一、S_1-036A主轴车床液压系统的改进（论文文献综述）
孙博[1]（2021）在《基于多源信息融合的数控机床关键功能部件可靠性评估》文中研究说明数控机床作为装备制造业的“工业母机”,其可靠性水平已成为影响行业发展的重要技术指标之一,而保障关键功能部件的可靠性是保障数控机床可靠性水平的重要途径。数控机床关键功能部件的可靠性评估方法不仅用于可靠性水平的考核,还能为可靠性设计、可靠性增长及预防性维修提供重要依据。因此,研究数控机床关键功能部件可靠性评估方法以获取准确的评估结果具有重要的研究意义和工程价值。故障数据是可靠性评估的重要依据,然而随着数控机床关键功能部件可靠性水平的不断提升,可靠性试验周期不断延长,致使有限时间内获取的故障数据严重不足,而仅凭有限的故障数据所得出评估结果的精度较低。在数控机床关键功能部件的全寿命周期中,蕴藏着多源的可靠性信息,但其中存在着部分缺失、获取困难等弊病,若能充分利用这些不完善的信息可弥补故障数据的不足,并提升可靠性评估精度是亟待解决的难题。目前基于多源信息融合的可靠性评估研究通常是将相同维度的信息进行融合,信息源相对单一,易导致评估结果偏差较大,故在保证融合误差最小的前提下,需完善不同来源的信息进行融合的方法。综上,在“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项的资助下,提出了基于多源信息融合的数控机床关键功能部件可靠性评估方法:针对其故障模式多样的特点,以混合威布尔分布为可靠性模型,对区间删失的前期产品可靠性信息、混合不确定的可靠性仿真信息、专家的模糊判断信息、非线性的性能退化信息和右删失的小样本故障等信息进行深入挖掘并融合以评估数控机床关键功能部件可靠性,并以伺服刀架和主轴为例,验证该方法能有效提高可靠性评估的精度。论文主要研究内容如下:（1）针对数控机床关键功能部件前期故障数据存在记录不完整、无准确的故障时间等问题,提出一种考虑区间删失数据的可靠性评估方法。在建立含有区间删失数据的似然函数基础上,采用期望最大化（Expectation Maximization,EM）算法和Delta方法分别进行点估计和区间估计,并通过蒙特卡洛仿真对所提出的方法进行了验证;且将该方法应用在伺服刀架和主轴的可靠性评估中,得到了前期产品的可靠性评估结果。（2）为获得作为数控机床关键功能部件可靠性评估信息源的可靠性仿真信息,提出基于混合不确定性的可靠性仿真方法。从数控机床关键功能部件的功能原理入手,采用“功能-运动-动作”方法建立了故障树;通过扩展的概率盒理论和变异系数对认知不确定性进行量化,并将数控机床关键功能部件作为一种多状态的可维修系统,利用双层蒙特卡洛的方法实现混合不确定性的可靠性仿真;最后应用该方法获取了伺服刀架的可靠性仿真结果,并采用Birnbaum重要度对各子系统的重要度进行评价。（3）为融合前期产品的可靠性信息、专家信息和可靠性仿真信息以得到产品可靠性评估的先验信息,搭建了基于串行结构的信息融合框架。采用“最优最劣”法和模糊理论建立专家系统,并以前期产品的可靠性评估结果作为基础,获取专家对现有产品的可靠性水平判断结果,进而通过贝叶斯融合方法与可靠性仿真信息融合,再利用改进的重要性重采样算法获取最终的多源信息融合结果。（4）为弥补混合威布尔分布在小样本情况下可靠性评估精度低的不足,提出一种考虑右删失数据的小样本可靠性评估方法。由非线性的退化过程预测出故障前的时间,并与小样本的故障数据进行融合;将多源信息融合结果作为先验信息,通过条件概率密度函数进行数据分类,再依据基于马尔科夫链蒙特卡洛方法对各子分布的参数进行求解;最后采用仿真和实例分析评价所提方法的精度。依据本文提出基于多源信息融合的数控机床关键功能部件可靠性评估的方法,获取伺服刀架和主轴可靠性评估结果,且验证了可有效提升评估结果的精度,从而为后续开展可靠性设计、可靠性增长及预防性维修等提供重要的技术手段。
张振鸿[2]（2021）在《Vit1金属玻璃高速切削仿真及实验研究》文中提出金属玻璃是一种通过快速冷凝技术避免熔体晶化而得到的非晶态合金,因其具有优良的力学性能,在航空航天、武器装备、精密零件、仿生医疗等高端制造领域有广阔的应用前景。但由于金属玻璃具有高硬度、导热性差、室温脆性等特点,通常被视为一种典型的难加工材料。目前其常规切削速度一般为18-60m/min,且存在加工效率低、刀具磨损严重、切削力波动大等诸多问题。高速切削技术是解决难加工材料加工的重要方法之一,且金属玻璃在高温下塑性增强,可能对切削加工有利。论文以仿真和实验相结合,探究高速切削加工条件下切削速度对Vit1金属玻璃铣削过程中铣削力、切屑形态、表面粗糙度的影响,确定最适合Vit1金属玻璃切削加工的切削速度范围,为金属玻璃高速切削加工提供参考。论文主要内容包括:（1）Vit1金属玻璃高速切削仿真研究。有限元仿真是研究切削加工机理的重要方法,准确的仿真结果可以为实际加工提供参考。目前Vit1切削仿真相关研究还很少,本文结合前人研究成果,建立Vit1金属玻璃高速切削仿真模型,进行了二维正交高速切削仿真实验,并将仿真结果与验证实验结果相结合,分析了切削速度对Vit1金属玻璃高速切削过程中切削温度、切削力的影响规律。（2）Vit1金属玻璃高速铣削工艺实验研究。为了确定切削速度对Vit1铣削加工的影响,在DMU60五轴精密加工中心上采用单因素法设计进行了Vit1金属玻璃高速铣削实验。得到了切削速度对Vit1高速铣削过程中铣削力、已加工表面粗糙度、刀具磨损的影响规律,同时还确定了Vit1铣削加工的最佳切削速度范围,进一步验证了Vit1金属玻璃高速铣削加工的可行性。基于实验结果,建立了以多元线性回归方程为核心的Vit1金属玻璃铣削力经验模型,并开展实验验证了经验模型预测结果的准确性。（3）对Vit1金属玻璃高速铣削实验中得到的不同切削速度下的切屑进行了宏观形貌和微观组织结构分析,得到了切屑表面形貌随切削参数的变化规律,并结合绝热剪切理论分析了不同切屑表面形貌的形成机理,明确了Vit1在不同切削速度下的去除模式。
李卓[3]（2021）在《薄盘类工件不平衡量在线逆向测算机理研究》文中指出薄盘类零件是回转机构上常见的部件,由于该类零件的旋转半径较大,即使零件上的不平衡质量很小,也可能形成巨大的不平衡量。因此,薄盘类零件在装配前通常需要进行必要的平衡检测及校正。目前,生产现场多采用动平衡机对薄盘类工件进行不平衡检测与标定,存在平衡成本高,平衡效率与精度低等方面的问题。基于薄盘类工件的结构特点及平衡需求,论文提出在薄盘类工件加工完成后,无需拆下工件,直接通过测算数控机床主轴夹持工件前后不平衡振动信号的变化而间接测算工件不平衡量的方法,并围绕该方法的关键问题开展了系统地研究。主要研究内容如下:（1）研究了工件主轴一体化动力学建模问题,以数控机床主轴系统为原型,建立了薄盘工件—主轴—轴承系统动力学模型,并通过仿真的方法讨论了工件不平衡对主轴系统不平衡的影响等关键问题。（2）针对不平衡振动信号的提取问题,采用了EMD与最小二乘法相结合的方法提取主轴系统不平衡振动信号,通过理论与仿真相结合的方法探讨了该方法的可行性。（3）考虑系统动力学参数变化、测量与计算误差等对系统影响系统精度的影响,提出一种影响系数自适应方法,并通过理论与仿真的方法论述了该方法的收敛性。（4）以数控机床主轴系统基本结构为原型,设计并制作了用于主轴及工件动平衡实验的机构系统,开发了振动信号采集与分析系统。（5）以实验系统为基础,围绕主轴系统初始不平衡振动信号采集与提取、工件-主轴耦合不平衡振动信号采集与提取、影响系数测算、工件不平衡量逆向测算、影响系数自适应等关键问题开展了大量的实验研究,系统地验证了论文所提出理论与方法的可行性。论文围绕薄盘工件不平衡量的在线逆向测算机理与技术的关键问题开展了系统地研究。所提出的工件不平衡量在线测算方法可用于工件加工过程中不平衡量监控,工件加工后不平衡量在机测算等方面,在提高薄盘类工件的加工精度、节省工件平衡成本、提高工件平衡效率与精度等方面具有显着的意义。
芦晶晶[4]（2020）在《大型轧辊数控堆焊实验台研制及主要性能研究》文中研究指明轧辊是辊轧机的关键零件,其表面形位精度直接决定了钢带的质量,受轧辊与钢带间接触和摩擦力的影响,辊轧表面产生一定的磨损,轧辊的微弱振动导致辊轧机的整机稳定性降低,并降低辊轧钢带的质量,所以需定期更换轧辊,从而造成了轧辊的资源浪费。因此,如何辨别轧辊的磨损量,并研发轧辊的再制造修复技术,以提高轧辊的性能、延长其使用寿命,适应现代轧钢业发展的需求,成为当前轧辊制造业的一个重要课题。本文研制出一种针对轧辊表面堆焊修复的实验台,对废旧的轧辊工件进行表面修复,使其资源综合利用率要达到75%以上,降低产业成本。本文结合当前国内外实验台的研究现状,规划实验台的主要功能,根据实验台所能实现的目标提出详细设计方案,为轧辊数控堆焊实验台的模型构建提供理论依据;根据提出解决方案和整体需求,分析了各子系统的功能目标,提出各子系统模型构建的方案,进行具体的机械结构和控制系统设计。利用Solid Works建立各子系统的三维模型,完成轧辊数控堆焊实验台具体的结构设计,对关键零部件进行选型与校核。通过ANSYS-Workbench软件对焊接运动平台、横梁组件及支撑件进行静力学和模态力学仿真分析,根据仿真分析结果,验证其可行性。利用刚柔耦合多体动力学原理,建立焊接运动平台和修复轴转动机构的多体动力学模型,分别进行ADAMS动力学仿真,验证其结构的可靠性和稳定性。再对轧辊再制造实验台进行控制系统设计及研究。硬件主要针对焊接电源、轧辊夹持及驱动系统、可移动焊枪系统及相关水冷设备四个部分进行理论设计与选型,同时对其进行具体的电路设计。此外对轧辊数控堆焊系统相关的人机交互界面的进行软件设计。运用MATLAB软件中的Simulink模块构建出焊枪升降机构液压系统的仿真模型,研究增益系数大小对系统稳定性的影响;同时利用PID参数进行整定,结果显示:系统的响应时间减少,液压冲击的频率降低,系统的性能提高。本文提出的原创方法和开发的实验台,在本溪钢铁厂得以应用,对未来的轧辊再制造业起到了一个引领的作用。该论文有图90幅,表17个,参考文献75篇。
赵旭东[5]（2020）在《摩擦焊机设计及其关键技术研究》文中研究表明摩擦焊接是一种固相连接技术最早起始于美国,这一技术凭借其高效、清洁、精密、节能以及优质等特点,已广泛应用于电力、石油钻探、机械制造、航空航天等众多高新技术领域中。文章研究从企业生产实践出发并结合国内外相关资料,旨在借由数字化设计手段并结合相关试验来解决空心活塞杆的大批量生产问题。文章主要研究内容如下:（1）根据企业实际生产需求并结合所生产的系列化产品特征,对焊机具体构造及动作过程进行了相关设计,对装备的主要技术参数进行了计算。（2）据相关国家标准及技术要求对标准件进行了选型设计,对非标准件进行了结构设计。最后利用三维建模软件Solid Works进行焊机三维虚拟样机的装配,并根据实际生产需要完成空心活塞杆自动上下料生产线设计。（3）使用有限元分析软件ANSYS Workbench对所设计的摩擦焊机主要结构进行了静动态特性校核与轻量化设计。主要研究内容为:首先,将子模型分析技术应用于主传动系统的静态特性分析中,研究了主轴在不同工况下的静力学特性。与传统的研究方法相比,该技术提高了求解的效率和精度,证实了焊机主轴设计的合理性。并对主轴动态安全性进行了校验。在随后的研究中对焊机主轴箱及推力缸支撑体进行了静、动态特性分析,并相应地对其结构进行了优化。为了改善主轴箱及推力缸支撑体的整体机械性能并合理地使用主轴箱材料,利用多目标遗传算法完成了主轴箱及支撑体的优化设计并实现了焊机轻量化设计。再次,应用有限元分析软件对焊机滑组支撑体、顶端推力座以及夹具进行了静力学校核。最后,建立了用于有限元分析的连续驱动摩擦焊机整机的简化模型,进行了整机静动态特性校核。（4）在摩擦焊接工艺参数对焊接质量影响的研究中,使用有限元分析软件ANSYS Workbench对不同焊接参数的加载方式进行了比较,采用控制变量法研究了不同焊接参数（焊接转速、摩擦压力、摩擦时间）对焊接质量的影响规律。最后,对摩擦焊接数值模拟中的几点关键性技术进行了总结与讨论。（5）在焊接实验研究中以小直径焊件为例,采用正交实验法列三因素三水平正交因素表研究单级加压情况下,焊接转速、摩擦压力以及摩擦位移三个工艺参数对焊件焊接温度的影响规律。与此同时以中等直径焊件为例,采用正交实验法探究二级加压情况下,一级摩擦压力、一级摩擦位移、二级摩擦压力以及二级摩擦位移等四个工艺参数对焊接轴向缩短量的影响规律。最后通过焊件的宏观形貌观察,微观组织分析、接头温度实测等方法对35#钢焊接性进行了分析。
李金乐[6]（2020）在《单晶锗微细切削加工温度场研究》文中指出单晶锗作为一种重要的红外光学材料,在红外测温、通讯、生物工程和航空航天等领域应用广泛。在单晶锗的微细切削加工过程中,切削温度的变化会导致刀具出现明显的磨损以及切削区域的热变形,从而降低材料的已加工表面质量和产品的加工精度。切削温度已经成为影响产品质量的重要因素,而目前关于单晶锗微细切削温度的分布缺乏深入的研究。因此,本文从理论分析、有限元仿真和单点金刚石切削试验三个方面对单晶锗在微细切削过程中的温度场分布规律进行探究,以期为实际生产提供一定的理论数据参考。首先,参照实际切削过程建立了几何切削模型,采用热源法,通过对热传导控制方程的求解,根据固体热传导原理,推导出在剪切面热源作用下的理论温升计算模型以及在刀具和前刀面摩擦热源作用下的理论温升计算模型。其次,通过有限元切削仿真分析了单晶锗在不同切削参数（主轴转速、进给速度、切削深度）和不同刀具参数（前角、后角、刀尖圆弧半径）下的温度分布及其变化规律。仿真结果表明:切削温度的最高点出现在前刀面上且距离切削刃较近,切削过程中,温度的分布以刀具前端的最高温度点为中心呈同心形,距离最高温度点越近,温度变化梯度越大;切削参数越大,最高温度越高,温升也增长的越快,温度随着进给速度的增大而升高的速率最快;刀具参数对温度具有不同的影响,其中刀具的负前角越大其温度越高,后角增大其温度呈缓慢下降趋势,刀尖圆弧半径增大其温度也缓慢增加。通过MATLAB软件对不同切削参数和不同刀具参数下的理论温度极值进行了计算,对比有限元仿真结果两者相对误差在10%以内,证实了理论模型的精确性。最后,通过单点金刚石切削试验,利用红外热像仪测量了切削温度,并采用光学轮廓仪测量了表面粗糙度,以此对仿真结果进行验证。通过对试验结果的分析,进给速度对切削温度和表面粗糙度的影响最大,即试验结果对进给速度最敏感,同时切削温度越高其表面粗糙度值也越大。
李晓旭[7]（2019）在《加工中心主轴系统可靠性综合应力加速模型研究》文中研究表明高档数控机床及其关键功能部件的技术水平是推动制造业转型升级的重要力量,也直接反映了一个国家的制造业水平。主轴系统是加工中心的关键功能部件,属于工况复杂、维修困难的复杂机电系统。目前,国产加工中心的主轴系统在精度和回转速度等方面与国际先进水平的差距不断缩小,但是可靠性水平仍然存在较大差距。可靠性试验是提高主轴可靠性的重要基础性工作。为了缩短可靠性试验周期,提高试验效率,需要进行可靠性加速试验研究,建立主轴系统可靠性的综合应力加速模型,描述主轴系统可靠性特征量与加速应力关系,外推主轴系统在其他载荷水平下的可靠性特征,为主轴系统可靠性的快速评估、设计改进和试验方案优化提供依据。本文在国家自然科学基金和国家科技重大专项的支持下,以国产加工中心的主轴系统为研究对象,进行了可靠性综合应力加速模型研究。根据主轴系统的结构功能分析,确定了主轴系统的主要可靠性特征量;根据主轴系统重要零部件的主要失效机理,确定了系统可靠性的主要敏感载荷,提出了一种考虑载荷影响、零部件重要度和故障导致的平均停机时间的载荷重要度综合评价方法,确定了主轴系统的关键敏感载荷;根据主轴系统的故障分布特征,验证了主轴系统的可加速性,确定了加速模型的适用载荷范围;根据主轴系统恒定应力加速试验结果,建立了主轴系统关键敏感载荷的单应力加速模型;基于贝叶斯决策理论和竞争失效模型,提出了一种主轴系统故障的模糊分类方法;考虑主轴系统突发类故障和退化类故障差异,提出并建立了一种主轴系统可靠性的综合应力加速模型,载荷敏感度与分析的载荷重要度结果较为相符。本文的主要研究工作如下:（1）基于故障树的主轴系统可靠性分析。分析了主轴系统功能及其实现结构,确定了主轴系统的主要可靠性特征量,包括轴承附近温度、振动和主轴电源的线电流等,用作加速模型的输出变量;运用故障树分析方法,利用多种重要度指标和故障导致的平均停机时间,确定了主轴系统零部件的可靠性重要度;根据重要零部件的主要失效机理,确定了主轴系统可靠性水平的广义敏感载荷,用作加速模型的输入变量;提出了一种考虑载荷影响、零部件重要度和停机时间的载荷重要度综合评价方法,确定了主轴系统可靠性水平的广义敏感载荷排序:切削力、主轴转速、切削功率、环境温度、切削液的使用和换刀次数,关键敏感载荷为切削力和主轴转速,评价结果较为符合实际工程经验。（2）主轴系统可加速性分析与载荷统计。建立加速模型的前提是研究对象具有可加速性,可加速性表现为在一定载荷范围内,研究对象的故障分布具有规律性,故障机理保持一致性。根据主轴系统的故障间隔时间的分布函数,验证了故障分布的规律性,根据主轴故障数据特点,利用Bartlett统计量验证了主轴系统故障机理的一致性;根据记录的工艺信息和切削力经验公式,统计了主轴系统具有可加速性时所处的载荷水平范围,确定了加速模型适用的载荷范围。（3）主轴系统可靠性单应力加速模型研究。单应力加速模型是建立综合应力加速模型的基础,首先根据主轴系统的故障间隔时间分布和系统具有可加速性时所处的载荷范围,设计并进行了主轴系统恒定应力加速试验研究,试验的加速应力分别选择切削力和转速,设计了转速试验剖面和切削力试验剖面、不同载荷水平下的样本量和试验周期;对加速试验结果进行了分析,建立了主轴系统的转速加速模型和切削力加速模型,并对上述两个加速模型进行了验证。（4）主轴系统可靠性综合应力加速模型研究。根据单个敏感载荷对主轴系统的主要故障机理影响,建立了单应力加速模型;假定载荷影响相互独立,利用加速失效时间模型,建立了主轴系统可靠性综合应力加速模型;利用逐步回归分析法和p值检验法,确定了加速模型的显着应力,估计了显着应力系数。该综合应力加速模型能够通过统计检验,但模型确定的统计显着载荷与主轴系统的实际显着载荷存在一定差异。（5）考虑故障类型的主轴系统可靠性综合应力加速模型研究。考虑到主轴系统不同故障类型对载荷的敏感程度不同,基于Bayes决策理论和竞争失效模型,提出了一种主轴系统故障的模糊分类方法,将主轴系统故障分为突发类和退化类,获得了两类故障的广义故障数;利用加速失效时间模型,分别建立了两类故障的平均故障间隔时间与可靠性敏感载荷的加速模型;利用两类故障与主轴系统可靠性水平关系,提出并建立了一种主轴系统可靠性综合应力加速模型。该综合应力加速模型的载荷敏感度与分析的载荷重要度结果相符,利用现场可靠性试验数据对该综合应力加速模型进行了验证,结果表明:在加速模型适用的载荷范围内,该模型较好地实现了主轴系统可靠性水平的预测与评估。
刘培基[8]（2019）在《机床固有能效要素获取方法及其应用研究》文中研究说明离散制造业,量大面广、能耗总量巨大而能效普遍很低,提升离散制造业能量效率已成为绿色制造的重要战略。作为离散制造业的典型制造装备,机床具有能量消耗特性复杂且能效提升潜力很大等特点,其能效研究在国际上迅速兴起。开发高能效机床和机床高能效服役是机床用户提升机床能量效率的两大途径。但是,现有机床能效研究主要集中在机床高能效服役方面,而对如何开发高能效机床的研究还远不够,特别是还缺乏如何揭示机床与生俱来的能量消耗特性以开发高能效机床的研究。为此,本文在国家自然科学基金等项目的支持下,提出采用固有能效要素反映机床与生俱来的能量消耗特性,并对机床固有能效要素的构成、建模、获取方法以及其应用进行了研究,主要工作如下:对机床固有能效要素的构成与建模进行了研究。分析了机床多源多层能耗特性、时段能耗特性以及载荷损耗特性等三种固有能耗特性,揭示了机床待机时段、加工准备时段、空载时段以及加工时段等四个能耗时段的固有能效要素构成,建立了各能耗时段固有能效要素的通用模型,并由此建立了机床固有能效要素的构成框架。对机床固有能效要素中关键要素——载荷损耗函数的获取方法进行了研究。首先,提出了基于功率传递视角的机床载荷损耗函数获取方案;然后,建立了基于变频器基础参数的变频器功耗模型和基于电机基础参数的主轴电机功耗模型,并由此推导出了描述机床载荷损耗特性的载荷损耗函数理论模型;基于此,提出了通过计算获取载荷损耗系数来获取机床载荷损耗函数的方法;之后,通过实验验证和案例研究分析了所建模型的精度和实用性。对机床固有能效要素智能化综合获取方法进行了研究。针对固有能效要素检测过程困难、检测数据不全、数据处理繁杂等问题,首先提出了智能化综合获取机床固有能效要素的思路及流程;然后建立了固有能效要素检测实验设计、检测过程数控程序自动生成以及检测数据自适应建模和获取等关键技术,并设计开发了机床固有能效要素智能化综合获取支持系统,最后通过案例研究分析了上述方法和系统的可行性和实用性。对固有能效要素在机床开发阶段和服役阶段能效研究中的应用进行了研究分析,建立了机床固有能效要素在机床开发和服役阶段的应用框架,并系统性地分析了固有能效要素的应用研究内容与方向,并对机床开发和机床服役两个应用方向规划了如下两个应用研究问题。对第一个应用研究问题——基于固有能效要素的机床开发阶段能效评估问题进行了研究。首先,通过建立基于固有能效要素的机床开发方案关联参数模型和面向预期任务的当量工件关联参数模型,导出了反映机床各开发方案完成企业预期任务能量效率表现情况的能效潜力评估模型;然后,通过基于能效潜力评估的高能效机床选择案例验证上述能效评估模型的可行性和实用性。对第二个应用研究问题——基于固有能效要素的机床服役阶段能量效率获取与评价问题进行了研究,建立了基于固有能效要素的机床服役阶段实时能量效率获取方法和能量效率精细评价方法;分析了基于所提实时能量效率获取方法和精细评价方法的集成应用系统。以上机床固有能效要素的构成、建模及获取方法研究可为机床能效研究提供基础理论和基础技术支持;同时,固有能效要素在机床服役阶段和开发阶段的应用研究,可为攻克量大面广的机床能量效率提升问题提供应用技术支持,具有较广阔的应用前景。
尹承真[9]（2019）在《液体静压主轴热态特性研究与优化》文中指出微纳米压印辊筒是制造多种精密光学功能薄膜的核心部件,而金刚石切削是实现辊筒超精密制造的最有效的方式。液体静压主轴是超精密单点金刚石切削机床的重要组成部件,具有高刚度、高回转精度、高抗振性、高阻尼以及长寿命等优点。主轴的热态特性是指主轴因热效应而产生的性能变化,包括热变形与承载能力的变化等。液体静压主轴在工作过程中,由于内置电机的和轴承油膜的发热,会导致系统整体温度升高,且分布不均匀,产生应力集中和变形,从而导致加工误差。对于超精密机床,热态特性是影响其加工性能的重要影响因素,研究其热态特性对提高加工质量与加工精度具有重要的意义。本文的研究对象是一超精密卧式辊筒金刚石车床的液体静压主轴。为了研究其热态特性,首先依据主轴的工作原理,基于流体连续性假设建立了主轴的热态特性理论模型。理论模型包括主轴的生热模型、承载模型与有限元理论。通过该模型可以研究主轴的生热机理,辨识影响主轴热态特性的关键因素,分析不同因素对主轴热态特性的影响规律,并计算有限元仿真所需的初始条件与边界条件,为有限元数值仿真夯实了基础。在明确主轴系统热边界条件的情形下,基于ANSYS Workbench与Fluent平台的数据交换进行了单向“流-热-固”多物理场耦合数值仿真。首先计算径向轴承与止推轴承的压力场和温度场分布,将其结果作为边界条件导入主轴固体系统,进而计算主轴系统的温度场以及产生的热变形场,从而建立起一套完整的主轴系统热态特性的有限元分析模型。利用该模型分析了主轴系统工作至稳态时的温度场与产生的热变形,并研究了温升对主轴承载特性的影响规律。在数值仿真的基础上,设计并进行了实验,对数值仿真结果的正确性与准确性进行了验证。进行了温度测量实验,测量了主轴工作至稳态下不同温度测点产生的实际温升,与仿真结果相比,平均误差10.5%,最小误差0.3%,最大误差17.5%,验证了主轴系统温度场的仿真结果;进行了位移测量实验,测量了工作至稳态下主轴的轴向伸长量,与仿真结果相比误差为2.5%,验证了主轴系统热变形场仿真结果;进行了主轴起伏量实验,验证了主轴承载能力随温升的变化规律,与数值仿真结果趋势吻合。利用建立的理论模型与有限元数值仿真模型对主轴进行了热态特性结构优化,设计了一套完整的优化设计流程,对影响主轴热态特性的主要结构参数进行了优化设计,使得主轴整体发热量减少了约30%,主轴径向刚度提升2.38倍。同时基于优化后的主轴参数进行了重新建模,优化了主轴外观与尺寸结构。
高通[10]（2018）在《精密数控车床主轴系统精度保持可靠性计算方法研究》文中进行了进一步梳理数控装备是具有高科技含量的工作母机,是制造业实现现代化的关键装备,其技术水平的高低代表了一个国家制造业的发展水平。近年来,我国的制造业进入了快速发展期,数控装备不断向着功能复合化、装备柔性化、高精度、高速度、高可靠性的方向发展。主轴系统作为数控装备的关键功能系统,其性能的好坏对数控装备的加工精度及加工效率有着至关重要的影响,是保证数控装备加工精度的核心部件,本文以某型精密数控车床的主轴系统为研究对象,对其进行可靠性研究。主要工作如下:（1）针对主轴系统进行故障模式、影响及危害性分析（Failure Modes,Effects and Criticality Analysis,简称FMECA）和故障树分析（Fault Tree Analysis,简称FTA）。通过收集的现场故障数据与具有相似结构的车床主轴系统的故障数据,结合主轴系统的结构特点及工作原理通过合理的逻辑推论进行主轴系统故障模式及影响分析;结合层次分析法、模糊理论、加权欧几里得距离和质心法对主轴系统各故障模式进行危害性分析;根据FMECA结果,通过分析建立主轴系统故障树,并以建立的故障树为模型进行定性分析及定量计算,最终确定主轴系统的薄弱环节。分析结果表明:轴承磨损是主轴系统性能下降的薄弱环节。（2）针对轴承磨损这一精密数控车床主轴系统的主要薄弱环节,开展考虑轴承动态磨损的主轴径向跳动分析,提出一种主轴轴承时变间隙模型及主轴轴端时变径向跳动模型构建方法。该方法首先基于赫兹接触理论建立主轴轴承的接触模型,计算轴承的最大接触应力、接触载荷及接触区域等参数;然后结合Archard疲劳磨损理论建立主轴轴承的时变磨损模型;最后通过建立轴承的时变间隙模型,分别建立考虑单个轴承和成对安装轴承间隙的主轴轴端时变径向跳动模型,并对安装有一对角接触球轴承的主轴进行了轴端径向跳动分析。（3）开展考虑精度退化的主轴系统时变可靠性计算方法研究。首先基于主轴轴端的时变径向跳动模型,采用应力-强度干涉理论建立主轴可靠性功能函数,考虑到主轴可靠性功能函数的复杂性,将重要抽样方法与Kriging模拟技术相结合,提出基于Kriging重要抽样方法的考虑轴承动态磨损过程的主轴时变可靠性分析方法,并将计算结果与改进一次二阶矩法及Monte Carlo模拟分析方法的计算结果进行对比验证,结果表明,基于Kriging模拟技术重要抽样方法在提高计算效率的同时能够获得较高的计算精度,最后基于重要抽样方法对主轴系统进行可靠性灵敏度分析。
二、S_1-036A主轴车床液压系统的改进（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、S_1-036A主轴车床液压系统的改进（论文提纲范文）
（1）基于多源信息融合的数控机床关键功能部件可靠性评估（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 课题来源 |
| 1.3 数控机床关键功能部件可靠性评估的研究现状 |
| 1.4 可靠性评估关键问题研究现状 |
| 1.4.1 可靠性模型 |
| 1.4.2 小样本可靠性评估 |
| 1.4.3 可靠性仿真 |
| 1.4.4 专家信息 |
| 1.4.5 退化信息 |
| 1.4.6 信息融合研究现状 |
| 1.5 本文的研究思路与内容安排 |
| 第2章 考虑区间删失数据的前期产品可靠性评估方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 问题数学描述 |
| 2.3 基于EM算法的考虑区间删失数据估计方法 |
| 2.3.1 EM算法 |
| 2.3.2 考虑区间删失数据的参数估计 |
| 2.4 基于Delta方法的区间估计方法 |
| 2.5 仿真验证 |
| 2.6 实例分析 |
| 2.6.1 主轴可靠性评估 |
| 2.6.2 伺服刀架可靠性评估 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 基于混合不确定性的数控机床关键功能部件可靠性仿真方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于FMA法建立故障树 |
| 3.3 不确定性量化 |
| 3.4 基于不完全维修的双层多状态可靠性仿真方法 |
| 3.4.1 蒙特卡洛仿真方法 |
| 3.4.2 数控机床关键功能部件可靠性仿真 |
| 3.5 实例分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于改进的贝叶斯先验信息融合方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 专家系统 |
| 4.2.1 确定各标准权重 |
| 4.2.2 各标准可靠性提升因子的提取 |
| 4.3 基于改进的贝叶斯信息融合方法 |
| 4.4 实例分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 混合威布尔分布的小样本可靠性评估方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 随机退化过程 |
| 5.2.1 Wiener过程的退化模型 |
| 5.2.2 Gamma过程的退化模型 |
| 5.2.3 逆高斯过程的退化模型 |
| 5.2.4 基于扩散过程的非线性退化建模 |
| 5.3 贝叶斯参数估计方法 |
| 5.3.1 贝叶斯方法简介 |
| 5.3.2 马尔科夫链蒙特卡洛方法 |
| 5.4 考虑右删失数据的小样本参数估计方法 |
| 5.4.1 问题数学描述 |
| 5.4.2 混合威布尔分布先验分布 |
| 5.4.3 基于条件概率密度数据分类 |
| 5.4.4 基于MCMC子分布求解方法 |
| 5.5 仿真验证 |
| 5.6 实例分析 |
| 5.6.1 考虑退化数据的主轴可靠性评估 |
| 5.6.2 考虑右删失数据的伺服刀架可靠性评估 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（2）Vit1金属玻璃高速切削仿真及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 金属玻璃的起源与发展 |
| 1.3 金属玻璃的切削加工研究现状 |
| 1.3.1 Vit1的力学性能及特点 |
| 1.3.2 Zr基金属玻璃切削加工国内外研究现状 |
| 1.4 高速切削技术 |
| 1.4.1 高速切削发展历程 |
| 1.4.2 高速切削的优点 |
| 1.4.3 Vit1高速切削国内外研究现状 |
| 1.4.4 Vit1金属玻璃高速切削研究存在的问题 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 Vit1金属玻璃高速切削有限元模型的建立 |
| 2.1 有限元技术概述 |
| 2.2 Vit1高速切削有限元仿真本构模型确定 |
| 2.2.1 Vit1金属玻璃J-C本构方程参数拟合 |
| 2.2.2 考虑静水应力影响的D-P本构模型 |
| 2.3 高速切削有限元仿真关键技术 |
| 2.3.1 有限元软件的选择 |
| 2.3.2 几何模型的建立 |
| 2.3.3 自适应网格划分技术 |
| 2.3.4 接触与边界条件 |
| 2.3.5 切屑分离准则 |
| 2.3.6 摩擦接触模型 |
| 2.3.7 热传导模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 Vit1金属玻璃高速切削仿真及实验验证 |
| 3.1 高速切削Vit1金属玻璃有限元仿真 |
| 3.1.1 仿真结果及分析 |
| 3.2 Vit1高速切削有限元仿真的实验验证 |
| 3.2.1 高速车削实验方案 |
| 3.2.2 切削力与验证 |
| 3.3 Vit1金属玻璃高速铣削实验 |
| 3.3.1 高速铣削实验系统 |
| 3.3.2 高速铣削单因素实验结果及分析 |
| 3.3.3 切削参数对铣削力的影响 |
| 3.4 高速铣削Vit1铣削力经验模型的建立 |
| 3.4.1 多元线性回归方程原理 |
| 3.4.2 多元线性回归数学模型 |
| 3.4.3 铣削力预测模型 |
| 3.4.4 铣削力预测模型的显着性检验 |
| 3.4.5 铣削力经验模型验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Vit1高速切削过程中切屑形态及刀具磨损实验研究 |
| 4.1 检测设备 |
| 4.2 Vit1金属玻璃高速切削切屑形貌及变形分析 |
| 4.2.1 车削实验切屑 |
| 4.2.2 铣削实验切屑 |
| 4.3 Vit1高速车削硬质合金刀具磨损研究 |
| 4.3.1 切削速度对刀具磨损的影响 |
| 4.3.2 刀具磨损机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 Vit1高速铣削表面粗糙度及毛刺研究 |
| 5.1 表面粗糙度实验 |
| 5.1.1 检测仪器 |
| 5.1.2 实验结果 |
| 5.2 切削参数对表面粗糙度的影响 |
| 5.3 Vit1高速铣削毛刺研究 |
| 5.3.1 毛刺的定义与分类 |
| 5.3.2 实验中的毛刺形态 |
| 5.3.3 高速铣削实验中毛刺形成原因 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（3）薄盘类工件不平衡量在线逆向测算机理研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究意义及背景 |
| 1.1.1 课题研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 盘类工件-主轴一体化动力学建模 |
| 2.1 盘类工件-主轴系统数学模型建立 |
| 2.2 盘类工件-主轴-轴承系统仿真 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 薄盘工件不平衡量高精度在线测算方法 |
| 3.1 薄盘工件不平衡量在线测算方法 |
| 3.2 主轴不平衡振动信号高精度提取方法 |
| 3.2.1 基于最小二乘法的不平衡振动信号提取 |
| 3.2.2 经验模态分解及其滤波原理 |
| 3.2.3 基于经验模态分解(EMD)与最小二乘法相结合的基频振动信号提取方法 |
| 3.3 影响系数高精度测算及自适应方法 |
| 3.3.1 影响系数自适应 |
| 3.3.2 遗忘因子的选取问题 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 盘类工件-主轴在线测试系统的设计 |
| 4.1 薄盘工件-主轴系统不平衡量在线测试原理 |
| 4.2 薄盘类工件-主轴系统不平衡量在线测试实验装置 |
| 4.2.1 盘类工件-主轴系统不平衡量在线测试系统的制作 |
| 4.2.2 关键元器件的选型 |
| 4.2.3 测试软件开发 |
| 4.3 实验装置制作 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 实验分析 |
| 5.1 实验方法 |
| 5.2 主轴初始不平衡振动信号实验与分析 |
| 5.3 薄盘工件-主轴不平衡耦合激励与振动响应实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文主要工作 |
| 6.2 论文主要创新点 |
| 6.3 后期展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文 |
（4）大型轧辊数控堆焊实验台研制及主要性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与来源 |
| 1.2 轧辊数控堆焊实验台国内外研究现状 |
| 1.3 本论文主要研究内容 |
| 2 轧辊数控堆焊实验台的模型构建与分析 |
| 2.1 轧辊数控堆焊实验台的子系统 |
| 2.2 轧辊数控堆焊实验台整机三维模型 |
| 2.3 主要零件的静力学分析 |
| 2.4 主要零件的模态分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于刚柔耦合的轧辊数控堆焊实验台动力学分析 |
| 3.1 多体动力学基础理论 |
| 3.2 基于刚柔耦合的焊接运动平台动力学分析 |
| 3.3 基于刚柔耦合的修复轴转动机构动力学分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 控制系统设计与分析 |
| 4.1 轧辊数控堆焊实验台控制系统的硬件设计 |
| 4.2 轧辊数控堆焊实验台控制系统的软件设计 |
| 4.3 基于PID控制的焊枪升降机构的液压系统仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 轧辊数控堆焊技术的应用 |
| 5.1 WTHF2000-8A80T型大型轧辊数控堆焊工作站 |
| 5.2 旧轧辊的修复流程 |
| 5.3 工程应用情况 |
| 5.4 企业效益 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结和展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）摩擦焊机设计及其关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的来源、目的和研究背景 |
| 1.2 摩擦焊接原理及特点 |
| 1.2.1 摩擦焊接原理 |
| 1.2.2 摩擦焊接特点 |
| 1.3 旋转摩擦焊接技术应用现状 |
| 1.4 国内外摩擦焊机及焊接研究发展现状 |
| 1.4.1 国内外摩擦焊机发展现状 |
| 1.4.2 有限元数值模拟在摩擦焊接中的应用概况 |
| 1.4.3 摩擦焊接试验研究概况 |
| 1.5 课题研究的主要内容 |
| 1.6 课题的研究意义 |
| 2 摩擦焊机总体方案设计 |
| 2.1 本课题加工对象的分析 |
| 2.2 摩擦焊机总体设计方案 |
| 2.2.1 方案一 |
| 2.2.2 方案二 |
| 2.2.3 方案三 |
| 2.3 摩擦焊机具体构造方案与动作过程 |
| 2.3.1 摩擦焊机具体构造方案 |
| 2.3.2 摩擦焊机动作过程 |
| 2.4 摩擦焊机设计参数的确定 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 摩擦焊机主要结构设计与计算 |
| 3.1 摩擦焊机主传动系统设计 |
| 3.1.1 主轴电机选择 |
| 3.1.2 主轴轴系的设计 |
| 3.1.3 主轴箱的设计与计算 |
| 3.1.4 主传动系统机构的装配 |
| 3.2 摩擦焊机移动夹紧机构设计及夹紧力计算 |
| 3.2.1 移动夹紧机构设计 |
| 3.2.2 夹紧力计算 |
| 3.2.3 移动夹紧滚珠丝杠螺母副的选型设计 |
| 3.2.4 直线导轨的选型设计 |
| 3.2.5 移动夹紧电机的选型设计 |
| 3.2.6 移动夹紧机构的装配 |
| 3.3 摩擦焊机顶锻机构设计 |
| 3.3.1 设计要求与工况分析 |
| 3.3.2 各运动阶段液压缸推力值计算 |
| 3.3.3 液压缸主要参数的计算 |
| 3.3.4 液压系统原理图拟定 |
| 3.3.5 顶锻机构装配 |
| 3.4 摩擦焊机去飞边机构设计 |
| 3.4.1 切削力的计算 |
| 3.4.2 去飞边机构纵向与横向滑台机构设计 |
| 3.4.3 去飞边机构装配 |
| 3.5 摩擦焊机床身设计 |
| 3.6 摩擦焊机整机装配 |
| 3.7 摩擦焊接自动化生产方案设计 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 摩擦焊机主要结构校核与优化分析 |
| 4.1 焊机主传动系统静态特性研究 |
| 4.1.1 有限元模型的建立 |
| 4.1.2 外载及边界条件的确定 |
| 4.1.3 应力集中与应力奇异现象的有限元研究 |
| 4.1.4 主轴子模型分析 |
| 4.1.5 疲劳寿命的预测 |
| 4.2 焊机主传动系统动态特性研究 |
| 4.2.1 主轴系统动态特性分析有限元模型的建立 |
| 4.2.2 主轴系统模态特性分析 |
| 4.2.3 主轴系统谐响应特性分析 |
| 4.3 焊机主轴箱静力学校核与优化设计 |
| 4.3.1 主轴箱静力学校核 |
| 4.3.2 主轴箱结构优化设计 |
| 4.3.3 主轴箱动态特性分析 |
| 4.3.4 主轴箱响应面优化分析 |
| 4.4 焊机液压缸支撑体静力学校核与优化 |
| 4.4.1 液压缸支撑体静力学校核 |
| 4.4.2 液压缸支撑体结构优化 |
| 4.4.3 液压缸支撑体多目标优化设计 |
| 4.5 焊机去飞边滑组机构支撑体静力学校核 |
| 4.6 焊机夹具体静力学校核与优化设计 |
| 4.6.1 焊机夹具体静力学校核 |
| 4.6.2 基于拓扑优化技术的夹具体轻量化设计 |
| 4.7 焊机顶锻推力座静力学校核 |
| 4.8 焊机整机静态特性分析及关键技术 |
| 4.8.1 摩擦焊机整机分析有限元模型的建立及其关键技术 |
| 4.8.2 摩擦焊机整机受重力作用分析 |
| 4.8.3 摩擦焊机整机焊接加工阶段校核 |
| 4.8.4 去飞边加工阶段校核 |
| 4.9 焊机整机动态特性分析 |
| 4.9.1 整机模态分析 |
| 4.9.2 整机谐响应分析 |
| 4.10 本章小结 |
| 5 活塞杆摩擦焊接特性数值模拟及其关键技术研究 |
| 5.1 中碳钢焊接特性分析 |
| 5.2 焊接热影响区的组织与性能 |
| 5.3 摩擦焊接有限元分析模型的建立 |
| 5.4 摩擦焊接工艺参数不同施加方式比较 |
| 5.4.1 压力加载方式 |
| 5.4.2 压力及位移加载方式 |
| 5.4.3 轴向缩短量研究 |
| 5.4.4 实验验证 |
| 5.5 单一焊接参数对焊接质量的影响研究 |
| 5.5.1 主轴转速对焊接质量影响 |
| 5.5.2 摩擦压力对焊接质量影响 |
| 5.5.3 摩擦时间对焊接质量影响 |
| 5.6 摩擦焊接数值模拟过程中几点关键性因素讨论 |
| 5.6.1 影响计算结果准确性的几点因素 |
| 5.6.2 影响计算结果收敛性的几点因素 |
| 5.6.3 工程实践性讨论 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 活塞杆摩擦焊接实验研究 |
| 6.1 实验设备 |
| 6.1.1 摩擦焊机 |
| 6.1.2 焊件金相组织检测设备 |
| 6.1.3 显微硬度检测设备 |
| 6.1.4 温度测量设备 |
| 6.2 单级加压方式对焊接温度影响研究 |
| 6.2.1 研究方案拟定 |
| 6.2.2 焊接参数对焊件温度影响 |
| 6.2.3 焊接质量检测 |
| 6.3 多级加压方式对焊件轴向缩短量影响研究 |
| 6.3.1 研究方案拟定 |
| 6.3.2 焊接参数对焊件轴向缩短量影响 |
| 6.3.3 焊接质量检测 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（6）单晶锗微细切削加工温度场研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 微细切削技术的发展和研究现状 |
| 1.2.2 微细切削温度场理论预测建模的研究现状 |
| 1.2.3 微细切削温度场仿真技术的研究现状 |
| 1.2.4 切削温度测量试验的研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及章节安排 |
| 第二章 单晶锗微细切削温度场理论预测建模 |
| 2.1 传热学理论基础 |
| 2.1.1 温度场 |
| 2.1.2 傅里叶导热定律 |
| 2.1.3 热源法 |
| 2.2 微细切削传热模型的简化 |
| 2.3 微细切削温度场模型的建立 |
| 2.3.1 剪切面滑移变形热源作用下的温度场 |
| 2.3.2 前刀面摩擦热源作用下的温度场 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 单晶锗微细切削有限元仿真分析 |
| 3.1 DEFORM-3D软件简介 |
| 3.2 三维微细切削仿真模型的建立 |
| 3.2.1 材料模型 |
| 3.2.2 切屑分离准则 |
| 3.2.3 摩擦模型 |
| 3.2.4 边界条件的设定 |
| 3.2.5 网格划分 |
| 3.2.6 仿真分析流程 |
| 3.3 切削参数对切削温度的影响 |
| 3.3.1 主轴转速对微细切削温度的影响 |
| 3.3.2 进给速度对微细切削温度的影响 |
| 3.3.3 切削深度对微细切削温度的影响 |
| 3.4 刀具参数对切削温度的影响 |
| 3.4.1 刀具前角对微细切削温度的影响 |
| 3.4.2 刀具后角对微细切削温度的影响 |
| 3.4.3 刀尖圆弧半径对微细切削温度的影响 |
| 3.5 切削温度对表面粗糙度的影响 |
| 3.6 仿真结果与理论预测结果的对比 |
| 3.7 多元回归模型 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 单点金刚石切削试验 |
| 4.1 切削温度测量方法的选择 |
| 4.2 切削温度的测量试验 |
| 4.2.1 试验设备及仪器 |
| 4.2.2 试验方案 |
| 4.3 切削温度测量试验结果与分析 |
| 4.3.1 切削参数对切削温度的主效应分析 |
| 4.3.2 切削温度的极差与方差分析 |
| 4.4 表面粗糙度的测量试验 |
| 4.4.1 试验测量仪器 |
| 4.4.2 试验方案 |
| 4.5 表面粗糙度测量结果与分析 |
| 4.5.1 切削参数对表面粗糙度的主效应分析 |
| 4.5.2 表面粗糙度的极差与方差分析 |
| 4.6 试验结果对比及误差分析 |
| 4.7 蒙特卡罗法对切削温度和表面粗糙度的概率建模、仿真和优化 |
| 4.7.1 切削温度与表面粗糙度的灵敏度分析 |
| 4.7.2 切削温度与表面粗糙度的确定性分析 |
| 4.7.3 模拟结果优化 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读硕士学位期间发表的论文、专利 |
（7）加工中心主轴系统可靠性综合应力加速模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 课题来源 |
| 1.3 研究面临的问题和难点 |
| 1.4 可靠性加速模型研究现状 |
| 1.4.1 可靠性加速寿命模型研究现状 |
| 1.4.2 可靠性加速退化模型研究现状 |
| 1.4.3 机电系统加速试验方法研究现状 |
| 1.4.4 主轴系统可靠性加速模型研究现状 |
| 1.5 论文的主要内容及结构 |
| 第2章 基于故障树的主轴系统可靠性分析 |
| 2.1 主轴系统结构分析 |
| 2.1.1 主轴系统结构与功能分析 |
| 2.1.2 主轴系统可靠性框图 |
| 2.2 主轴系统可靠性特征量研究 |
| 2.2.1 主轴系统的主要性能参数分析 |
| 2.2.2 主轴系统可靠性指标和可靠性模型研究 |
| 2.2.3 主轴系统的主要故障类型分析 |
| 2.3 主轴系统故障分析与统计 |
| 2.3.1 主轴系统故障信息分析 |
| 2.3.2 主轴系统故障间隔工作时间统计 |
| 2.4 基于故障树分析的主轴系统可靠性敏感载荷研究 |
| 2.4.1 故障树分析 |
| 2.4.2 主轴系统的故障树分析 |
| 2.4.3 基于故障树的主轴系统零部件重要度分析 |
| 2.4.4 主轴系统重要零部件主要失效机理分析 |
| 2.4.5 主轴系统可靠性敏感载荷重要度综合评价 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 主轴系统可加速性分析与载荷统计 |
| 3.1 主轴系统可靠性建模分析 |
| 3.1.1 可靠性统计建模过程 |
| 3.1.2 考虑截尾试验时间的主轴系统试验时间统计 |
| 3.1.3 考虑截尾数据的主轴系统可靠性经验估计 |
| 3.1.4 主轴系统可靠性分布参数估计方法分析 |
| 3.2 主轴系统可加速性分析 |
| 3.2.1 两参数位置尺度分布假设下的可加速性判据 |
| 3.2.2 基于分布参数恒等检验的可加速性验证 |
| 3.3 主轴系统载荷统计与分析 |
| 3.3.1 主轴系统载荷信息采集 |
| 3.3.2 切削力与切削功率的计算和表征 |
| 3.3.3 切削液使用信息采集和表征 |
| 3.3.4 热应力的计算和表征 |
| 3.3.5 换刀信息的采集和表征 |
| 3.4 实例分析 |
| 3.4.1 主轴系统载荷数据分析 |
| 3.4.2 主轴系统故障时间与可靠性函数分析 |
| 3.4.3 主轴系统故障间隔时间分布函数检验 |
| 3.4.4 基于Bartlett统计量的主轴系统可加速性检验 |
| 3.4.5 主轴系统故障间隔时间分布参数估计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 主轴系统可靠性单应力加速模型研究 |
| 4.1 主轴系统可靠性加速试验装置 |
| 4.1.1 主轴系统加速试验装置整体结构 |
| 4.1.2 主轴系统加速试验监测装置设计 |
| 4.2 主轴系统加速试验方案研究 |
| 4.2.1 加速试验的应力加载方案研究 |
| 4.2.2 加速试验的试验样本量研究 |
| 4.2.3 加速试验周期设计 |
| 4.2.4 主轴系统加速试验方案与步骤 |
| 4.3 主轴系统加速试验结果分析 |
| 4.3.1 转速应力下的加速试验结果分析 |
| 4.3.2 模拟切削力下的加速试验结果分析 |
| 4.4 主轴系统单应力加速模型研究 |
| 4.4.1 主轴系统转速加速模型研究 |
| 4.4.2 主轴系统模拟切削力加速模型研究 |
| 4.4.3 加速应力局部敏感度性分析 |
| 4.5 可靠性加速模型验证 |
| 4.5.1 可靠性加速模型验证方法 |
| 4.5.2 主轴系统可靠性加速模型验证 |
| 4.5.3 实例分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 主轴系统可靠性综合应力加速模型研究 |
| 5.1 基于加速失效时间模型的主轴系统可靠性加速模型研究 |
| 5.1.1 主轴系统综合应力加速模型研究 |
| 5.1.2 加速模型参数估计 |
| 5.1.3 加速模型检验 |
| 5.1.4 加速模型逐步回归分析 |
| 5.2 实例分析 |
| 5.2.1 主轴系统载荷数据分析 |
| 5.2.2 主轴系统综合应力加速模型逐步回归分析 |
| 5.2.3 主轴系统综合应力加速模型验证 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 考虑故障类型的主轴系统可靠性综合应力加速模型研究 |
| 6.1 基于竞争失效模型的主轴系统可靠性加速模型 |
| 6.1.1 竞争失效模型 |
| 6.1.2 考虑故障类型的主轴系统综合应力加速模型研究 |
| 6.2 基于统计决策理论的模糊故障分类 |
| 6.2.1 Bayes决策理论 |
| 6.2.2 先验概率估计 |
| 6.2.3 类条件概率密度估计 |
| 6.3 基于Bayes决策理论的主轴系统故障模糊分类 |
| 6.3.1 故障类型的先验概率估计 |
| 6.3.2 基于竞争失效模型的类条件概率密度估计 |
| 6.3.3 故障类型的类条件概率密度研究 |
| 6.4 实例分析 |
| 6.4.1 主轴系统故障类型的先验概率估计 |
| 6.4.2 主轴系统故障类型的类条件概率密度 |
| 6.4.3 主轴系统故障类型的类条件概率密度估计 |
| 6.4.4 主轴系统模糊故障分类和广义故障数 |
| 6.5 考虑故障类型的主轴系统综合应力加速模型研究 |
| 6.5.1 突发类故障的综合应力加速模型 |
| 6.5.2 退化类故障的综合应力加速模型 |
| 6.5.3 两类故障加速模型验证 |
| 6.5.4 主轴系统综合应力加速模型回归效果分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读博士学位期间申请的国家发明专利 |
| 致谢 |
（8）机床固有能效要素获取方法及其应用研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文选题背景 |
| 1.1.1 制造系统能效提升——绿色制造的重大战略 |
| 1.1.2 机床能效研究——制造系统能效研究的重要内容 |
| 1.1.3 机床固有能效要素研究——机床能效研究的新需求 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 制造系统能量效率研究概述 |
| 1.2.2 机床能量效率研究现状概述 |
| 1.2.3 机床固有能效要素关联研究现状分析 |
| 1.2.4 研究现状总结 |
| 1.3 论文研究意义及课题来源 |
| 1.3.1 课题研究意义 |
| 1.3.2 课题来源 |
| 1.4 论文研究内容的体系结构 |
| 2 机床固有能效要素构成与建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 机床固有能耗特性 |
| 2.3 机床固有能效要素构成分析与建模 |
| 2.3.1 待机时段的固有能效要素构成分析与建模 |
| 2.3.2 加工准备时段固有能效要素分析与建模 |
| 2.3.3 空载时段固有能效要素分析与建模 |
| 2.3.4 加工时段固有能效要素分析与建模 |
| 2.3.5 机床固有能效要素构成框架 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 机床关键固有能效要素——载荷损耗函数获取方法 |
| 3.1 基于功率传递视角的机床载荷损耗函数获取思路 |
| 3.2 机床主轴组件功耗建模与验证 |
| 3.2.1 变频器功耗建模与验证 |
| 3.2.2 主轴电机空载功耗和负载功耗建模 |
| 3.2.3 主轴电机功耗模型的实验验证与讨论分析 |
| 3.3 基于功率传递视角的机床载荷损耗函数计算获取法 |
| 3.3.1 基于功率传递视角的载荷损耗函数模型 |
| 3.3.2 载荷损耗函数的关键系数计算获取方法 |
| 3.4 案例研究和讨论分析 |
| 3.4.1 案例研究 |
| 3.4.2 讨论分析 |
| 3.5 本章小节 |
| 4 机床固有能效要素智能化综合获取方法 |
| 4.1 机床固有能效要素智能化综合获取思路与流程 |
| 4.2 机床固有能效要素智能化综合获取关键技术 |
| 4.2.1 固有能效要素检测实验设计 |
| 4.2.2 固有能效要素验证实验设计方法 |
| 4.2.3 面向固有能效要素智能化获取的数控程序自动生成规则 |
| 4.2.4 面向固有能效要素智能化获取的数据处理与自适应建模方法 |
| 4.3 固有能效要素智能化综合获取支持系统设计开发 |
| 4.4 案例研究与讨论分析 |
| 4.4.1 案例研究 |
| 4.4.2 讨论分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 机床固有能效要素获取方法应用分析与应用框架 |
| 5.1 机床开发阶段的能效评估难题与解决方案 |
| 5.1.1 机床开发阶段的能效评估难题 |
| 5.1.2 基于固有能效要素的机床开发阶段能效评估难题解决思路 |
| 5.2 机床服役阶段的能效研究难题与解决思路分析 |
| 5.2.1 机床服役阶段实时能量效率获取难题 |
| 5.2.2 机床服役阶段能量效率精细评价难题 |
| 5.2.3 基于固有能效要素的实时能效获取与精细评价难题解决思路 |
| 5.3 固有能效要素获取方法在机床开发和服役阶段的应用框架 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 基于固有能效要素获取方法的机床能效潜力评估及其应用 |
| 6.1 基于固有能效要素的机床开发阶段能效潜力评估建模 |
| 6.1.1 基于固有能效要素的机床开发方案关联参数模型 |
| 6.1.2 面向预期任务的当量工件关联参数模型 |
| 6.1.3 机床能效潜力评估模型与计算 |
| 6.2 案例研究与讨论分析 |
| 6.2.1 基于能效潜力评估的高能效机床选择案例研究 |
| 6.2.2 基于能效潜力评估的高能效机床选择讨论分析 |
| 6.3 能效潜力评估法的应用前景分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 基于固有能效要素获取方法的机床加工过程能效获取与评价 |
| 7.1 基于固有能效要素的机床服役阶段实时能量效率建模 |
| 7.1.1 机床加工过程实时能量效率IPE获取法建模 |
| 7.1.2 机床加工过程实时能量效率IPE获取法模型验证 |
| 7.2 基于固有能效要素的机床服役阶段能量效率精细评价 |
| 7.2.1 机床加工过程能量效率时段评估指标体系 |
| 7.2.2 机床加工过程能量效率评估指标获取和计算 |
| 7.2.3 机床加工过程能量效率评价基准的建立 |
| 7.3 基于实时能效获取和精细评价的集成应用系统 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 研究不足与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 攻读博士学位期间发表的论文 |
| B 攻读博士学位期间获得授权或申请的发明专利 |
| C 攻读博士学位期间获得授权或申请的软件着作权 |
| D 攻读博士学位期间参与起草并正在申报的国家推荐标准 |
| E 攻读博士学位期间从事的主要科研工作 |
| F 攻读博士学位期间获得的奖励和荣誉 |
| G 学位论文数据集 |
| 致谢 |
（9）液体静压主轴热态特性研究与优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源、背景与意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景 |
| 1.1.3 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 机床热态特性研究现状 |
| 1.2.2 液体静压主轴热态特性研究现状 |
| 1.2.3 国内外研究现状小结 |
| 1.3 研究目标、内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 总体技术路线 |
| 第二章 液体静压主轴热态特性理论建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 液体静压主轴结构与工作原理 |
| 2.3 液体静压主轴温升特性理论建模 |
| 2.3.1 电机生热模型 |
| 2.3.2 径向轴承温升特性模型 |
| 2.3.3 止推轴承温升特性模型 |
| 2.3.4 散热边界条件 |
| 2.3.5 参数辨识与影响规律探究 |
| 2.4 液体静压主轴温升对承载特性影响理论建模 |
| 2.4.1 径向轴承承载特性模型 |
| 2.4.2 止推轴承承载特性模型 |
| 2.4.3 温升对承载特性影响模型 |
| 2.4.4 参数辨识与影响规律探究 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 液体静压主轴热态特性数值仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有限元理论模型 |
| 3.2.1 热力学模型 |
| 3.2.2 计算流体力学(CFD)模型 |
| 3.3 液体静压主轴温升与承载特性分析 |
| 3.3.1 止推轴承数值仿真模型 |
| 3.3.2 径向轴承数值仿真模型 |
| 3.3.3 主轴温升特性分析 |
| 3.4 主轴温升特性对主轴承载特性影响分析 |
| 3.4.1 液压油的温粘特性研究 |
| 3.4.2 液压油温粘特性对主轴承载特性的影响 |
| 3.5 基于“流-热-固”耦合的主轴系统热态特性分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 液体静压主轴热态特性实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验装置与方案 |
| 4.2.1 实验装置 |
| 4.2.2 实验方案 |
| 4.3 实验结果分析 |
| 4.3.1 主轴系统稳态温度与误差测量结果分析 |
| 4.3.2 液压油温粘特性对刚度影响结果分析 |
| 4.3.3 主轴冷却抑制实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 液体静压主轴热态特性优化设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于主轴热态特性的结构优化流程 |
| 5.3 基于主轴热态特性的结构优化设计 |
| 5.3.1 主轴结构参数初选 |
| 5.3.2 主轴性能校核 |
| 5.3.3 新主轴结构设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新进步点 |
| 6.2.1 创新点 |
| 6.2.2 进步点 |
| 6.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读硕士期间获得的学术成果 |
| 附录B 攻读硕士期间参加的学术活动 |
| 附录C 主轴结构设计参数校核表 |
（10）精密数控车床主轴系统精度保持可靠性计算方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 FMECA及FTA可靠性分析技术国内外研究现状 |
| 1.2.2 车床主轴系统失效国内外研究现状 |
| 1.2.3 结构可靠性分析方法国内外研究现状 |
| 1.3 论文的主要内容与结构框架 |
| 第二章 精密数控车床主轴系统FMECA及FTA |
| 2.1 引言 |
| 2.2 FMECA及FTA方法概述 |
| 2.2.1 FMECA方法概述 |
| 2.2.2 FTA方法概述 |
| 2.3 基于改进风险优先数的危害性分析方法 |
| 2.3.1 基于层次分析法的专家权重确定 |
| 2.3.2 基于模糊理论的风险因子综合评价 |
| 2.3.3 加权欧几里得距离求解模型 |
| 2.3.4 去模糊化处理 |
| 2.4 精密数控车床主轴系统FMECA及FTA分析 |
| 2.4.1 主轴系统FMEA分析 |
| 2.4.2 主轴系统CA分析 |
| 2.4.3 主轴系统FTA分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 考虑轴承动态磨损的主轴径向跳动分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于Hertz接触理论的主轴轴承接触分析 |
| 3.2.1 角接触球轴承结构 |
| 3.2.2 角接触球轴承Hertz接触理论 |
| 3.2.3 角接触球轴承赫兹接触简化模型 |
| 3.3 基于Archard磨损理论的轴承磨损分析 |
| 3.3.1 Archard磨损理论 |
| 3.3.2 角接触球轴承磨损分析 |
| 3.4 主轴轴端径向跳动分析 |
| 3.4.1 考虑单个轴承磨损的主轴径向跳动分析 |
| 3.4.2 考虑成对轴承磨损的主轴轴端径向跳动分析 |
| 3.5 精密数控车床主轴轴承磨损及径向跳动分析算例 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于kriging重要抽样方法的主轴系统可靠性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基础理论 |
| 4.2.1 应力-强度干涉模型 |
| 4.2.2 可靠性分析方法 |
| 4.2.3 Kriging模拟方法 |
| 4.3 基于Kriging重要抽样方法的结构可靠性分析方法 |
| 4.4 可靠性灵敏度分析的重要抽样方法 |
| 4.5 精密数控车床主轴系统可靠性及灵敏度分析算例 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、S_1-036A主轴车床液压系统的改进（论文参考文献）
- [1]基于多源信息融合的数控机床关键功能部件可靠性评估[D]. 孙博. 吉林大学, 2021
- [2]Vit1金属玻璃高速切削仿真及实验研究[D]. 张振鸿. 燕山大学, 2021(01)
- [3]薄盘类工件不平衡量在线逆向测算机理研究[D]. 李卓. 天津职业技术师范大学, 2021(06)
- [4]大型轧辊数控堆焊实验台研制及主要性能研究[D]. 芦晶晶. 辽宁工程技术大学, 2020(02)
- [5]摩擦焊机设计及其关键技术研究[D]. 赵旭东. 辽宁工业大学, 2020(03)
- [6]单晶锗微细切削加工温度场研究[D]. 李金乐. 昆明理工大学, 2020(04)
- [7]加工中心主轴系统可靠性综合应力加速模型研究[D]. 李晓旭. 吉林大学, 2019
- [8]机床固有能效要素获取方法及其应用研究[D]. 刘培基. 重庆大学, 2019
- [9]液体静压主轴热态特性研究与优化[D]. 尹承真. 中国工程物理研究院, 2019(01)
- [10]精密数控车床主轴系统精度保持可靠性计算方法研究[D]. 高通. 西安电子科技大学, 2018(02)