機床主軸系統(tǒng)的計算機輔助公差設(shè)計與優(yōu)化.pdf

1、當(dāng)今制造業(yè)瞬息萬變，如何在產(chǎn)品設(shè)計初期就確保初始設(shè)計方案的可靠性與正確性，是一個亟待解決的問題。主軸作為機床的核心功能部件，其性能一直是評價機床的工作性能的重要指標(biāo)。本文在分析國內(nèi)外計算機輔助公差設(shè)計和主軸系統(tǒng)公差設(shè)計現(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驗證了本次研究成果的準(zhǔn)確性和可靠性。本文主要研究內(nèi)容如下：
　　第

2、一章重點闡述了計算機輔助公差設(shè)計和主軸系統(tǒng)公差設(shè)計的研究現(xiàn)狀，分析總結(jié)了現(xiàn)階段中研究存在的問題，在此基礎(chǔ)上提出了本次研究的課題，最后對論文研究的主要內(nèi)容和論文框架作了簡要介紹。
　　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。同時研究了尺寸公差和形位公差約束的數(shù)學(xué)模型，著重對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義進行了詳細(xì)的表述。最后研究了敏感度、貢獻度

3、及常用公差分析方法，并對敏感度、貢獻度和統(tǒng)計法等的計算公式做了詳細(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)。
　　第三章研究對比了各種軟件開發(fā)平臺，然后選擇Matlab軟件為開發(fā)平臺，從軟件的功能模塊分析、軟件的設(shè)計流程、軟件的用戶界面等幾方面，詳盡的闡述了主軸系統(tǒng)公差分析軟件開發(fā)流程，為后面各類型主軸系統(tǒng)的公差分析提供了良好的工具和平臺。以某機床廠主軸系統(tǒng)為例，以機床廠經(jīng)驗法所得到的公差作為輸入?yún)?shù)，仿真檢驗其公差

4、設(shè)計效果，并以公差的貢獻度和敏感度為量化依據(jù)，對主軸系統(tǒng)的初始公差進行調(diào)整和優(yōu)化。最后以優(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，運用CAD軟件建立了主軸系統(tǒng)的三維幾何模型，并對其進行了結(jié)構(gòu)簡化。然后利用公差分析軟件CETOL6sigma，從分析目標(biāo)、各零件之間的運動副關(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