面质量的影响提供依据。第3章在上一章的基础上结合机床运动学和切削理论分析,建立车床运动误差影响下的车削表面三维形貌预测模型,为实现从表面形貌溯源车床误差提供理论支撑。模型综合考虑了切削工艺参数、刀具几何形状、车床运动误差及其他因素引起的刀具与工件间相对动态位移对切削表面形貌的影响。第4章仿真与分析了典型振动影响下的端面车削表面形貌,揭示了刀具与工件间相对振动对表面成型的影响规律,利用“频率比”解释了表面形貌形成的过程,详细分析了相对振动的幅值和频率对表面粗糙度的影响。车削表面蕴含有大量反映加工过程的形貌特征,应用二维经验模态分解方法对端面车削表面进行多尺度分解,通过特征辨识提取能反映相对振动的特征表面形貌,从而实现刀具与工件间相对振动的辨识。第5章研究了基于工件加工表面形貌的车床导轨移动副运动误差辨识方法,提出了基于自加工外圆车削表面的Z轴导轨移动副运动误差辨识方法和基于端面车削表面的X轴导轨移动副运动误差辨识方法。第6章基于MATLAB开发了数控车床误差辨识原型系统。同时,对数控车床加工区域内的导轨移动副运动误差进行辨识,并通过补偿实验对比证明了所提出的误差辨识方法是有效的。第7章总结了本文的主要研究内容和创新点,并对今后的研究工作进行了展望。
邹喜聪[7]（2018）在《三轴超精密车床几何误差敏感性分析及在位补偿技术研究》文中指出目前,超精密加工技术已不再仅仅局限于航空航天等尖端国防领域,其应用范围已逐步扩展到国民经济的众多领域,并呈现出迅速扩张的趋势。超精密机床是促进超精密加工技术飞速发展的必要技术手段,超精密机床的装配误差以及关键部件的制造误差将使超精密机床运行过程中存在空间几何误差,会进一步导致超精密机床的轴系运动偏离理想位置,进而对机床的加工性能和加工精度产生极大的影响,最终导致工件的加工质量下降。工件的加工精度是间接评价超精密机床整体性能和加工精度的重要指标,而现代制造业对零件的加工精度提出了越来越高的要求,这就对超精密机床的整体加工性能和加工精度提出了极大的挑战。现阶段,我国三轴超精密车床的加工精度水平略低,具有较大的提升空间,而如何快速地提高我国三轴超精密车床的加工精度成为了亟待解决的重要问题。因此,本文对三轴超精密车床加工精度的误差补偿技术进行了研究,主要包括三轴超精密车床的几何误差建模、误差模型参数化、几何误差敏感性分析和在位误差补偿技术等内容。首先,基于多体系统动力学方法建立了三轴超精密车床各轴系对应的低序体序列,并采用低序体序列法描述了三轴超精密车床几何结构的拓扑关系。分析了三轴超精密车床直线导轨和旋转主轴的几何误差项,基于齐次坐标变换方法建立了三轴超精密车床轴系的通用几何误差模型,进而依据误差建模流程推导了三轴超精密车床空间几何误差模型的数学表达式。根据超精密车床误差检测国家标准（GB/T 17421.1,GB/T 17421.2,GB/T 7235）和国际标准（ISO 230-1,ISO 230-2,ASME B89.3.4）中规定的测量方法及误差评价方法,结合实验室实际具备的测量仪器条件,采用常用并可行的测量方法对三轴超精密车床的全部21项几何误差进行直接或间接测量,明确了三轴超精密车床全部21项几何误差的误差值,从而实现三轴超精密车床几何误差模型的参数化。其次,为了量化每个几何误差项对三轴超精密车床加工误差的影响程度,从三轴超精密车床众多几何误差中鉴别出对加工精度产生重大影响的若干几何误差项,采用基于方差分解形式的Sobol全局敏感性分析方法对三轴超精密车床的几何误差敏感性进行了分析。利用蒙特卡洛方法（Monte Carlo method）对几何误差项进行采样,采用Sobol方法对三轴超精密车床的空间几何误差模型及其沿X、Y、Z方向的误差分量进行了敏感性系数计算,根据敏感性分析结果确定了对空间几何误差模型及其沿X、Y、Z方向分量产生重大影响的重要敏感误差项。同时针对四种典型特征表面的加工精度进行了几何误差敏感性分析,鉴别出了对四种典型特征表面的加工精度影响重大的重要敏感几何误差项。几何误差敏感性分析不但提供了判断几何误差项是否对加工精度产生重大影响的评判标准,而且为三轴超精密车床几何误差补偿和调整以及误差分配提供了理论依据。此外,为了克服离线补偿过程中工件的拆卸、安装固定等操作引入的系统误差对误差补偿准确性的影响,基于白光共焦位移传感器搭建了一套非接触式在位测量及补偿系统,并进行了在位补偿系统硬件设计、软件开发及其与三轴超精密车床控制系统的集成。在位测量系统采用白光共焦位移传感器作为测量执行单元,利用PI高精度位移平台充当临时Y轴实现测量传感器沿高度方向上的精密调整。提出了基于双标准球的空间相对位置标定方法,保证了在位测量装置重复安装过程中相对于主轴中心的位置重复性,实现了工件二维轮廓及三维形貌的非接触式在位测量。通过与典型高精度测量设备进行对比的方式,验证了在位测量方法的测量精度和测量数据的准确性。最后,根据几何误差敏感性分析结果对部分已鉴别出的重要敏感几何误差项进行了误差补偿,并通过实验方式验证了补偿方法的正确性。进一步对工件面形误差的在位补偿方法进行了研究,分析了刀具圆弧半径及刀具对刀误差对加工精度的影响关系,并相应地提出了有针对性的补偿方法。在三轴超精密车床数控系统的基础上进行了在位补偿软件的开发和集成,根据在位测量结果采用程序代码修正、多轴联动补偿的形式对各种因素引起的规律性重复性的面形误差进行了在位综合补偿。针对平面、凸球面、正弦波表面及存在刀具对刀误差的凹球面等典型表面开展了在位补偿实验研究,结果表明在位误差补偿方法可进一步提高工件的面形精度,平面和球面的面形精度在两次补偿后能够提升60%以上,且补偿后的三轴超精密车床验收件面形精度能够很好地满足验收标准。在三轴超精密车床数控系统内集成了在位补偿系统后,三轴超精密车床具备了实现“精密加工、在位测量、在位补偿”一体化功能的基础。
廖泉[8]（2017）在《超精密机床原位测量关键技术研究》文中进行了进一步梳理复杂光学曲面具有特殊的几何形状,在实现特殊光学性能、简化光学系统整体构造、提升成像质量等方面表现突出。目前,单点金刚石超精密车削技术是加工复杂非球面和复杂光学曲面的常用方法。然而,由于其复杂的几何形状,使得通过一次加工就达到所要求的面形精度和表面粗糙度较为困难。在实际加工中,往往需要将加工后的零件取下进行检测,并通过重新装夹进行补偿加工这样的反复过程,才能得到最后所需要的精度。在逐渐发展起来的众多光学复杂曲面面形测量技术中,大多需要将工件取下进行离线测量,这不可避免地会引入重复装卡定位误差,导致面形精度难以进一步提高。相反,原位测量可以对加工完后的零件直接进行面形检测,而不需要将其取下,避免了重新装卡带来的问题。因此,开发以超精密车床为平台的原位测量系统,实现光学零件的原位测量,是十分必要的。论文的主要工作包括:1.为了满足气浮导轨的高性能要求,基于有限差分法提出了具有小孔节流的空气静力润滑模型（ALM）。通过流量误差反馈和网格参数优化的组合,求解了数值模型,优化了孔口直径、数量和位置等轴承结构,获得了气浮导轨的静态特性。最后,对气浮导轨的静态性能进行了测试,理论结果与实验数据吻合较好。2.论文对原位测量系统的误差来源进行了分析。从误差补偿的角度出发,得到了误差的相关性质、产生规律和对测量精度的影响,并准确掌握误差之间的相互作用机理。通过对各项几何运动误差的建模,得到了各项误差之间的传递规律。进行了垂直度误差对曲面测量影响的仿真,得到了实现亚微米量级测量精度所需要的垂直度要求。3.建立了具有笛卡尔坐标测量原理的原位测量系统,实现了基于超精密车床的原位测量。同时,对典型工件进行原位测量实验,验证了所搭建的原位测量系统的准确性。同时,对影响原位测量系统精度的主要误差来源开展了测量。通过直线度拼接重构,测量得到导轨全行程的直线度大小为0.8μm/300mm。通过稳定性和重复性实验,测量了原位测量系统的重复性精度为0.22λ。
张巍[9]（2017）在《车削大螺距外螺纹加工误差分布特性及其工艺设计方法》文中提出大螺距外螺纹的大径、小径、螺距、牙型半角和中径是反映螺纹面质量的重要指标,采用分层切削法车削大螺距外螺纹时,受工件及机床主轴回转误差、刀具磨损和振动等因素的影响,螺纹面形成过程不稳定,其加工误差沿轴向分布具有多样性,造成零件尺寸精度下降,螺纹面加工误差的频繁变动严重影响零件的互换性和设备的工作性能,同时存在螺杆螺母配合时轴向配合间隙过小或者过大等问题,会产生二者旋合过松或过紧的现象,使传递动力的可靠性和传递位移的准确性得不到保证,因此,保证大螺距螺纹组件在加工过程中的螺纹面加工精度一致性,并提供相应的工艺设计方法变得至关重要。课题来源于黑龙江省应用技术研究与开发计划项目“高品质大螺距螺纹高效切削技术“GC13A404”和国家自然科学基金“基于广义动力学空间的高进给切削刀具振动磨损机理（51575148）”,针对现场加工过程中的螺纹面误差分布一致性的问题,螺距螺纹面加工误差分布一致性为目的,采用数理统计分析,灰色系统理论及螺纹面仿真的方法在系统误差、刀具振动及磨损特性等方面对车削大螺距螺纹面加工误差进行了如下研究:针对误差最大值和最小值的方法检测和评价螺纹面加工误差,不能反映其分布水平和变化趋势等问题,通过对螺纹面特征点的提取,计算出沿轴向不同位置的螺纹面特征参数误差值,以螺纹面牙型半角、螺距和中径误差最小值构建等值标准序列,以上述误差沿轴向分布序列为比较序列,采用灰色关联分析的方法,评价实验后的螺纹面加工误差沿轴向分布的稳定性。建立了左右螺纹面的参数方程,并确定了左螺纹面和右螺纹面的位置及矢量关系,分析了切削刃发生变化时,左右螺纹面间的法向矢量和轴向距离受到的影响情况,螺纹面径向加工误差受工件安装误差和刀具安装误差的影响,刀具切削刃偏置和机床刀架位移误差会引起螺纹面轴向和径向的加工误差,为后文进行螺纹面加工误差的仿真分析,提供了理论依据;采用弹簧刀杆和刀头组合成的成型车刀,进行了大螺距螺纹车削的精加工实验,对实验后的工件表面进行特征点的提取,并进行螺纹面的拟合,发现左右螺纹面均偏离了理论的位置。根据大螺距外螺纹形成条件,建立螺纹面仿真模型,结合大螺距螺纹实验数据,进行螺纹面的仿真,利用与实验相同的螺纹面特征点提取方法获取加工误差并评价仿真结果,进行螺纹面形成过程的影响因素分析,揭示加工过程中不同因素对螺纹面尺寸精度的影响特性。对螺纹面仿真结果进行影响因素的显着性分析,以螺纹面加工误差分布的水平、平稳性以及一致性作为控制目标,确定关键控制变量,改进工艺参数并进行车削大螺纹距螺纹的工艺方案设计,优化后的工艺方案改善了螺纹面加工误差的一致性分布情况,证明了方案的可行性。
姚洪辉[10]（2017）在《基于摆动进给的超精密金刚石车削加工误差分析与补偿》文中提出随着科学技术发展,金刚石车削技术已经成为一种具有高可重复性的加工技术,能够实现多种材料的超精密加工,因此其被广泛应用于众多行业的精密零部件的生产制造。本文从铝制金属反射镜的摆动进给超精密金刚石车削加工方法入手,通过快速伺服刀架的设计与优化、系统性能测试,建立包含伺服刀架的机床整体运动误差模型,获得影响加工精度的主要误差项,进而提出相应的误差补偿方法,为提高摆动进给超精密金刚石车削加工精度提供理论指导。首先,在分析R-θ结构机床原理的基础上,对摆动进给超精密金刚石车削机床（Swing Feed Ultra-precision Diamond Turning machine,SF-UDTM）的运动原理和加工成形方法进行分析;结合机床的实际配置,确定摆动进给超精密金刚石车削机床的球面实际加工范围,明确目标球面几何参数与摆轴转角、摆轴与主轴轴线夹角等机床调整参数的对应关系;基于三点法确定抛物面的最接近比较球面,提出非球面的三维空间非球面度矢量的计算方法和基于摆动进给方式径向非球面度的加工方法,进而得出非球面加工过程中刀具伺服系统的进给规律。随后,对摆动进给超精密金刚石车削机床和常见T型结构布局超精密金刚石车削机床的非球面加工方法进行对比分析,说明摆动进给非球面加工的特点。最后对摆动进给加工过程中的切削几何参数进行计算,得出刀具前刀面与切削速度间夹角、前刀面与工件切削点径向夹角等几何参数的变换规律,进而对摆动进给过程中产生的斜角切削力进行推导计算,得到在刀具伺服系统设计方面的性能指标。其次,基于压电陶瓷驱动柔性铰链结构,完成了用于摆动进给超精密金刚石车削机床的快速刀具伺服系统的设计和制造,并通过力学建模和有限元分析对机构整体及单个柔性铰链进行分析;采用动力学方法对FTS系统进行分析,得出刀具伺服机构整体性能与系统参数的对应关系;采用多种测量方法对系统寄生误差、静态刚度、动态切削刚度、固有频率、重复定位精度、分辨率、最大行程等刀具伺服机构主要性能参数进行测试,获得不同性能参数下刀具伺服系统性能的变化规律,为后面进行快速刀具伺服进给机构误差补偿奠定基础。再次,根据多体系统运动学理论及机床实际结构配置,建立摆动进给超精密金刚石车削机床的空间几何误差模型;基于概率统计基本理论和正交实验法,建立了机床的空间误差回归分析模型和误差敏感度分析模型;通过Isight软件对影响加工精度的主要误差项进行辨识,分析不同误差项之间的交互作用关系,得到各个误差项对空间误差的影响规律。最后,为了提高摆动进给超精密金刚石车削加工精度,提出了摆动进给超精密金刚石车削机床的静态位置误差校正补偿法和工件面型误差在位补偿法。首先针对摆动进给超精密车削机床结构易调整的特点,根据静态位置误差校正工艺流程对分析得到的主要误差项进行校正;随后基于直径200mm平面工件的车削加工,在上一步的基础上进一步校正机床的摆轴轴线与主轴轴线间的平行度误差,从而对摆轴气浮座的零点位置进行标定,再次减小机床的静态位置误差;在采用静态位置误差补偿前后,平面工件的加工表面面形PV值在180mm测量范围内由0.5μm降至0.24μm。在100mm口径凹球面加工中,机床进行静态位置误差校正前后的球面加工面型PV值从8.89μm减小到0.63μm;进一步通过对工件面型进行在位测量与误差补偿,加工面型误差PV值减小到0.45μm。在抛物面加工过程中采用4D动态剪切干涉仪进行在位测量,并对工件面形误差进行在位补偿,工件面形误差PV值由2.7μm降至1.45μm。
二、非敏感方向误差对数控车削加工精度的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、非敏感方向误差对数控车削加工精度的影响（论文提纲范文）
（1）共面双线电极切向进给的电火花磨削微细轴技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景、目的与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.2.1 微细轴的工程应用 |
| 1.2.2 微细轴的加工方法 |
| 1.2.3 WEDG加工微细轴的直径一致性 |
| 1.3 课题来源、主要研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 主要研究内容与技术路线 |
| 第2章 共面双线电极切向进给电火花磨削加工系统的研制 |
| 2.1 方法提出、理论分析及总体方案规划 |
| 2.1.1 CTTF-WEDG方法的提出 |
| 2.1.2 CTTF-WEDG方法的理论分析 |
| 2.1.3 加工系统的要求及总体方案规划 |
| 2.2 CTTF-WEDG关键部件设计 |
| 2.2.1 X/Y/Z三轴直线运动平台 |
| 2.2.2 主轴及其微动装置 |
| 2.2.3 共面双线电极运丝系统 |
| 2.3 CCD机器视觉在线检测 |
| 2.4 双路RC模式脉冲电源及数据采集系统 |
| 2.4.1 双路RC模式脉冲电源 |
| 2.4.2 放电状态检测的数据采集系统 |
| 2.5 CTTF-WEDG运动控制系统 |
| 2.5.1 基于PMAC卡的运动控制硬件系统 |
| 2.5.2 基于C#的上位机运动控制软件系统 |
| 2.5.3 主要工艺路线及运动控制程序 |
| 2.5.4 加工位置调整运动控制 |
| 2.6 CTTF-WEDG加工系统的实现 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 共面双线电极切向进给电火花磨削基础工艺实验研究 |
| 3.1 CTTF-WEDG的初始加工策略 |
| 3.1.1 对刀策略 |
| 3.1.2 进给策略 |
| 3.1.3 线电极运行参数的优选 |
| 3.1.4 工序及参数选择 |
| 3.1.5 放电波形及加工表面分析 |
| 3.2 基于正交实验的精加工参数优化 |
| 3.2.1 田口实验设计 |
| 3.2.2 实验结果分析 |
| 3.3 微细轴材料去除量与线电极损耗关系实验研究 |
| 3.4 CTTF-WEDG加工效率对比实验研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 单一微细轴直径的轴向一致性控制 |
| 4.1 影响轴向一致性的系统误差分析与控制 |
| 4.1.1 机床运动精度及定位精度 |
| 4.1.2 线电极加工区位置波动 |
| 4.1.3 双线电极的不共面误差 |
| 4.1.4 微细轴进给方法优化 |
| 4.2 微细轴的锥度误差与控制 |
| 4.2.1 大长径比微细轴锥度成因分析 |
| 4.2.2 加工参数对微细轴锥度的影响 |
| 4.2.3 微细轴锥度的控制策略 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 批量微细轴直径重复一致性控制 |
| 5.1 影响重复一致性的系统误差分析与控制 |
| 5.1.1 微细轴毛坯的形状及装夹误差 |
| 5.1.2 共面双线电极的不对称误差 |
| 5.1.3 微细轴在误差敏感方向位置偏移的影响 |
| 5.1.4 微细轴重复一致性控制策略 |
| 5.2 加工参数对微细轴材料去除厚度的影响 |
| 5.3 精加工过程线电极损耗与微细轴直径变化 |
| 5.4 微细轴重复加工及应用 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）某型航发机匣轴承座加工误差分析及工艺改进研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外相关研究概况 |
| 1.2.1 国内外机匣工艺制造技术的概况 |
| 1.2.2 国内外误差分析及控制研究的概况 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.3.1 本文的研究对象 |
| 1.3.2 零件的结构特点 |
| 1.3.3 零件的材料特点 |
| 1.3.4 本文的主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 机匣轴承座原执行方案介绍及分析 |
| 2.1 工艺路线分析 |
| 2.1.1 工艺阶段的划分 |
| 2.1.2 加工顺序的安排 |
| 2.1.3 加工工艺安排 |
| 2.2 加工余量分析 |
| 2.2.1 加工余量的影响因素 |
| 2.2.2 加工余量的确定 |
| 2.3 定位基准分析 |
| 2.3.1 定位基准选择的基本原则 |
| 2.3.2 定位基准的确定 |
| 2.4 加工设备分析 |
| 2.4.1 数控车床 |
| 2.4.2 数控铣床 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 机匣轴承座加工误差原因及分析 |
| 3.1 加工误差分析的方法 |
| 3.2 数据收集及统计分析 |
| 3.3 机匣轴承座加工误差原因及分析 |
| 3.3.1 加工误差的分类 |
| 3.3.2 加工原理误差和机床误差 |
| 3.3.3 夹具误差 |
| 3.3.4 刀具误差 |
| 3.3.5 测量误差 |
| 3.3.6 工艺系统受力变形误差 |
| 3.3.7 其他误差 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 机匣轴承座加工误差控制策略及工艺改进 |
| 4.1 机械加工误差的控制策略 |
| 4.2 机匣轴承座加工误差的控制策略 |
| 4.3 机匣轴承座加工工艺方案的改进 |
| 4.3.1 定位基准面的提升 |
| 4.3.2 刀具参数的改进 |
| 4.3.3 切削参数的改进 |
| 4.3.4 夹紧方案的改进 |
| 4.3.5 毛坯的改进 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 机匣轴承座改进后方案的现场验证 |
| 5.1 现场验证及数据分析 |
| 5.2 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）数控机床直线度保持性提升方法与技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外相关工作研究进展 |
| 1.2.1 数控机床精度保持性评价 |
| 1.2.2 数控机床精度保持性提升方法 |
| 1.2.3 数控机床精度保持性检测 |
| 1.3 课题来源及论文主要研究内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 论文主要内容 |
| 2 数控机床精度保持性评价与关键误差源辨识 |
| 2.1 精度保持性相关定义与量化评价 |
| 2.1.1 精度保持性相关定义 |
| 2.1.2 精度保持性量化评价 |
| 2.2 影响空间位置精度保持性的关键几何误差源辨识 |
| 2.2.1 数控机床空间位置精度保持度建模 |
| 2.2.2 误差敏感度建模 |
| 2.3 典型实例分析 |
| 2.3.1 大型车铣复合机床空间位置精度保持度建模 |
| 2.3.2 几何误差检测与精度保持度计算 |
| 2.3.3 关键几何误差源辨识 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 导轨安装面直线度误差建模与分析 |
| 3.1 导轨安装面直线度误差建模 |
| 3.2 交互刚度建模与分析 |
| 3.2.1 交互刚度建模 |
| 3.2.2 交互刚度对螺栓预紧力影响分析 |
| 3.2.3 交互刚度模型的评估与验证 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 面向直线度保持的基础件预紧工艺优化 |
| 4.1 机床基础件优化预紧工艺制定 |
| 4.1.1 基础件预紧工艺分析 |
| 4.1.2 基础件优化预紧工艺 |
| 4.2 螺栓预紧顺序约束关系建模与合理预紧序列制定 |
| 4.2.1 螺栓预紧顺序约束关系模型 |
| 4.2.2 合理螺栓预紧顺序的判断与制定 |
| 4.3 基于粒子群——遗传算法的螺栓预紧序列优化方法 |
| 4.3.1 粒子的表达与适应度函数 |
| 4.3.2 粒子位置与速度的更新策略 |
| 4.3.3 螺栓预紧序列优化流程 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 面向直线度保持的床身预紧综合实验与应用 |
| 5.1 实验设置 |
| 5.2 面向直线度保持的床身优化预紧工艺计算 |
| 5.2.1 适应度函数制定 |
| 5.2.2 交互刚度计算 |
| 5.2.3 床身优化预紧工艺计算 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.3.1 交互刚度分布状态分析 |
| 5.3.2 导轨安装面直线度误差模型验证 |
| 5.3.3 床身优化预紧工艺评估 |
| 5.4 面向直线度保持的基础件预紧工艺的应用 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 床身导轨安装面直线度误差在线监测与分析 |
| 6.1 床身导轨安装面直线度误差在线监测方法 |
| 6.1.1 床身导轨安装面变形预测 |
| 6.1.2 待定参数修正 |
| 6.1.3 床身导轨直线度误差计算 |
| 6.2 直线度误差监测系统 |
| 6.2.1 应变片布置策略 |
| 6.2.2 无线应变监测系统 |
| 6.2.3 软件界面 |
| 6.3 实验验证与分析 |
| 6.3.1 实验条件 |
| 6.3.2 实验结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 企业标准 |
| 附录B 精度检测报告 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）单点金刚石车削复杂曲面技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 复杂曲面光学元件的应用 |
| 1.2 复杂曲面加工技术 |
| 1.2.1 计算机控制表面成形技术 |
| 1.2.2 模具成型技术 |
| 1.2.3 超精密切削技术 |
| 1.3 单点金刚石车削复杂曲面技术国内外研究现状 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第2章 菲涅尔衍射结构的车削技术研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 菲涅尔衍射结构的设计 |
| 2.3 单点金刚石车削方式与加工原理 |
| 2.4 影响车削表面质量因素 |
| 2.4.0 加工设备 |
| 2.4.1 加工环境 |
| 2.4.2 加工材料 |
| 2.4.3 工装夹具 |
| 2.4.4 加工参数 |
| 2.5 车削表面质量 |
| 2.5.1 表面面形误差 |
| 2.5.2 粗糙度 |
| 2.6 金刚石刀具参数 |
| 2.6.1 刀具的刀尖形状 |
| 2.6.2 刀具几何参数 |
| 2.6.2.1 刀尖圆弧半径 |
| 2.6.2.2 前角和后角 |
| 2.6.2.3 刀尖圆弧包络角θ |
| 2.7 菲涅尔衍射结构形状误差 |
| 2.8 菲涅尔衍射结构车削实验 |
| 2.8.1 表面质量控制实验 |
| 2.8.2 菲涅尔衍射结构形状误差控制实验 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 微金字塔阵列结构的飞刀车削技术研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光学微结构加工方法 |
| 3.3 飞刀车削加工技术 |
| 3.3.1 加工方式 |
| 3.3.2 仿形法飞刀车削金字塔结构原理 |
| 3.4 切削模型与毛刺产生机理 |
| 3.5 微金字塔特征单元尺寸与加工参数的关系 |
| 3.6 微金字塔阵列结构尺寸误差 |
| 3.6.1 误差来源 |
| 3.6.2 机床重复定位精度 |
| 3.6.3 工艺优化 |
| 3.7 飞刀车削加工微金字塔阵列结构实验 |
| 3.7.1 加工参数实验 |
| 3.7.2 微金字塔阵列的飞刀车削实验 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 球面阵列结构的快刀伺服车削技术研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 快刀伺服车削技术 |
| 4.3 刀具路径规划 |
| 4.4 刀具半径补偿算法 |
| 4.4.1 等距点法刀尖圆弧半径补偿 |
| 4.4.2 单向刀具半径补偿 |
| 4.4.3 等距曲线补偿方法 |
| 4.5 车削参数选取 |
| 4.5.1 采样点数 |
| 4.5.2 主轴转速 |
| 4.5.3 进给速度 |
| 4.5.4 快刀伺服工作频率 |
| 4.5.5 采样点优化 |
| 4.6 伺服系统的响应延迟 |
| 4.7 快刀伺服车削球面阵列实验 |
| 4.7.1 实验设计 |
| 4.7.2 球面阵列面形检测 |
| 4.7.3 实验结果与分析 |
| 4.7.4 角度延迟实验 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 离轴抛物面的慢刀伺服车削技术研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 慢刀伺服车削技术 |
| 5.3 坐标系转换 |
| 5.4 刀具中心对齐 |
| 5.5 PVT插补 |
| 5.6 慢刀伺服车削参数选取 |
| 5.7 离轴抛物面的慢刀伺服车削实验 |
| 5.7.1 实验设计 |
| 5.7.2 实验结果与分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 车削刀纹去除技术研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 车削后的表面质量 |
| 6.3 离子束修形技术 |
| 6.3.1 离子束修形原理 |
| 6.3.2 离子束修形能力分析 |
| 6.4 离子束修形提升车削表面质量实验 |
| 6.4.1 样件的金刚石车削 |
| 6.4.2 实验结果与分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结和展望 |
| 7.1 研究内容总结 |
| 7.2 创新点总结 |
| 7.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 附件 |
（5）面向切削过程在线监测的多传感器集成式智能刀柄研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究的目的和意义 |
| 1.2 切削过程力与振动信号检测技术研究现状 |
| 1.2.1 切削力信号检测技术研究现状 |
| 1.2.2 切削振动信号检测技术研究现状 |
| 1.3 智能刀柄研究现状 |
| 1.4 刀具磨损状态监测技术研究现状 |
| 1.5 国内外文献综述的简析 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 智能刀柄多参数信息感知结构设计及分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 智能刀柄总体方案设计 |
| 2.2.1 智能刀柄构成 |
| 2.2.2 智能刀柄设计目标 |
| 2.2.3 智能刀柄多参数信息感知方案设计 |
| 2.3 电容式多维力/扭感知结构设计 |
| 2.3.1 铣削过程分析 |
| 2.3.2 多维力/扭感知结构设计 |
| 2.3.3 感知结构力学模型建立及分析 |
| 2.3.4 结构参数灵敏度分析及优化 |
| 2.4 智能刀柄结构性能分析 |
| 2.4.1 结构静态特性分析 |
| 2.4.2 结构动态特性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 智能刀柄传感单元及多参数信息采集系统研发 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 传感单元及采集系统构成与设计原则 |
| 3.3 电容式多维力/扭传感单元设计 |
| 3.3.1 电容传感器关键参数设计 |
| 3.3.2 电容传感器集成设计与误差分析 |
| 3.4 振动传感单元设计 |
| 3.5 多参数信息采集系统设计 |
| 3.5.1 多参数信息采集系统研制 |
| 3.5.2 多参数信息采集系统性能测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 智能刀柄静动态特性测试及实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 智能刀柄集成 |
| 4.3 智能刀柄静态特性测试 |
| 4.3.1 智能刀柄静态特性标定实验设计 |
| 4.3.2 智能刀柄静态特性分析 |
| 4.4 智能刀柄动态特性测试 |
| 4.4.1自由状态下模态实验 |
| 4.4.2工作状态下模态实验 |
| 4.5 智能刀柄铣削应用性能实验研究 |
| 4.5.1 铣削实验方案设计 |
| 4.5.2 实验结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于智能刀柄的刀具磨损状态监测技术研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 刀具磨损实验设计 |
| 5.3 切削过程信号分析与处理 |
| 5.3.1 切削过程信号分析 |
| 5.3.2 刀具磨损信号特征选择 |
| 5.4 刀具磨损状态识别算法研究 |
| 5.4.1 刀具磨损状态辨识模型设计 |
| 5.4.2 刀具磨损状态辨识结果分析 |
| 5.4.3 提高辨识准确率的方法 |
| 5.5 基于智能刀柄的切削过程监测软件系统开发 |
| 5.5.1 监测软件总体设计 |
| 5.5.2 监测软件各功能模块设计与实现 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）基于加工表面形貌的数控车床误差辨识方法与仿真研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 数控机床误差建模技术研究现状 |
| 1.3 数控机床误差辨识技术研究现状 |
| 1.3.1 机床误差测量方法的分类 |
| 1.3.2 非切削误差辨识技术研究现状 |
| 1.3.3 加工测试误差辨识技术研究现状 |
| 1.4 车削表面形貌建模研究现状 |
| 1.5 本文研究内容与论文总体框架 |
| 第2章 基于多体系统理论的数控车床综合运动误差建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 车削加工系统误差来源分析 |
| 2.3 多体系统运动学误差建模理论基础 |
| 2.3.1 多体系统描述方法 |
| 2.3.2 典型体描述方法 |
| 2.4 数控车床综合运动误差建模 |
| 2.4.1 数控车床拓扑结构描述及坐标系建立 |
| 2.4.2 数控车床误差元素分析 |
| 2.4.3 相邻体之间的坐标变换矩阵 |
| 2.4.4 数控车床综合运动误差模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 车削表面三维形貌预测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 车削表面三维形貌形成过程及影响因素 |
| 3.2.1 车削表面成形过程 |
| 3.2.2 车削表面三维形貌影响因素 |
| 3.3 外圆车削表面三维形貌预测模型 |
| 3.3.1 理想条件下刀具运动轨迹 |
| 3.3.2 外圆车削表面三维形貌生成过程 |
| 3.4 端面车削表面三维形貌预测模型 |
| 3.4.1 理想条件下刀具运动轨迹 |
| 3.4.2 端面车削表面三维形貌生成过程 |
| 3.4.3 端面车削表面三维形貌仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 相对振动对车削表面的影响及其辨识方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 相对振动对端面车削表面形貌的影响 |
| 4.2.1 “频率比”对工件表面纹理形成的影响 |
| 4.2.2 相对振动对端面车削表面加工质量的影响 |
| 4.3 刀具-工件相对振动辨识方法 |
| 4.3.1 二维经验模态分解方法 |
| 4.3.2 特征表面形貌辨识 |
| 4.3.3 切削表面二维截面轮廓特征分析 |
| 4.4 切削表面刀具与工件间相对振动辨识仿真实例 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 车床导轨移动副运动误差辨识方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于外圆车削表面的Z轴导轨移动副运动误差辨识 |
| 5.2.1 外圆车削误差分析 |
| 5.2.2 传统Z轴导轨移动副运动误差辨识方法 |
| 5.2.3 基于自加工芯棒的Z轴导轨移动副运动误差辨识方法 |
| 5.2.4 仿真实验 |
| 5.3 基于端面车削表面的X轴导轨移动副运动误差辨识 |
| 5.3.1 端面车削误差分析 |
| 5.3.2 X轴导轨移动副运动误差辨识方法 |
| 5.3.3 仿真实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 系统开发与实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于切削表面形貌的数控车床误差辨识系统开发 |
| 6.2.1 系统构成 |
| 6.2.2 刀具与工件间相对振动辨识模块设计与实现 |
| 6.2.3 X轴导轨移动副运动误差辨识模块设计与实现 |
| 6.2.4 Z轴导轨移动副运动误差辨识模块设计与实现 |
| 6.3 车床导轨移动副运动误差辨识实验 |
| 6.3.1 X轴导轨移动副运动误差辨识实验与验证 |
| 6.3.2 Z轴导轨移动副运动误差辨识实验与验证 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
（7）三轴超精密车床几何误差敏感性分析及在位补偿技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 课题相关内容的国内外研究现状 |
| 1.2.1 超精密加工机床的发展现状 |
| 1.2.2 几何误差建模及测量技术的研究现状 |
| 1.2.3 几何误差敏感性分析的研究现状 |
| 1.2.4 面形误差在位测量及在位补偿技术的研究现状 |
| 1.3 现有研究现状的分析 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 三轴超精密车床几何误差建模及误差测量 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 三轴超精密车床的空间几何误差建模 |
| 2.2.1 三轴超精密车床的系统组成与精度保证 |
| 2.2.2 三轴超精密车床的拓扑结构 |
| 2.2.3 三轴超精密车床各轴系的几何误差分析及建模 |
| 2.2.4 三轴超精密车床的空间几何误差模型 |
| 2.3 三轴超精密车床几何误差的测量 |
| 2.3.1 直线轴系几何误差的测量 |
| 2.3.2 回转轴系几何误差的测量 |
| 2.3.3 轴系间垂直度误差的测量 |
| 2.4 三轴超精密车床几何误差的测量结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 三轴超精密车床的几何误差敏感性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于Sobol方法的几何误差敏感性分析 |
| 3.2.1 几何误差敏感性分析方法的选择 |
| 3.2.2 三轴超精密车床的几何误差范围 |
| 3.2.3 Sobol方法在三轴超精密车床几何误差模型中的应用 |
| 3.2.4 MonteCarlo估算 |
| 3.3 三轴超精密车床加工空间内的几何误差敏感性分析 |
| 3.3.1 X方向误差分量的敏感性系数 |
| 3.3.2 Y方向误差分量的敏感性系数 |
| 3.3.3 Z方向误差分量的敏感性系数 |
| 3.3.4 空间误差模型的敏感性系数 |
| 3.4 针对典型工件轮廓的几何误差敏感性分析 |
| 3.5 几何误差敏感性分析结果讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于白光共焦技术的在位测量及补偿系统 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 在位测量及在位补偿系统的研制 |
| 4.2.1 在位测量系统的研制 |
| 4.2.2 在位测量系统的软件设计与开发 |
| 4.2.3 在位补偿系统的软件设计与开发 |
| 4.3 在位测量系统的测量原理和三维形貌重构方法 |
| 4.3.1 基于双标准球的空间相对位置标定方法 |
| 4.3.2 工件轮廓的在位测量方法 |
| 4.3.3 三维轮廓表面的重构方法 |
| 4.4 在位测量系统的测量精度标定 |
| 4.4.1 在位测量系统噪声水平的标定 |
| 4.4.2 在位测量系统传感器测量精度的标定 |
| 4.4.3 在位测量系统测量精度的标定 |
| 4.4.4 测量结果的不确定度分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 面形误差的在位补偿技术研究及实验验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 三轴超精密车床重要敏感几何误差项的补偿方法 |
| 5.2.1 X轴与C轴垂直度误差βcx的补偿方法 |
| 5.2.2 X轴与Z轴垂直度误差βzx的补偿方法 |
| 5.2.3 定位误差δxx和δzz的补偿方法 |
| 5.2.4 重要敏感几何误差补偿方法的有效性验证 |
| 5.3 面形误差的在位补偿方法研究 |
| 5.3.1 刀具圆弧半径对面形误差的影响 |
| 5.3.2 刀具对刀误差对面形误差的影响 |
| 5.3.3 工件面形误差的在位补偿方法 |
| 5.4 在位误差补偿方法的有效性验证 |
| 5.4.1 面形误差的在位误差补偿实验 |
| 5.4.2 在位补偿实验结果分析及讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）超精密机床原位测量关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源与研究背景 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题背景与意义 |
| 1.2 国内外发展现状概述 |
| 1.2.1 复杂光学曲面坐标测量技术发展概况 |
| 1.2.2 原位测量技术发展概况 |
| 1.3 论文主要研究内容和思路 |
| 第二章 超精密机床原位测量系统设计 |
| 2.1 原位测量系统原理与结构设计 |
| 2.1.1 原位测量系统工作原理 |
| 2.1.2 系统基本设计要求 |
| 2.1.3 系统组建介绍与Y轴结构设计 |
| 2.2 小孔节流气体润滑导轨的研制 |
| 2.2.1 小孔节流气体润滑导轨静压理论 |
| 2.2.2 小孔节流气浮滑块的优化设计 |
| 2.2.3 小孔节流气浮导轨的装配 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 原位测量系统的几何误差建模与仿真 |
| 3.1 原位测量系统拓扑结构、低序体阵列 |
| 3.2 特征矩阵及误差源分析 |
| 3.2.1 坐标系建立 |
| 3.2.2 原位测量系统的误差来源分析 |
| 3.2.3 误差转换矩阵的建立 |
| 3.2.4 传感器坐标系和工件坐标系间转换矩阵的建立 |
| 3.3 三项垂直度误差对曲面测量影响仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 原位测量系统性能测试 |
| 4.1 气体导轨性能测试 |
| 4.1.1 气浮导轨静态性能测试原理 |
| 4.1.2 静态性能测试实验结果与分析 |
| 4.2 原位测量系统误差主要误差测量 |
| 4.2.1 STIL传感器静态性能实验 |
| 4.2.2 气浮导轨全行程直线度的拼接测量实验 |
| 4.2.3 X轴直线度和Y轴垂直度测量实验 |
| 4.2.4 工件面形测量实验 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（9）车削大螺距外螺纹加工误差分布特性及其工艺设计方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 大螺距螺纹加工工艺研究现状 |
| 1.2.2 大螺距螺纹车削工艺研究现状 |
| 1.2.3 螺纹加工精度的研究现状 |
| 1.2.4 一致性理论的研究现状 |
| 1.2.5 大螺距螺纹加工存在的问题 |
| 1.3 课题来源及论文主要研究内容 |
| 第2章 车削大螺距螺纹面加工误差的表征 |
| 2.1 螺纹面几何结构特征参数及其加工误差 |
| 2.2 大螺距螺纹面加工误差的检测 |
| 2.2.1 大螺距外螺纹面特征点的提取方法 |
| 2.2.2 螺纹面加工误差的解算 |
| 2.3 螺纹面加工误差分布序列的构建 |
| 2.3.1 加工误差沿轴向分布状态 |
| 2.3.2 螺纹面误差一致性评判 |
| 2.4 大螺距外螺纹车削实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 大螺距外螺纹面的形成及其影响因素 |
| 3.1 左右螺纹面形成过程 |
| 3.1.1 左右螺纹面的车削过程控制参数 |
| 3.1.2 车削左右螺纹面切削参数及其约束条件 |
| 3.1.3 左右螺纹面的结构关系及其影响因素 |
| 3.2 机床刀架位移误差对螺纹面形成的影响 |
| 3.3 工件安装误差对螺纹面形成的影响 |
| 3.4 刀具误差对螺纹面形成的影响 |
| 3.4.1 刀具安装误差对螺纹面的影响 |
| 3.4.2 切削刃偏置对螺纹面的影响 |
| 3.5 车削大螺距外螺纹实验 |
| 3.5.1 车削大螺距外螺纹实验方案 |
| 3.5.2 工艺系统误差及刀具的检测 |
| 3.5.3 实验后螺纹面的处理及分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 大螺距螺纹面加工误差的仿真分析 |
| 4.1 大螺距螺纹面仿真模型的建立 |
| 4.1.1 考虑切削刃刃形的螺纹面方程 |
| 4.1.2 机床刀架位移误差函数的建立 |
| 4.1.3 工件安装误差函数的建立 |
| 4.1.4 刀具振动位移的解算 |
| 4.1.5 大螺距螺纹面的仿真方程 |
| 4.2 多因素作用下的螺纹面仿真 |
| 4.3 大螺距螺纹面加工误差关键控制变量的识别 |
| 4.3.1 初始刃形误差对螺纹面加工误差的影响 |
| 4.3.2 机床刀架位移误差对螺纹面加工误差的影响 |
| 4.3.3 工件安装误差对螺纹面加工误差的影响 |
| 4.3.4 刀具安装误差对螺纹面加工误差的影响 |
| 4.3.5 刀具切削刃偏置对螺纹面加工误差的影响 |
| 4.3.6 刀具振动对螺纹面加工误差的影响 |
| 4.3.7 切削刃磨损对螺纹面加工误差的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 车削大螺距螺纹工艺设计方法 |
| 5.1 切削过程中的影响因素显着性分析 |
| 5.2 车削工艺方案的设计 |
| 5.3 大螺距螺纹的工艺实验及工艺方案的评价 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及其他成果 |
| 致谢 |
（10）基于摆动进给的超精密金刚石车削加工误差分析与补偿（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究目的及意义 |
| 1.2 课题相关内容国内外研究现状 |
| 1.2.1 大型光学元件超精密金刚石车削加工技术研究现状 |
| 1.2.2 快速刀具伺服系统研究现状 |
| 1.2.3 超精密金刚石车削加工误差补偿技术研究现状 |
| 1.3 现有研究现状的分析 |
| 1.4 本文的研究内容 |
| 第2章 基于摆动进给超精密金刚石车削加工方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于摆动进给超精密金刚石车削机床的球面加工方法 |
| 2.2.1 摆动进给超精密金刚石车削机床加工原理 |
| 2.2.2 摆动进给超精密金刚石车削机床球面加工范围的确定 |
| 2.2.3 摆动进给超精密金刚石车削机床加工参数的确定 |
| 2.3 基于FTS系统的非球面加工方法 |
| 2.3.1 非球面最接近比较球面的确定 |
| 2.3.2 三维空间径向非球面度计算方法 |
| 2.3.3 FTS系统的非球面度进给规律 |
| 2.3.4 基于FTS系统的非球面切削加工特点分析 |
| 2.4 摆动进给超精密金刚石车削加工中的斜角切削 |
| 2.4.1 摆动过程中的切削几何参数 |
| 2.4.2 摆动过程中的斜角切削力 |
| 2.4.3 FTS系统的性能指标 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 快速刀具伺服系统的研制及性能测试 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 快速伺服刀架的结构设计 |
| 3.2.1 放大式柔性铰链结构设计及力学分析 |
| 3.2.2 FTS机械结构有限元分析 |
| 3.3 FTS系统动态特性分析 |
| 3.3.1 快速刀具伺服系统机械系统建模与分析 |
| 3.3.2 时域响应性能分析 |
| 3.4 FTS系统性能测试 |
| 3.4.1 系统寄生误差测量与分析 |
| 3.4.2 系统静态刚度测量 |
| 3.4.3 系统切削刚度测试 |
| 3.4.4 系统固有频率特性测量 |
| 3.4.5 重复定位精度及分辨率测量 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于摆动进给超精密金刚石车削机床误差分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于摆动进给超精密机床空间几何误差建模 |
| 4.2.1 摆动进给超精密车削机床的拓扑结构 |
| 4.2.2 摆动进给超精密车削机床的低序体阵列 |
| 4.2.3 摆动进给超精密车削机床的运动误差分析 |
| 4.2.4 摆动进给超精密车削机床的运动误差模型 |
| 4.3 摆动进给超精密车削机床的误差敏感性分析 |
| 4.3.1 误差因素的正交实验设计 |
| 4.3.2 正交实验结果分析 |
| 4.4 基于摆动进给超精密机床的主要误差因素分析 |
| 4.4.1 运动部件Z向误差 |
| 4.4.2 摆轴轴线与主轴轴线在竖直平面内平行度误差 |
| 4.4.3 摆轴轴线与主轴轴线在水平平面内平行度误差 |
| 4.4.4 摆轴轴线与主轴轴线的距离误差 |
| 4.4.5 摆臂部件角度误差 |
| 4.4.6 伺服刀架偏摆误差 |
| 4.4.7 刀具位置误差 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于摆动进给超精密金刚石车削加工误差补偿 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 机床的静态位置误差校正 |
| 5.2.1 主轴与导轨进给轴线平行度校正 |
| 5.2.2 主轴与基座的平行度校正 |
| 5.2.3 主轴轴线与摆轴转动轴线平行度校正 |
| 5.2.4 主轴与摆轴轴线等高校正 |
| 5.2.5 主轴轴线与摆轴轴线水平间距误差校正 |
| 5.2.6 刀具进给方向与主轴轴线同轴误差校正 |
| 5.3 基于软件补偿的非球曲面加工误差补偿方法 |
| 5.3.1 FTS寄生误差补偿方法 |
| 5.3.2 工件面形误差的在位补偿 |
| 5.4 加工实验与结果分析 |
| 5.4.1 工艺流程及加工对象 |
| 5.4.2 机床静态位置误差补偿实验 |
| 5.4.3 基于软件的加工误差在位补偿实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、非敏感方向误差对数控车削加工精度的影响（论文参考文献）
- [1]共面双线电极切向进给的电火花磨削微细轴技术研究[D]. 贾建宇. 太原理工大学, 2020
- [2]某型航发机匣轴承座加工误差分析及工艺改进研究[D]. 王鹤亭. 大连理工大学, 2019(08)
- [3]数控机床直线度保持性提升方法与技术[D]. 吴嘉锟. 大连理工大学, 2019(08)
- [4]单点金刚石车削复杂曲面技术研究[D]. 黄岳田. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2019(08)
- [5]面向切削过程在线监测的多传感器集成式智能刀柄研究[D]. 解正友. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [6]基于加工表面形貌的数控车床误差辨识方法与仿真研究[D]. 管佳燕. 浙江大学, 2018(06)
- [7]三轴超精密车床几何误差敏感性分析及在位补偿技术研究[D]. 邹喜聪. 哈尔滨工业大学, 2018(01)
- [8]超精密机床原位测量关键技术研究[D]. 廖泉. 国防科技大学, 2017(02)
- [9]车削大螺距外螺纹加工误差分布特性及其工艺设计方法[D]. 张巍. 哈尔滨理工大学, 2017
- [10]基于摆动进给的超精密金刚石车削加工误差分析与补偿[D]. 姚洪辉. 哈尔滨工业大学, 2017(01)