面向低碳制造的數(shù)控機床能量供給建模研究.pdf

1、機械加工廣泛應用于制造業(yè)并消耗了大量能量。研究表明準確計算機械加工工藝過程能耗是實現(xiàn)低碳制造的第一步。然而，機床能量供給模型和數(shù)據(jù)缺乏，導致機械加工能耗計算和優(yōu)化難以進行。本文以數(shù)控機床運動和材料去除為研究對象，提出了理論實驗相結合的能量供給建模方法，實現(xiàn)了對數(shù)控機床運動和材料去除能量供給的預測，能夠為機械加工能耗計算提供準確的數(shù)控機床能量供給數(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、回顧了國內外相關領域研究現(xiàn)狀并闡述了論文的主要研究內容和章節(jié)安排。
　　第二章:列舉數(shù)控機床運動，給出數(shù)控機床運動的能量供給建模方法及其對應的章節(jié);搭建了功率和切削力數(shù)據(jù)采集實驗裝置;實驗測量得到了基本運動、噴冷卻液、噴冷卻液啟動和自動換刀的功率和時間數(shù)據(jù)。
　　第三章:建立了面向多傳動鏈的主軸旋轉功率分段函數(shù)模型，實驗測量CK6153i數(shù)控車床不同傳動鏈條件下不同轉速的主軸旋轉功率，統(tǒng)計分析得到主軸旋轉功率模型;建立了主軸

3、旋轉加速能量供給關于加速前后主軸轉速的數(shù)學模型，針對理論模型系數(shù)難以獲得的問題，進一步提出主軸旋轉加速能量供給的實驗建模方法，并驗證了理論和實驗建模方法的有效性;建立了進給運動功率關于進給速度的二次函數(shù)模型，實驗測量CK6153i數(shù)控車床X、Z軸不同進給速度下的進給運動功率，統(tǒng)計分析得到進給運動功率模型;建立了快速進給能量供給關于進給距離的數(shù)學模型，進一步提出了快速進給能量供給的實驗建模方法，并驗證了理論和實驗建模方法的有效性。

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。應用正交實驗設計，選用45號鋼、6061鋁合金和QT500-7球墨鑄鐵進行外圓車削實驗，選用45號鋼進行平面銑削實驗，根據(jù)實驗結果進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已有模型進行對比，結果表明所得到的材料去除功率模型的預測精度高于其他模型。
　　第五章:選擇兩臺不同數(shù)控車床、一臺數(shù)控銑床和一臺加工中心進行實驗測試，根據(jù)實驗結果對數(shù)控機床能量供給建模