深孔轴线偏斜在线检测技术应用研究

发布时间：2024-02-05 20:13

　　随着深孔加工技术的应用由军工领域全面渗入民用产品制造,大长径比深孔零件的加工技术已成为重要零件制造的关键。由于深孔加工环境的特殊性与质量影响因素的多元性,导致在加工过程中发生难以预料的偏斜,因此孔轴线的偏斜已经成为衡量被加工孔质量重要的指标之一。高质量产品的需求促进了深孔加工质量控制技术的发展,而目前的检测方法均属于事后达标检测的修补手段,具有滞后性,因而深孔轴线偏斜在线检测成为质量控制的关键。本文分析研究了国内外深孔加工偏斜控制的现状,其次探究了孔轴线偏斜的机理,建立了深孔偏斜的力学模型与微分方程,确定出加工过程中的关键因素与偏斜的量值关系;论证了多种深孔加工偏斜与控制的检测手段,提出了一种在线连续实时检测的新方法;通过对最大误差的推理与误差敏感方向的确定,初步论证出其误差精度,然后针对此法,设计了测偏仪模型,并对模型进行了优化处理与运行调试;最后通过在枪钻及BTA钻深孔机床的试验及辅助数据处理器的开发与配套使用,完成了数据的后处理。针对孔轴线偏斜的机理,通过实际模型简化、力学模型的建立与有限元力学仿真及演绎推理法,掌握了偏斜过程,奠定了偏斜控制的基础;从建立测量模型与有限元磁法分析...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
        1.1.1 课题背景
        1.1.2 课题的目的及意义
    1.2 深孔加工检测技术发展概述
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状与趋势
    1.4 课题来源及主要的研究内容
        1.4.1 课题来源
        1.4.2 课题主要研究内容
2 深孔实体钻削孔轴线偏斜机理研究
    2.1 刀杆刚性不足对孔轴线偏斜的影响
    2.2 刀具初始偏斜量对孔轴线偏斜的影响
    2.3 钻杆及辅具自重对孔轴线偏斜的影响
    2.4 加工方式对孔轴线偏斜的影响
    2.5 工件初始端面倾斜对孔轴线偏斜的影响
    2.6 其它对孔轴线偏斜的影响因素
    2.7 深孔偏斜的力学模型的建立及分析
    2.8 本章小结
3 深孔轴线在线检测方法研究
    3.1 目前深孔偏斜主要检测方法
        3.1.1 射线深孔轴线检测法
        3.1.2 漏磁深孔轴线检测法
        3.1.3 电涡流深孔轴线检测法
    3.2 孔轴线偏斜超声在线检测法
        3.2.1 超声检测探头与耦合
        3.2.2 超声检测前速度的设定
        3.2.3 超声检测法的方案研究
    3.3 测点分布确定及测量数据关系的建立
        3.3.1 测量分布方式的确定
        3.3.2 误差敏感方向的确定
        3.3.3 测量中系统误差的估计
    3.4 超声检测在深孔测偏的可行性分析
    3.5 本章小结
4 测量系统结构设计与性能分析
    4.1 超声波探头模型的建立
    4.2 测偏仪结构分析
    4.3 高效设计方法研究
    4.4 测偏结构设计的过程
    4.5 设计矩阵解耦
    4.6 测偏仪的结构优化
        4.6.1 测偏结构力学性能的分析
        4.6.2 测量装置力学性能分析
        4.6.3 测偏仪的制作
        4.6.4 传动机构的设计
        4.6.5 电机驱动与控制
    4.7 本章小结
5 在线测量实证研究
    5.1 不同测量方式下误差分离法的研究
        5.1.1 反向法
        5.1.2 多步法
        5.1.3 多点法
    5.2 数据处理器系统开发
        5.2.1 系统原理设计
        5.2.2 系统电源电路设计
    5.3 试验设备及内容
        5.3.1 枪钻系统实验
        5.3.2 BTA钻系统实验
    5.4 实验数据处理
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
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