面向低碳制造的數(shù)控機(jī)床能量供給建模研究.pdf

1、機(jī)械加工廣泛應(yīng)用于制造業(yè)并消耗了大量能量。研究表明準(zhǔn)確計(jì)算機(jī)械加工工藝過程能耗是實(shí)現(xiàn)低碳制造的第一步。然而，機(jī)床能量供給模型和數(shù)據(jù)缺乏，導(dǎo)致機(jī)械加工能耗計(jì)算和優(yōu)化難以進(jìn)行。本文以數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)和材料去除為研究對(duì)象，提出了理論實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的能量供給建模方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)和材料去除能量供給的預(yù)測(cè)，能夠?yàn)闄C(jī)械加工能耗計(jì)算提供準(zhǔn)確的數(shù)控機(jī)床能量供給數(shù)據(jù)。本文主要做了以下工作:
　　第一章:介紹了論文的研究背景，課題的來源、目的和意義;

2、回顧了國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀并闡述了論文的主要研究?jī)?nèi)容和章節(jié)安排。
　　第二章:列舉數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)，給出數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)的能量供給建模方法及其對(duì)應(yīng)的章節(jié);搭建了功率和切削力數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)裝置;實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到了基本運(yùn)動(dòng)、噴冷卻液、噴冷卻液?jiǎn)?dòng)和自動(dòng)換刀的功率和時(shí)間數(shù)據(jù)。
　　第三章:建立了面向多傳動(dòng)鏈的主軸旋轉(zhuǎn)功率分段函數(shù)模型，實(shí)驗(yàn)測(cè)量CK6153i數(shù)控車床不同傳動(dòng)鏈條件下不同轉(zhuǎn)速的主軸旋轉(zhuǎn)功率，統(tǒng)計(jì)分析得到主軸旋轉(zhuǎn)功率模型;建立了主軸

3、旋轉(zhuǎn)加速能量供給關(guān)于加速前后主軸轉(zhuǎn)速的數(shù)學(xué)模型，針對(duì)理論模型系數(shù)難以獲得的問題，進(jìn)一步提出主軸旋轉(zhuǎn)加速能量供給的實(shí)驗(yàn)建模方法，并驗(yàn)證了理論和實(shí)驗(yàn)建模方法的有效性;建立了進(jìn)給運(yùn)動(dòng)功率關(guān)于進(jìn)給速度的二次函數(shù)模型，實(shí)驗(yàn)測(cè)量CK6153i數(shù)控車床X、Z軸不同進(jìn)給速度下的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)功率，統(tǒng)計(jì)分析得到進(jìn)給運(yùn)動(dòng)功率模型;建立了快速進(jìn)給能量供給關(guān)于進(jìn)給距離的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)一步提出了快速進(jìn)給能量供給的實(shí)驗(yàn)建模方法，并驗(yàn)證了理論和實(shí)驗(yàn)建模方法的有效性。

4、　　第四章:建立了外圓車削功率和平面銑削功率指數(shù)型模型。應(yīng)用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，選用45號(hào)鋼、6061鋁合金和QT500-7球墨鑄鐵進(jìn)行外圓車削實(shí)驗(yàn)，選用45號(hào)鋼進(jìn)行平面銑削實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行多元線性回歸分析得到了功率模型中的系數(shù)。將所得到的模型同文獻(xiàn)已有模型進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明所得到的材料去除功率模型的預(yù)測(cè)精度高于其他模型。
　　第五章:選擇兩臺(tái)不同數(shù)控車床、一臺(tái)數(shù)控銑床和一臺(tái)加工中心進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)數(shù)控機(jī)床能量供給建模