機(jī)床主軸系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助公差設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、當(dāng)今制造業(yè)瞬息萬(wàn)變，如何在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期就確保初始設(shè)計(jì)方案的可靠性與正確性，是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。主軸作為機(jī)床的核心功能部件，其性能一直是評(píng)價(jià)機(jī)床的工作性能的重要指標(biāo)。本文在分析國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)輔助公差設(shè)計(jì)和主軸系統(tǒng)公差設(shè)計(jì)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究了主軸系統(tǒng)的誤差模型、公差約束的數(shù)學(xué)模型及公差分析方法等，開(kāi)發(fā)了主軸系統(tǒng)公差分析軟件，最后利用公差分析軟件CETOL6sigma驗(yàn)證了本次研究成果的準(zhǔn)確性和可靠性。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　第

2、一章重點(diǎn)闡述了計(jì)算機(jī)輔助公差設(shè)計(jì)和主軸系統(tǒng)公差設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀，分析總結(jié)了現(xiàn)階段中研究存在的問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上提出了本次研究的課題，最后對(duì)論文研究的主要內(nèi)容和論文框架作了簡(jiǎn)要介紹。
　　第二章分析了本課題的研究思路及方法，研究了主軸系統(tǒng)誤差建模相關(guān)的理論與方法，建立了兩支承主軸系統(tǒng)誤差模型。同時(shí)研究了尺寸公差和形位公差約束的數(shù)學(xué)模型，著重對(duì)尺寸公差的圓柱副接觸和形位公差中的平行度和圓度公差語(yǔ)義進(jìn)行了詳細(xì)的表述。最后研究了敏感度、貢獻(xiàn)度

3、及常用公差分析方法，并對(duì)敏感度、貢獻(xiàn)度和統(tǒng)計(jì)法等的計(jì)算公式做了詳細(xì)推導(dǎo)，為之后的主軸系統(tǒng)公差分析軟件的編制提供了理論依據(jù)。
　　第三章研究對(duì)比了各種軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，然后選擇Matlab軟件為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，從軟件的功能模塊分析、軟件的設(shè)計(jì)流程、軟件的用戶(hù)界面等幾方面，詳盡的闡述了主軸系統(tǒng)公差分析軟件開(kāi)發(fā)流程，為后面各類(lèi)型主軸系統(tǒng)的公差分析提供了良好的工具和平臺(tái)。以某機(jī)床廠主軸系統(tǒng)為例，以機(jī)床廠經(jīng)驗(yàn)法所得到的公差作為輸入?yún)?shù)，仿真檢驗(yàn)其公差

4、設(shè)計(jì)效果，并以公差的貢獻(xiàn)度和敏感度為量化依據(jù)，對(duì)主軸系統(tǒng)的初始公差進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。最后以?xún)?yōu)化后的公差數(shù)值為基礎(chǔ)，將主軸系統(tǒng)的跨距參數(shù)和公差設(shè)計(jì)相結(jié)合，研究主軸系統(tǒng)的跨距參數(shù)與裝配質(zhì)量之間的變化規(guī)律。
　　第四章研究了常用公差分析軟件及其異同點(diǎn)，運(yùn)用CAD軟件建立了主軸系統(tǒng)的三維幾何模型，并對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。然后利用公差分析軟件CETOL6sigma，從分析目標(biāo)、各零件之間的運(yùn)動(dòng)副關(guān)系、各零件的拓?fù)潢P(guān)系上入手，建立了主軸系統(tǒng)的公差