一、基于静刚度的变轴数控机床加工误差仿真研究（论文文献综述）
董婉娇[1]（2021）在《超精密竖直静压滑台设计及其精度控制方法研究》文中提出随着航空、航天和国防建设的快速发展,对高端装备及其关键件的小型化、轻量化、精细化和整体化要求越来越高。以国家急需的高性能惯性导航关键件整体式双平衡环挠性接头为例,其关键特征的细颈厚度只有30～50μm,尺寸与形位公差精度大多为1～2μm。但加工整体式双平衡环挠性接头等产品关键工序的超精密数控机床几乎全部依赖进口,极大制约了我国战略性新兴产业和国防建设的发展。因此,加快研制支持微纳加工精度的超精密数控机床已显得十分必要和紧迫。超精密竖直滑台是实现超精密数控机床进给运动和进给精度的关键基础部件,是超精密数控机床最关键的组成部分。竖直滑台及其主轴等部件的运动方向与其重力方向一致,受力与工况条件复杂,制造难度极大,是制约我国高档数控机床发展的主要技术瓶颈之一。本文以超精密、大负载、高稳定性竖直液体静压滑台为研究对象,重点解决和攻克超精密竖直静压滑台的机械结构设计、静压支承设计理论,以及超精密运动精度控制方法三方面的难题。论文主要研究工作及成果概括如下:（1）提出了一种整体式静压滑块和整体式立柱组成的超精密竖直静压滑台新结构、不等面积的多油垫静压支承结构及其混联式控制（HFC）方法。超精密竖直静压滑台新结构为整体式竖直静压滑台结构（IVHS）。IVHS是一种将静压滑台与立柱相结合的整体式静压滑台结构,其中包括了将动滑块、随动滑块、油路、静压油垫、节流器及油膜压力测量系统集为一体的整体式静压滑块。不等面积的多油垫静压支承结构及其HFC方法主要用于降低竖直滑块因倾覆力矩产生的前倾量,以及导轨弹性变形对油膜厚度的直接影响。不仅有效地提高了超精密竖直静压滑台的结构刚度、动态稳定性和重复定位精度,而且显着提升了超精密滑台的可制造性。（2）提出了变油膜厚度薄膜式（OFTV）静压支承计算方法。OFTV静压支承计算模型包括了系统误差驱动下的油膜厚度计算模型、变油膜厚度薄膜式润滑理论模型和面向竖直静压滑台的动力学计算模型三部分。建立了静压滑台承载能力、静刚性、抗振性、快速响应性及热稳定性等工作性能的评价指标及其计算模型,建立了等效油膜厚度、封油边尺寸、流量比、供油压力和运动速度五个设计参数与滑台工作性能的预测模型,并形成了基于设计参数的超精密竖直静压滑台性能控制方法,即,当五个设计参数中的供油压力足够小,且其它四个设计参数满足油膜液阻的倒数与节流器液阻之差正向趋于零的条件时,可以获得静压滑台性能综合最优的效果。超精密竖直静压滑台性能预测模型、控制模型与方法已在超精密竖直静压滑台的调试和测试中得到了验证。（3）提出了基于移动反射信号（MRS）的两轴联动误差测量方法,解决了球杆仪难以用于小范围联动误差的精密测量难题。构建了基于因子分解机（FM）的精度控制模型,实现了有限测量数据下两轴联动的高精度插补。测量得到超精密竖直静压滑台的定位精度为0.137μm,重复定位精度为0.083μm,联动误差为0.439μm。测量和补偿结果表明,相对插值算法,采用FM算法可使圆度精度和垂直度精度分别提高63%和34%。以上相关研究及其成果,已用于超精密曲面数控机床的研制及其精度测试实践。以典型的航天关键件为背景,设计了测试超精密竖直静压滑台,以及超精密曲面数控机床加工精度的试件。其中,构造了加工阶梯表面的试件1,以测试并评价超精密竖直静压滑台的工作性能。加工测量结果表明,三个阶梯面加工后的尺寸精度为IT1,平面度和平行度的精度为2级。以航天惯性仪表关键件为基础,构造了具有梯形键的试件2,通过加工并测量梯形键斜面的角度误差,评价超精密竖直静压滑台与水平移动轴的联动工作性能。加工测量结果表明,梯形键斜面与测量基准面的最大、最小夹角分别为78.39°和78.55°,满足斜面与测量基准面夹角78.45±0.1°的设计要求。根据整体式双平衡挠性接头细颈的设计要求,加工挠性接头上一组两个直径为1.6 mm小孔形成的细颈。经测量,挠性接头的四组细颈加工后的最大、最小尺寸分别为40.8μm和40.0μm,即细颈尺寸的一致性为0.8μm,满足了细颈尺寸为40±1μm、一致性为2μm的设计要求。综上所述,本文提出的相关理论、方法、技术,以及研制的数控装备为实现整体式双平衡环挠性接头等高性能导航关键件的精密制造提供了坚实、自主可控的工作基础。对发展我国战略性新兴产业和国防建设,提高我国自主研发超精密数控机床等高端装备,以及研制航天航空关键件的能力具有重要意义。
丁超[2]（2021）在《高速电主轴设计关键指标分析及特性影响研究》文中研究指明随着制造技术的快速发展,高速高精密数控机床已经逐渐成为机械制造领域的核心装备。作为数控机床核心功能部件的高速电主轴,其性能的好坏将会直接影响零件加工过程中的稳定性和可靠性。为了进一步提高数控机床的加工性能,对电主轴设计过程中关键指标分析及特性影响研究显得尤为重要。因此,本文以高速电主轴为研究对象,进行了以下内容研究:对高速电主轴结构特点进行了分析,得到了影响电主轴性能的关键指标,包括支撑特性、配合关系以及静-动态特性。基于赫兹接触理论,建立了角接触球轴承在轴向预紧力作用下的受力模型,得到了轴向预紧力与轴承接触角、接触载荷和接触位移之间的关系。同时分析了预紧力与轴承温升、寿命和刚度之间的关系以及轴承在高速旋转时其内部滚动体与内、外圈之间的相对位置关系和受力情况。基于弹性力学,对角接触球轴承内圈与主轴、轴承外圈与轴承座之间的配合关系进行了分析,得到了轴承在配合面处的接触应力和径向位移,揭示了配合公差对轴承接触角和刚度的影响;对电机转子与主轴之间的配合关系进行了分析,得到了电主轴分别在不同转速下过盈量和应力分布的规律;对加工误差、装配误差和热误差进行了分析,探索了不同工况条件对高速电主轴配合关系的影响。基于材料力学和转子动力学,对高速电主轴静-动态特性及其影响因素进行了分析,得到了主轴静刚度与轴承预紧力、主轴跨距以及悬伸量之间的关系。并通过有限元对电主轴模态和谐响应进行了仿真,探讨了电主轴动态性能在不同预紧力、主轴跨距和悬伸量下的变化规律。
杨泽[3]（2021）在《摆线齿轮磨削机床结构有限元分析及优化设计研究》文中研究指明随着近年来国防、工业机器人产业以及航空航天技术的快速发展,推动了精密机床向着高速、高效、高精度方向迈进。工业机器人领域是确保下阶段智能化快速发展的核心领域,其中摆线轮是工业机器人组成部件摆线针轮减速器中的关键零件。现阶段我国通常采用齿轮专用加工磨床中的摆线齿轮磨削机床,作为摆线轮的加工设备,但是加工效率及精度与国外仍有较大差距,其原因之一在于机床结构刚度和抗振性能的不足,同时在优化摆线齿轮磨削机床的刚度、抗振性、稳定性时,如何实现零部件的轻量化和结构的最佳布局是当前所面临的一项技术难题。因此本课题针对摆线齿轮磨削机床结构的刚度、抗振性以及质量进行优化,首先设计出整机结构,同时基于结构动力学、变密度拓扑优化、仿生学、静力学分析理论以及灵敏度分析理论,开展了以下研究:分析了摆线齿轮磨削机床的加工原理,对比了展成法与成形法的优劣之处;结合实际工况计算了摆线齿轮磨削机床加工时所产生的磨削力,完成了整机的有限元模型建立,采用有限元软件中的拓扑优化模块求解出最优结构框架。通过分析王莲所属睡莲科植物所展现的良好力学特性,采用模糊数学中的模糊相似理论来验证王莲与机床立柱之间的相似性,证明了选择王莲为机床立柱仿生原型生物的科学性,从而设计出包含主筋脉、次级筋脉、三级筋脉的仿生型筋板布局,重构出仿生型立柱的三维模型。经过多目标遗传算法对整机各部件结构进行优化,筛选出动静态性能都较为优秀的结构尺寸,并且经过有限元分析对比,在相同边界条件下,优化后的各零件动静态性能均有不同程度的提升,并且结构质量均有不同程度的降低。通过模态力锤敲击实验验证了优化后结构的固有频率获得了提升,同时有限元仿真结果与模态力锤敲击实验结果的发展趋势相吻合,证实了摆线齿轮磨削机床优化后结构的刚度与抗振性得到提升。
文翠芳[4]（2020）在《教学型数控微型铣床的研究与设计》文中进行了进一步梳理目前,我国机电类职业技术院校数控加工实训教学多采用工业数控机床设备来进行教学,存在着设备投入大,教学成本高、效率低等方面问题。为解决上述问题,本课题研究开发了用于数控加工实训教学并具有结构简单、操作容易及成本较低特点的教学型数控微型铣床,主要研究工作如下:1.研究总结国内外数控微型铣床相关资料,结合本课题设计要求,对教学型数控微型铣床进行总体方案设计,确定了机床总体布局及立式单立柱结构形式。对机床整机结构以及主轴系统、进给系统、基础部件和辅助装置进行具体设计,并对主轴抱夹、主轴垫块、配套夹具进行了创新设计;采用CAXA设计软件完成机械部分的三维建模,并完成微型铣床的零部件加工装配。进行控制系统方案设计以及控制器与数控系统选型设计、主轴和步进电机驱动器选型设计、控制箱布局及面板设计,并完成控制箱制作及控制系统的搭建。完成了机械系统与控制系统联调。2.运用ANSYS软件对微型铣床的整机及主要机械部件进行静力学分析和模态特性分析,将机床三维模型导入ANSYS软件中,进行静态分析得到其静刚度和静态下的应力分布情况,进行模态分析得到其前六阶模态的固有频率和振型,校验所设计的微型铣床达到静态和动态的设计要求。3.进行了微型数控铣床的精度测试及实际样件加工实验,利用激光干涉仪检测微型机床的定位精度和重复定位精度,利用样件加工实验检验机床的加工精度、可操作性及与数控实训教学的融合性,所设计教学型数控微型铣床机床可满足各职业院校数控专业教学需求,具有较强实用性。
赵学茹[5]（2020）在《数控机床角度头建模及振动特性分析》文中研究指明近些年,我国数控加工技术发展迅速,机械制造和自动化工艺水平不断提高,对数控机床的加工范围和复杂程度等功能要求越来越全面。重点制造领域的需求典型结构部件一般以薄壁的复杂曲面为主要加工产品,它们的结构复杂,加工精度要求很高,加工技术也很困难,导致对开展加工任务的数控机床有较高的性能要求。在此其中,较为关注的一项就是数控机床附件的使用。为适应不同加工的需要,常利用不同机床附件来扩大数控机床的加工范围,如平口钳、刀库、平旋盘、数控回转工作台和角度头等。本文以角度头为研究对象,建立了基于有限元的机床角度头三维模型,以有限元分析软件ANSYS Workbench为工具,模拟实际工况与相应边界条件,添加约束并施加载荷。对角度头进行了静力学和动力学特性分析,为角度头的设计和数控机床设备的智能维护提供支撑。在传统铣削力模型的基础上,结合力的平移定理以及空间力系的平衡方程,计算得出不同机床加工参数所对应的不同工况下的X、Y、Z方向的铣削力,提供载荷边界条件给后续角度头的静力学、动力学特性的研究分析。然后对角度头进行静力学分析。利用Solidworks软件建立角度头的三维实体模型,导入到ANSYS Workbench有限元分析软件中。根据角度头的真实受力状况,以远程力的施加形式,分析了角度头在重力以及铣削力的作用下的静力变形和角度头壳体的刚度验证,并且采用线性拟合的方法,建立了角度头敏感方向的铣削力和变形量之间的相互对应关系,求解出了角度头敏感方向的静刚度,验证计算得出的结果与仿真得出的结果相符。获得角度头最大变形量以及壳体最大等效应力随着铣削深度、走刀量以及铣削速度等参数改变的变化规律,为提高实际的加工效率提供了参考意见。最后对角度头进行动力学分析。依据传统动力学分析理论对角度头进行模态分析,得到角度头模型前六阶的固有频率和模态振型。接着,对角度头进行动态谐响应分析,得到了角度头与刀具连接处中心的位移响应曲线和动刚度。并且由谐响应分析得到的共振频率值计算得到对应的转速值,为实际数控机床生产加工转速值的选取提供参考,为角度头的减振降噪提供支撑。
刘艳兵[6]（2020）在《机床主轴回转精度建模与精度互补偿设计》文中研究表明机床主轴回转精度是决定机床加工精度的核心原因之一,研究分析主轴系统回转精度及影响因素并采取合适的方法减小误差,可以显着提高机床的加工质量。在目前制造业领域追求精密及超精密加工的大背景下,为响应国家对装备制造业提出的要求,推动我国制造业高速发展,提高机床主轴回转精度是很有必要且必需的。本文在分析国内外学者对主轴技术研究的基础上,分析目前发展存在的不足,提出“机床主轴回转精度建模与精度互补偿设计”研究课题。以MATLAB为主要工具建立主轴回转精度数学模型,分析各误差因素对主轴回转精度的影响规律,并设计了可视化仿真分析界面,对回转精度影响较大的误差进行优化,提出精度互补偿方法,并编制了精度互补偿软件分析系统。本文的主要研究工作如下:第一,以常见的双支承主轴结构为研究对象,通过对主轴物理结构的分析及简化,分析其误差源,并以多体系统理论及齐次坐标变换为基本原理,描述主轴误差运动形式及误差传递关系,建立主轴系统六个自由度方向的误差运动数学模型。第二,利用建立的主轴回转精度数学模型,结合误差评定方法,分析各主要误差因素对主轴端面径向跳动的影响规律,以径向跳动值大小作为评价主轴回转精度的标准,并量化的分析各误差因素对主轴回转精度的影响规律。第三,为了使得各误差因素规律分析过程更方便、分析效率更高、影响结果更直观,基于MATLAB-GUI编制了各误差因素对主轴回转精度影响的可视化仿真界面,利用此界面可方便实现对各种误差条件下的主轴回转精度进行分析。第四,各误差源对主轴回转精度的影响程度是不同的,用误差影响系数表示其影响程度。通过误差影响系数分析,得到对主轴回转精度影响较大的误差。根据分析结果发现主轴系统部件间存在误差抵消的现象,称此现象为误差互补偿,在此基础上提出了定偏移量误差互补偿方法和定跨距误差互补偿方法,结合主轴实际设计结构选择定跨距误差互补偿作为回转精度互补偿设计方法,并编制工具软件进行可视化分析,对出现相互抵消的误差部分进行误差互补偿研究,从而减小主轴系统误差总量,提高主轴回转精度。
庞涛[7]（2020）在《基于深度学习的五轴机床变姿态下动力学特性预测》文中指出五轴数控机床是一款高精尖的制造设备,可用于精密制造,被广泛应用于航海、航空航天、高精密医疗设备等领域。五轴数控机床除了拥有三轴数控机床的三个平动轴外,又增加了两个旋转轴,扩大了加工范围,使得其可以加工复杂曲面及高精尖零件,但同时也带来了动力学特性弱化的问题。五轴数控机床的摆动轴和转动轴是五轴机床的核心组成部分,它的动力学特性将影响加工稳定性,零件精度和表面粗糙度。在不同的加工位姿下,由于摆动轴或转动轴的中心质量发生偏移,其动力学特性会发生显着的变化。因此,研究五轴数控机床的动力学特性,构建动力学特性在工作空间内的分布规律,对提高机床加工的稳定性,提高零件的加工精度有重要意义。本文的主要研究内容如下:（1）五轴机床工作空间内动力学特性建模分析。以摇篮转台型五轴数控机床为研究对象,根据其拓扑结构构建动力学模型、推导动力学方程式,获得五轴机床加工空间内动力学分布规律;利用有限元建模分析方法对机床连接节点处进行理想化的近似处理,通过变姿态下的有限元仿真实验,定性的分析五轴机床不同姿态下的动力学特性分布。（2）五轴机床变姿态下动力学特性测试系统研究。针对五轴数控机床的结构特点,明确机床动力学特性测试的目标参数,研究机床变姿态下的激振信号设计,制造一款五轴机床变姿态下的激振测试仪器,分析激振仪器对实验测量结果的影响,完成五轴机床动力学特性测试系统的设计与搭建。（3）基于深度学习的动力学特性建模算法研究。根据深度学习理论构建动力学特性预测模型,明确所用神经网络类型、设计神经网络架构、研究神经网络算法,完成动力学特性预测算法建模,获得机床变姿态下的动力学特性分布规律,利用迁移学习模型获得同类型机床变姿态下的动力学特性分布规律。（4）五轴机床变姿态下动力学特性测试实验。根据摇篮转台型五轴数控机床的工作空间搭建激振测试系统,完善激振测试信号的数据处理过程和系统参数识别方法;运用所设计的激振测试仪器完成对五轴数控机床的激振测试实验,获得实验机床的动力学特性分布规律。
李崇青[8]（2020）在《三轴数控铣床轻量化设计》文中进行了进一步梳理随着智能时代的到来,智能工厂广泛推行。智能工厂即工厂无人化、自动化,其基础之一就是数控技术的快速发展。为了适应当代制造业加工要求和提高市场竞争力,数控机床的应用范围随着时代不断地扩大,进而不断地改进技术以满足需求。对于小型加工和更换加工环境方面,小型机床具有得天独厚的优势,但是机床结构优化程度不足,影响机床精度。为了满足精密加工的要求,需要对机床进行轻量化优化,以达到更好的机床精度和性能。相比较于传统数控系统所暴露出来的功能不全和人机交互界面不够人性化等问题,开放式数控有突出优势,且有利于提高数控系统柔性。基于ANSYS有限元分析理论和轻量化设计理念,借助分析软件和优化方法对机床关键部件进行设计及优化,并采用结合运动控制器和PC工控机的半闭环控制系统,在Windows系统中二次开发一套全新的开放式数控软件,进而完成一台开放式数控铣床的全部设计。首先,根据机床设计要求,对机床整机结构布局和关键部件的材料与结构进行设计,并对精度部件进行校核验证。其次借助workbench软件对主轴、横梁、立柱以及整机的静动态特性进行分析。从静刚度、强度、固有频率方面,验证所设计机床是否满足要求,寻找结构中的薄弱点和需要避免的问题,为后续优化提供方向。然后引入多目标优化设计方法和灵敏度理论。采用自响应面和NSGA-II算法的多目标法分别对机床横梁进行轻量化优化设计,并且以总变形量、质量和一阶模态频率作为目标函数进行对比,确定最佳优化方法和优化后结构参数。并且采用拓扑优化和多目标法对立柱进行轻量化优化,根据目标函数,确定最优结构。接着对轻量化后机床重新装配分析,以刚度、强度以及模态频率作为标准,和原机床进行对比,验证优化效果。最后进行了开放式数控系统开发设计,系统硬件部分根据实际机床所需要的要求进行比较和配置,对工控机、伺服系统和运动控制器进行选型并完成搭建。软件部分对开发平台和开发软件进行选择,确定数控系统框架,研究程序编程逻辑,以实现人机交互界面、代码仿真模块和文件管理模块的功能。
马天柱[9]（2020）在《基于整机静刚度匹配的精密卧式加工中心结构件质量研究》文中研究说明在众多影响机床整机动态特性的因素中,结构件质量合理分布是研究的关键;将探索出的最佳结构件质量分布关系应用于机床总体设计阶段,可大幅缩短机床后续设计周期提升设计效率;传统的机床设计方法没有有效的对机床结构件质量分布与整机动态特性的关系进行定量化评价。针对上述问题,本文的研究内容及结论如下:1.建立基于iSIGHT的CAD/CAE多学科仿真平台,综合利用iSIGHT软件提供的试验设计、响应面模型和优化方法,构建出一套研究机床质量分布流程化的方法。2.利用整机静刚度数学模型和MATLAB工具箱中的非线性fmincon函数,匹配出满足给定整机末端静刚度值的各结构件的静刚度值。利用搭建的仿真平台,设计出与满足匹配结构件静刚度值的内部结构尺寸。3.将框中框结构精密卧式加工中心作为理论研究模型,建立其3D动力学数学模型,并利用该模型分析床身、立柱、动框和滑台质量与整机动态特性之间的关系,得出结构件质量变化影响整机动态特性的方式。4.基于iSIGHT的CAD/CAE多学科仿真平台,并依据试验设计,拟合得到了机床结构件质量与整机前五阶固有频率的响应面模型,以该响应面模型为目标函数,利用NSGA-II算法优化得到机床结构件最佳质量比。为验证本文研究结果的有效性,重构整机质量分布后,整机前五阶固有频率得到提升的同时也实现了机床的轻量化设计。
聂应新[10]（2019）在《高精度卧式加工中心设计关键技术研究》文中研究说明高精度卧式加工中心设计关键技术是高档数控机床的共性关键技术。开展这些技术研究,对推动我国高档数控机床技术的发展具有重要的现实意义。为此,本文依托国家863课题研制一种高精度卧式加工中心样机。在整机结构设计、伺服进给系统、高精度电主轴、静压支承力矩电机驱动转台的设计关键技术方面进行深入系统的研究。主要研究工作如下:根据课题需要,确立机床的总体布局。利用正向设计方法,阐明机床的末端与零部件之间误差关系及静刚度关系模型,进行机床静刚度优化匹配,确定机床导轨、丝杠型号;以各部件的静刚度为约束,对各结构大件进行优化设计,实现从上到下的整机结构高刚度轻量化设计。基于滚珠丝杠副直线进给系统双向重复定位精度、反向差值及传动误差模型分析,提出一种滚珠丝杠副直线进给系统双向重复定位精度及反向差值预估方法。同时,说明提高系统位置精度的技术措施。获得进给系统电机惯量与负载惯量的最优匹配关系、丝杠最优导程、进给系统不产生爬行的最小临界速度,提出一种综合考虑滚珠丝杠副进给系统动态特性、最优导程、重复定位精度等因素的优化设计方法,并对该样机的进给系统进行设计。研制完成一种内装电机直驱后置式分体主轴单元。对主轴单元的传动方式、轴承选择、轴承的支撑组合、轴承安装定位方式、电机与主轴的配合过盈量、轴承与主轴的配合过盈量及主轴单元的动平衡技术进行研究。揭示主轴与电机转子配合过盈量设计的关键要素、主轴与轴承内圈配合过盈量设计的关键要素。设计主轴单元的冷却润滑系统,同时对主轴单元进行热仿真。研制完成一种静压支承力矩电机直驱高精度数控转台。建立数控转台用带可自动调节缝隙节流的封闭式静压轴承的油垫流量、刚度、油垫的摩擦功率损耗、油膜间隙等技术指标的设计计算模型。获得最小功率损耗下的最优油膜间隙、系统所需的流量、功率损耗、油膜刚度随负载的变化、负载范围等关键指标;明确带可自动调节缝隙节流的封闭式静压轴承的设计计算方法与流程;设计开发一种静压支承力矩电机直驱高精度数控转台及其液压控制系统。以这些研究成果为支撑,对研制的精密卧式加工中心样机进行测试,验证这些设计方法的科学性。
二、基于静刚度的变轴数控机床加工误差仿真研究（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、基于静刚度的变轴数控机床加工误差仿真研究（论文提纲范文）
（1）超精密竖直静压滑台设计及其精度控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及重要意义 |
| 1.3 国内外相关研究现状与分析 |
| 1.3.1 超精密竖直滑台的研究现状与分析 |
| 1.3.2 静压导轨结构及其流量控制方法的研究现状与分析 |
| 1.3.3 静压滑台工作性能优化方法研究现状与分析 |
| 1.3.4 静压滑台运动精度控制方法研究现状与分析 |
| 1.3.5 相关研究的综合评述 |
| 1.4 研究目标及主要研究内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 1.5 论文的章节安排 |
| 第二章 超精密整体式竖直静压滑台的设计 |
| 2.1 整体式竖直静压滑台的结构设计 |
| 2.1.1 整体式立柱及静压滑块的设计 |
| 2.1.2 悬臂板导轨的设计 |
| 2.1.3 整体式竖直静压滑台的结构仿真研究 |
| 2.1.4 悬臂板导轨的仿真分析与实验验证 |
| 2.2 多油垫静压支承的结构设计及其流量控制方法研究 |
| 2.2.1 不等面积的多油垫静压支承结构设计 |
| 2.2.2 多油垫静压支承的混联式流量控制方法研究 |
| 2.2.3 混联式控制的多油垫静压支承的仿真研究 |
| 2.3 其它关键部件的设计 |
| 2.3.1 预压预调式单面薄膜反馈节流器的工作原理 |
| 2.3.2 驱动及位置检测系统的设计 |
| 2.3.3 竖直静压滑台重力平衡及自锁系统的设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 变油膜厚度的静压滑台工作性能综合控制方法研究 |
| 3.1 变油膜厚度的静压支承设计理论与模型构建 |
| 3.1.1 考虑系统误差的变油膜厚度计算模型构建 |
| 3.1.2 变油膜厚度的薄膜式润滑理论模型构建 |
| 3.1.3 竖直静压滑台的动力学计算模型构建 |
| 3.2 变油膜厚度的静压滑台工作性能预测模型构建 |
| 3.2.1 承载力预测模型构建 |
| 3.2.2 刚度预测模型构建 |
| 3.2.3 动刚度预测模型构建 |
| 3.2.4 快速响应时间预测模型构建 |
| 3.2.5 温度预测模型构建 |
| 3.3 静压滑台工作性能综合控制与实验验证 |
| 3.3.1 静压滑台工作性能的综合优化模型构建 |
| 3.3.2 设计参数对静压滑台关键指标的影响研究 |
| 3.3.3 静压滑台综合性能控制方法研究 |
| 3.3.4 静压滑台工作性能的测试实验 |
| 3.3.5 静压滑台工作性能的优化结果与结论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 超精密竖直静压滑台的精度测量与控制方法研究 |
| 4.1 考虑工况的竖直静压滑台运动精度控制方法研究 |
| 4.1.1 运动误差的检测与评价方法 |
| 4.1.2 考虑温度变化的运动精度控制方法研究 |
| 4.1.3 考虑工作速度的运动精度控制方法研究 |
| 4.1.4 考虑温度和速度变化的运动精度控制方法研究 |
| 4.2 小尺寸圆的两轴联动精度测量与控制方法研究 |
| 4.2.1 基于移动反射信号的两轴联动误差测量方法研究 |
| 4.2.2 两轴联动误差评价方法研究 |
| 4.2.3 两轴联动精度控制方法及实验验证 |
| 4.3 基于因子分解机(FM)的精度控制方法研究 |
| 4.3.1 FM理论及其算法研究 |
| 4.3.2 考虑实际工况的两轴联动精度控制模型构建 |
| 4.3.3 基于FM的运动轴精度控制实验与结论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 超精密曲面数控机床的应用测试与评价 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 超精密竖直静压滑台加工精度的测试与评价 |
| 5.2.1 考察静压滑台加工精度的试件设计 |
| 5.2.2 静压滑台加工精度测试与结果分析 |
| 5.3 竖直静压滑台与其它轴的联动加工精度测试与评价 |
| 5.3.1 考察两轴联动加工精度的试件设计 |
| 5.3.2 两轴联动加工精度测试与结果分析 |
| 5.4 挠性接头细颈加工及其精度评价 |
| 5.4.1 挠性接头特征及其精度要求 |
| 5.4.2 挠性接头细颈加工及其精度分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附件1 试件1尺寸精度原始测量报告 |
| 附件2 试件2关键特征值原始测量数据报告 |
| 攻读博士期间参与的科研项目及发表的学术论文 |
| 致谢 |
（2）高速电主轴设计关键指标分析及特性影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外高速电主轴设计研究概述 |
| 1.2.1 高速电主轴轴承研究概述 |
| 1.2.2 高速电主轴配合关系研究概述 |
| 1.2.3 高速电主轴静-动态特性研究概述 |
| 1.3 本课题研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 高速电主轴设计关键指标分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 高速电主轴整体结构特点分析 |
| 2.3 高速电主轴设计关键指标分析 |
| 2.3.1 支撑特性 |
| 2.3.2 配合关系 |
| 2.3.3 静-动态特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 高速电主轴角接触球轴承分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 角接触球轴承主要结构参数 |
| 3.3 赫兹接触理论 |
| 3.4 角接触球轴承在预紧力作用下的分析 |
| 3.4.1 预紧力与轴承生热之间的关系 |
| 3.4.2 预紧力与轴承使用寿命之间的关系 |
| 3.4.3 预紧力与轴承刚度之间的关系 |
| 3.5 角接触球轴承拟动力学分析 |
| 3.5.1 轴承滚动体受力平衡方程 |
| 3.5.2 轴承内圈受力平衡方程 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 高速电主轴配合关系的理论研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 角接触球轴承配合关系的理论研究 |
| 4.2.1 配合关系理论分析 |
| 4.2.2 角接触球轴承与主轴和轴承座之间配合关系分析 |
| 4.2.3 配合关系对轴承内部结构参数的影响 |
| 4.3 电机转子与主轴配合关系的理论研究 |
| 4.3.1 静态下配合关系分析 |
| 4.3.2 动态下配合关系分析 |
| 4.3.3 热对配合关系的影响 |
| 4.4 不同工况条件对高速电主轴配合关系的影响 |
| 4.4.1 加工误差对电主轴配合关系的影响 |
| 4.4.2 装配误差对电主轴配合关系的影响 |
| 4.4.3 热误差对电主轴配合关系的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 高速电主轴静-动态特性及其影响因素研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 高速电主轴静态特性分析 |
| 5.2.1 电主轴静刚度计算 |
| 5.2.2 电主轴静态特性的影响因素分析 |
| 5.2.3 改善电主轴静态特性的措施 |
| 5.3 高速电主轴动态特性分析 |
| 5.3.1 高速电主轴模态分析 |
| 5.3.2 高速电主轴谐响应分析 |
| 5.3.3 改善电主轴动态特性的措施 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文情况 |
| 致谢 |
（3）摆线齿轮磨削机床结构有限元分析及优化设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究背景及意义 |
| 1.2.1 课题研究背景 |
| 1.2.2 课题研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 摆线轮磨削机床国内外研究现状 |
| 1.3.2 有限元法应用在机床结构优化中的研究现状 |
| 1.3.3 结构优化方法应用于机床优化中的研究现状 |
| 1.4 课题主要研究目的 |
| 1.5 课题主要研究内容及技术路线 |
| 2.摆线齿轮磨削机床有限元模型建立与分析 |
| 2.1 摆线齿轮磨削机床工作原理及结构 |
| 2.1.1 摆线齿轮磨削机床加工原理 |
| 2.1.2 摆线齿轮磨削机床结构 |
| 2.2 摆线齿轮磨削机床有限元模型建立 |
| 2.2.1 摆线齿轮磨削机床三维模型导入 |
| 2.2.2 各零部件材料属性以及网格单元划分 |
| 2.2.3 摆线齿轮磨削机床边界条件设定 |
| 2.2.4 摆线齿轮磨削机床磨削力计算 |
| 2.3 摆线齿轮磨削机床整机静动态分析 |
| 2.3.1 摆线齿轮磨削机床静态分析 |
| 2.3.2 摆线齿轮磨削机床动态分析 |
| 2.4 摆线齿轮磨削机床磨削部分有限元分析 |
| 2.4.1 机床磨削系统静态分析 |
| 2.4.2 机床磨削系统动态分析 |
| 2.5 摆线齿轮磨削机床立柱有限元分析 |
| 2.5.1 机床立柱的静态分析 |
| 2.5.2 机床立柱的动态分析 |
| 2.6 摆线齿轮磨削机床回转工作台有限元分析 |
| 2.6.1 回转工作台的静态分析 |
| 2.6.2 回转工作台的动态分析 |
| 本章小结 |
| 3.基于静动态分析机床零件的结构拓扑优化 |
| 3.1 拓扑优化方法概述 |
| 3.2 拓扑优化问题及其数学模型建立 |
| 3.2.1 静刚度拓扑优化数学模型 |
| 3.2.2 固有频率拓扑优化数学模型 |
| 3.3 摆线齿轮磨削机床磨削部分拓扑优化 |
| 3.3.1 拓扑优化前处理 |
| 3.3.2 拓扑优化结果 |
| 3.4 摆线齿轮磨削机床立柱的拓扑优化 |
| 3.4.1 拓扑优化前处理 |
| 3.4.2 拓扑优化结果 |
| 3.5 摆线齿轮磨削机床回转工作台拓扑优化 |
| 3.5.1 拓扑优化前处理 |
| 3.5.2 拓扑优化结果 |
| 本章小结 |
| 4.基于植物结构的立柱内部筋板仿生设计 |
| 4.1 仿生优化理论基础 |
| 4.2 结构仿生优化流程 |
| 4.3 相似度评价标准 |
| 4.4 王莲叶脉与立柱的相似度评价 |
| 4.5 摆线齿轮磨削机床立柱内部筋板仿生结构设计 |
| 本章小结 |
| 5.基于灵敏度分析的机床结构尺寸优化 |
| 5.1 灵敏度分析理论基础 |
| 5.2 摆线齿轮磨削机床磨削部分的尺寸优化 |
| 5.2.1 砂轮左支撑架的参数化模型及灵敏度分析 |
| 5.2.2 中心复合试验设计 |
| 5.2.3 基于Kriging函数的响应面模型 |
| 5.2.4 遗传算法的优化设计 |
| 5.2.5 优化结果对比分析 |
| 5.3 摆线齿轮磨削机床立柱部分的尺寸优化 |
| 5.3.1 机床立柱的参数化模型及灵敏度分析 |
| 5.3.2 中心复合试验设计 |
| 5.3.3 基于Kriging函数的响应面模型 |
| 5.3.4 遗传算法的优化设计 |
| 5.3.5 优化结果对比分析 |
| 5.4 摆线齿轮磨削机床回转工作台的尺寸优化 |
| 5.4.1 小转台支座的参数化模型及灵敏度分析 |
| 5.4.2 中心复合试验设计 |
| 5.4.3 基于Kriging函数的响应面模型 |
| 5.4.4 遗传算法的优化设计 |
| 5.4.5 优化结果对比分析 |
| 5.5 RP快速成型工艺验证 |
| 5.5.1 工艺选择 |
| 5.5.2 模型制作 |
| 5.5.3 动态固有频率实验 |
| 5.5.4 结果分析 |
| 本章小结 |
| 6.结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录:攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（4）教学型数控微型铣床的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究背景 |
| 1.1.3 课题研究意义 |
| 1.2 国内外研究状况 |
| 1.2.1 国外研究状况 |
| 1.2.2 国内研究状况 |
| 1.3 本课题的主要研究内容 |
| 第二章 教学型数控微型铣床总体方案 |
| 2.1 机床技术参数确定 |
| 2.2 机床总体结构方案 |
| 2.2.1 微型数控铣床机械结构方案 |
| 2.2.2 微型数控铣床控制系统方案 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 数控微型铣床本体及控制系统设计 |
| 3.1 数控微型铣床主轴系统设计 |
| 3.1.1 机床Z轴总成 |
| 3.1.2 机床主轴组件设计 |
| 3.1.3 机床电主轴设计 |
| 3.1.4 机床主轴夹具结构创新设计 |
| 3.2 数控微型铣床进给系统设计 |
| 3.2.1 进给系统驱动电机设计 |
| 3.2.2 导轨及丝杠设计 |
| 3.3 数控微型铣床基础支承件和辅助部件设计 |
| 3.3.1 XY轴工作台设计 |
| 3.3.2 底座及立柱设计 |
| 3.3.3 辅助部件设计 |
| 3.4 数控机床控制系统设计 |
| 3.4.1 数控系统整体方案 |
| 3.4.2 控制器方案及数控系统选型设计 |
| 3.4.3 电主轴驱动器及步进电机驱动器选型设计 |
| 3.4.4 控制箱布局与面板设计 |
| 3.5 微型机床样机制作与调试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 教学型数控微型铣床结构有限元分析 |
| 4.1 有限元分析方法 |
| 4.2 主轴垫块的有限元分析 |
| 4.2.1 主轴垫块的静态分析 |
| 4.2.2 主轴垫块的模态分析 |
| 4.3 机床立柱的有限元分析 |
| 4.3.1 立柱的静态分析 |
| 4.3.2 立柱模态分析 |
| 4.4 机床部件有限元分析 |
| 4.4.1 主轴组件的模态分析 |
| 4.4.2 Z轴总成部件模态分析 |
| 4.5 机床整机有限元分析 |
| 4.5.1 整机的静态分析 |
| 4.5.2 整机模态分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 教学型数控微型铣床精度测试及加工实验 |
| 5.1 微型数控铣床实验样机定位误差检测 |
| 5.1.1 定位精度测量基本原理 |
| 5.1.2 实验样机定位精度检测 |
| 5.1.3 实验样机定位精度实验数据处理及结果 |
| 5.1.4 误差分析 |
| 5.2 微型数控铣床加工实验 |
| 5.2.1 手工编程加工实验 |
| 5.2.2 自动编程加工实验 |
| 5.3 微型数控铣床在教学中的运用 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 附录 |
（5）数控机床角度头建模及振动特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.1.1 课题研究背景 |
| 1.1.2 课题研究意义 |
| 1.2 课题国内外研究现状 |
| 1.2.1 课题国外研究现状 |
| 1.2.2 课题国内研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 角度头振动特性分析的理论基础 |
| 2.1 角度头的简单介绍 |
| 2.2 有限元理论介绍 |
| 2.3 有限元分析相关软件的介绍 |
| 2.4 ANSYS Workbench求解介绍 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 铣削力建模 |
| 3.1 铣削力的确定 |
| 3.2 铣削力的计算 |
| 3.3 ANSYS Workbench中远程点和远程力 |
| 3.4 ANSYS Workbench中的坐标系 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 角度头的静力学特性分析 |
| 4.1 角度头三维模型和有限元建模 |
| 4.2 角度头静力学分析的理论基础 |
| 4.3 角度头静力学分析结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 角度头的动力学特性分析 |
| 5.1 角度头动力学分析理论基础 |
| 5.2 角度头模态分析 |
| 5.3 角度头谐响应分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者及导师简介 |
| 附件 |
（6）机床主轴回转精度建模与精度互补偿设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 主轴回转误差测量方法 |
| 1.2.2 误差源对主轴回转的影响 |
| 1.2.3 主轴系统结构分析与改进 |
| 1.2.4 主轴精度建模与误差补偿 |
| 1.2.5 现阶段研究存在的不足 |
| 1.3 课题来源及其研究意义 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 课题研究意义 |
| 1.4 本论文研究思路及主要内容 |
| 1.5 本章小节 |
| 2 主轴系统回转精度建模原理及方法 |
| 2.1 主轴回转精度的数学描述 |
| 2.2 机床主轴系统结构及误差源分析 |
| 2.2.1 主轴系统结构分析 |
| 2.2.2 主轴系统误差源分析 |
| 2.3 主轴回转精度建模基本理论与方法 |
| 2.3.1 多体系统运动学结构描述方法 |
| 2.3.2 齐次坐标矩阵变换原理 |
| 2.3.3 理想运动变换特征矩阵 |
| 2.3.4 实际运动特征变换矩阵 |
| 2.4 主轴回转精度数学建模方法 |
| 2.4.1 主轴回转误差运动形式 |
| 2.4.2 主轴系统回转精度建模方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 误差因素规律分析 |
| 3.1 主轴轴颈误差对回转精度的影响 |
| 3.1.1 圆度误差的数学描述 |
| 3.1.2 基于圆度误差几何特征的主轴回转精度评定方法 |
| 3.1.3 主轴回转精度的表现形式 |
| 3.1.4 前轴颈圆度误差对径向跳动的影响 |
| 3.1.5 后轴颈圆度误差对径向跳动的影响 |
| 3.1.6 前后轴颈圆度误差对回转精度的影响关系 |
| 3.1.7 轴颈同轴度误差对径向跳动的影响 |
| 3.2 轴承对回转精度的影响 |
| 3.2.1 轴承内滚道圆度误差对回转精度的影响 |
| 3.2.2 轴承间隙对主轴回转精度的影响 |
| 3.3 轴承孔对主轴回转精度的影响 |
| 3.3.1 前轴承孔圆度误差对径向跳动的影响 |
| 3.3.2 后轴承孔圆度误差对径向跳动的影响 |
| 3.3.3 两孔同轴度对径向跳动的影响 |
| 3.3.4 轴承孔与轴承外圈配合间隙对径向跳动的影响 |
| 3.4 悬伸比对主轴回转精度的影响 |
| 3.5 主轴受力方向对回转精度的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 可视化仿真界面编制 |
| 4.1 仿真工具选择 |
| 4.2 可视化界面编制及建模过程实现 |
| 4.3 可视化界面内容及功能分析 |
| 4.4 误差数据来源 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 回转精度互补偿设计方法 |
| 5.1 精度互补偿方法 |
| 5.2 误差影响系数分析 |
| 5.3 确定误差互补偿对象 |
| 5.3.1 互补偿误差源的技术经济分析 |
| 5.3.2 互补偿误差确定 |
| 5.4 主轴回转精度互补偿设计 |
| 5.4.1 精度互补偿特征分析 |
| 5.4.2 可变参数下主轴精度互补偿方法 |
| 5.5 精度互补偿分析系统软件编制 |
| 5.5.1 可视化模块结构及界面设计 |
| 5.5.2 精度互补偿方法选择 |
| 5.5.3 定跨距误差互补偿方法可视化分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果 |
（7）基于深度学习的五轴机床变姿态下动力学特性预测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 研究现状与发展态势 |
| 1.2.1 五轴机床变姿态下动力学特性测试方法概述 |
| 1.2.2 五轴机床变姿态下动力学特性预测模型概述 |
| 1.3 课题研究内容 |
| 第二章 五轴机床工作空间内动力学特性建模分析 |
| 2.1 五轴机床结构特点与物理模型 |
| 2.2 五轴机床变姿态下动力学特性分析 |
| 2.3 五轴机床动力学特性有限元建模分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 五轴机床变姿态下动力学特性测试系统研究 |
| 3.1 动力学特性测试系统概述 |
| 3.2 基于非接触式电磁激振系统设计 |
| 3.2.1 电磁激振工作原理 |
| 3.2.2 电磁激振仪结构设计 |
| 3.2.3 电磁激振仪结构动力学特性分析 |
| 3.3 电磁激振仪对测量结果的影响分析 |
| 3.3.1 激振仪附加质量对测量结果的影响 |
| 3.3.2 激振仪自身刚度对测量结果的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于深度学习的动力学特性建模算法研究 |
| 4.1 基于全连接神经网络的算法建模 |
| 4.1.1 单层神经网络 |
| 4.1.2 深度神经网络 |
| 4.1.3 残差神经网络 |
| 4.2 基于生成对抗神经网络的算法建模 |
| 4.2.1 生成对抗神经网络 |
| 4.2.2 优化算法 |
| 4.3 基于迁移学习的动力学特性预测算法建模 |
| 4.3.1 迁移学习算法 |
| 4.3.2 基于迁移学习的动力学特性预测 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 五轴机床变姿态下动力学特性实验及验证 |
| 5.1 五轴机床变姿态下激振系统设计与搭建 |
| 5.1.1 激振测试系统总体架构及工作原理 |
| 5.1.2 激振测试信号数据处理及参数识别 |
| 5.2 五轴机床变姿态下动力学特性测试实验 |
| 5.2.1 激振测试实验设计与流程 |
| 5.2.2 激振测试实验结果分析 |
| 5.2.3 基于深度学习的动力学特性预测 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 前景展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（8）三轴数控铣床轻量化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究背景和意义 |
| 1.3 小型数控机床国内外研究现状 |
| 1.4 机床轻量化国内外研究现状 |
| 1.5 数控系统国内外研究现状 |
| 1.6 课题主要研究内容 |
| 第二章 三轴数控铣床结构开发 |
| 2.1 铣床整机方案设计 |
| 2.1.1 机床设计需求分析 |
| 2.1.2 机床主要参数设计 |
| 2.1.3 机床结构布局设计 |
| 2.2 铣床主轴系统设计 |
| 2.2.1 主轴类型选择 |
| 2.2.2 主轴部件选型 |
| 2.3 进给系统设计 |
| 2.3.1 伺服电机的选型 |
| 2.3.2 丝杠参数设计 |
| 2.3.3 导轨副设计 |
| 2.4 机床底座设计 |
| 2.5 数控机床的建模 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 三轴数控铣床有限元分析 |
| 3.1 有限元模型建立 |
| 3.1.1 有限元分析步骤 |
| 3.1.2 有限元模型简化 |
| 3.1.3 材料属性配置 |
| 3.2 静力学分析 |
| 3.2.1 静力学分析理论 |
| 3.2.2 电主轴静态特性分析 |
| 3.2.3 横梁静态特性分析 |
| 3.2.4 立柱静态特性分析 |
| 3.2.5 整机静态特性分析 |
| 3.3 模态分析 |
| 3.3.1 模态分析基础 |
| 3.3.2 主轴模态分析 |
| 3.3.3 横梁模态分析 |
| 3.3.4 立柱模态分析 |
| 3.3.5 整机模态分析 |
| 3.4 谐响应分析 |
| 3.4.1 谐响应分析基础 |
| 3.4.2 电主轴谐响应分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 数控铣床关键部件轻量化设计 |
| 4.1 优化设计 |
| 4.1.1 优化设计原理 |
| 4.1.2 基于自适应响应面法的多目标优化理论 |
| 4.1.3 拓扑优化 |
| 4.2 横梁结构轻量化优化设计 |
| 4.3 基于自适应响应面法的横梁轻量化设计 |
| 4.3.1 灵敏度分析理论 |
| 4.3.2 横梁结构壁厚选取 |
| 4.3.3 横梁灵敏度分析 |
| 4.3.4 结构优化的实验设计 |
| 4.3.5 实验设计结果 |
| 4.4 基于NSGA-Ⅱ算法的横梁多目标优化 |
| 4.4.1 NSGA-Ⅱ算法介绍 |
| 4.4.2 BP神经网络建立 |
| 4.4.3 实验结果数据 |
| 4.5 基于传统方法和NSGA-Ⅱ算法方法的多目标优化的比较 |
| 4.6 立柱轻量化优化 |
| 4.6.1 立柱拓扑优化 |
| 4.6.2 基于NSGA-II算法的立柱多目标优化 |
| 4.7 轻量化优化后的整机分析 |
| 4.7.1 新机床静力学分析 |
| 4.7.2 新机床模态分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 开放式数控系统硬件和软件系统设计 |
| 5.1 开放式数控硬件系统结构设计 |
| 5.1.1 开放式数控硬件结构方案 |
| 5.1.2 开放式数控系统硬件的具体组成 |
| 5.1.3 工控箱的选择 |
| 5.1.4 运动控制选择 |
| 5.1.5 运动控制器端子板及连接 |
| 5.1.6 伺服控制系统 |
| 5.1.7 开放式数控系统硬件电控箱 |
| 5.2 开放式数控软件系统结构设计 |
| 5.2.1 软件系统平台 |
| 5.2.2 开发工具的选择 |
| 5.2.3 软件与运动控制卡的连接 |
| 5.2.4 软件系统功能框架 |
| 5.2.5 人机交互界面 |
| 5.2.6 程序仿真模块 |
| 5.2.7 文件管理模块 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论和创新点 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）基于整机静刚度匹配的精密卧式加工中心结构件质量研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内研究现状 |
| 1.2.2 国外研究现状 |
| 1.3 国内外研究所存在的问题 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.5 本章总结 |
| 第二章 质量分布研究方法 |
| 2.1 研究流程 |
| 2.2 基于iSIGHT的CAD/CAE集成 |
| 2.2.1 iSIGHT软件简介 |
| 2.2.2 基于iSIGHT的CAD/CAE集成框架 |
| 2.2.3 机床结构件参数化建模 |
| 2.2.4 框中框式精密卧式加工中心结构件参数化建模 |
| 2.2.5 iSIGHT环境下集成Pro/E/Creo |
| 2.2.6 iSIGHT环境下集成ANSYS |
| 2.3 响应面模型与试验设计 |
| 2.3.1 试验设计 |
| 2.3.2 响应面法 |
| 2.4 优化设计算法 |
| 2.5 本章总结 |
| 第三章 框中框式精密卧式加工中心整机静刚度匹配及结构件结构方案 |
| 3.1 确定各部件静刚度范围 |
| 3.1.1 结构件静刚度确定 |
| 3.1.2 功能部件静刚度确定 |
| 3.2 确定目标函数 |
| 3.3 整机静刚度匹配设计流程 |
| 3.3.1 整机静刚度模型 |
| 3.3.2 整机静刚度匹配设计方法 |
| 3.4 结构件结构方案 |
| 3.4.1 床身结构设计数据 |
| 3.4.2 立柱结构设计数据 |
| 3.4.3 动框结构设计数据 |
| 3.4.4 滑台结构设计数据 |
| 3.5 本章总结 |
| 第四章 框中框式精密卧式加工中心动力学建模及动态性能分析 |
| 4.1 机床动力学模型的建立 |
| 4.1.1 机床自由度分析 |
| 4.1.2 机床子结构的划分 |
| 4.1.3 机床动力学建模 |
| 4.2 参数选取 |
| 4.3 精密卧式加工中心结构件质量关系研究 |
| 4.4 本章总结 |
| 第五章 精密卧式加工中心结构件最佳质量分布 |
| 5.1 加工中心整机有限元分析 |
| 5.1.1 参数设置 |
| 5.1.2 模态分析 |
| 5.2 结构件质量分布对整机固有频率的影响 |
| 5.2.1 试验设计及二阶响应面模型拟合 |
| 5.2.2 贡献率分析 |
| 5.2.3 结构件质量对整机动态特性的影响规律 |
| 5.3 基于NSGA-Ⅱ的精密卧式加工中心结构件质量分布的多目标优化 |
| 5.4 重构结构件质量后整机性能评价 |
| 5.5 本章总结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间取得的科研成果和科研情况说明 |
| 致谢 |
（10）高精度卧式加工中心设计关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 字母注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外技术研究现状 |
| 1.2.1 机床整机结构设计技术 |
| 1.2.2 直线进给系统技术 |
| 1.2.3 电主轴技术 |
| 1.2.4 静压支撑直驱转台技术 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 整机结构正向设计方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 机床的总体结构布局 |
| 2.3 机床结构优化设计方法 |
| 2.3.1 机床零部件静刚度表示方法 |
| 2.3.2 机床几何误差 |
| 2.3.3 机床末端误差与各部件误差之间的关系模型 |
| 2.3.4 机床结构静刚度模型 |
| 2.3.5 基于静刚度匹配的结构优化设计流程 |
| 2.3.6 机床静刚度匹配设计 |
| 2.3.7 机床导轨丝杠部件的选型 |
| 2.3.8 整机结构优化设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 滚珠丝杠进给系统设计关键技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 滚珠丝杠进给系统的运动位置精度 |
| 3.2.1 位置精度的确定及误差分析 |
| 3.2.2 滚珠丝杠进给系统位置误差分析 |
| 3.2.3 提高进给系统位置精度的措施 |
| 3.3 滚珠丝杠进给系统的加速度及导程分析 |
| 3.3.1 电机惯量与进给系统加速度分析 |
| 3.3.2 电机负载扭矩与丝杠导程分析 |
| 3.3.3 进给系统不产生爬行的最小临界速度 |
| 3.4 滚珠丝杠进给系统设计 |
| 3.4.1 滚珠丝杠进给系统的设计流程 |
| 3.4.2 滚珠丝杠进给系统设计实例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 高精度内装电机主轴单元设计关键技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 设计要求及主要技术指标 |
| 4.3 主轴单元结构设计 |
| 4.3.1 内装电机直驱主轴单元的结构 |
| 4.3.2 轴承的选择 |
| 4.3.3 轴承的支撑组合及安装定位方式 |
| 4.3.4 主轴单元驱动电机的确定 |
| 4.3.5 主轴单元的冷却润滑 |
| 4.4 电机主轴与电机转子装配过盈量设计 |
| 4.5 工作端主轴与轴承配合过盈量设计 |
| 4.6 主轴单元动平衡设计技术 |
| 4.7 主轴单元热仿真分析 |
| 4.7.1 热源的生热模型及主轴单元的热载荷 |
| 4.7.2 主轴单元热仿真分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 静压支承力矩电机直驱数控转台设计关键技术 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 设计要求及主要技术指标 |
| 5.3 静压导轨工作原理 |
| 5.3.1 导轨润滑油供给方式 |
| 5.3.2 静压轴承结构 |
| 5.4 静压轴承设计理论 |
| 5.4.1 对缝隙中流体运动规律研究的基本假设 |
| 5.4.2 平行缝隙间流体的流动特性 |
| 5.4.3 相对运动平板之间缝隙的流体流动特性 |
| 5.5 具有缝隙节流的全封闭转台静压支承轴承设计 |
| 5.5.1 油垫的流量及刚度 |
| 5.5.2 油垫的摩擦功率损耗及油膜间隙 |
| 5.5.3 具有缝隙节流的封闭式转台静压轴承的优化设计流程 |
| 5.5.4 静压轴承的设计 |
| 5.6 静压支承力矩电机直驱转台结构及液压控制系统 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 机床实验测试结果 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 主轴单元转速振动及精度测试 |
| 6.2.1 主轴转速温升实验 |
| 6.2.2 主轴振动实验 |
| 6.2.3 主轴静态精度测试 |
| 6.2.4 主轴动态精度测试 |
| 6.3 数控转台承载能力及精度测试 |
| 6.3.1 转台承载能力及轴向刚度测试 |
| 6.3.2 转台回转精度测试 |
| 6.3.3 转台定位精度测试 |
| 6.4 机床整机静刚度实验测试 |
| 6.5 整机速度及直线位置精度测试 |
| 6.6 典型零件的加工精度测试 |
| 6.6.1 标准精加工试件的加工检测结果 |
| 6.6.2 机床用典型零件高精度直角铣头体的加工检测结果 |
| 6.6.3 航空发动机传动机匣的加工检测结果 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
四、基于静刚度的变轴数控机床加工误差仿真研究（论文参考文献）
- [1]超精密竖直静压滑台设计及其精度控制方法研究[D]. 董婉娇. 东华大学, 2021
- [2]高速电主轴设计关键指标分析及特性影响研究[D]. 丁超. 天津工业大学, 2021(01)
- [3]摆线齿轮磨削机床结构有限元分析及优化设计研究[D]. 杨泽. 中原工学院, 2021(08)
- [4]教学型数控微型铣床的研究与设计[D]. 文翠芳. 广西大学, 2020(07)
- [5]数控机床角度头建模及振动特性分析[D]. 赵学茹. 北京化工大学, 2020(02)
- [6]机床主轴回转精度建模与精度互补偿设计[D]. 刘艳兵. 重庆理工大学, 2020(08)
- [7]基于深度学习的五轴机床变姿态下动力学特性预测[D]. 庞涛. 电子科技大学, 2020(07)
- [8]三轴数控铣床轻量化设计[D]. 李崇青. 长春理工大学, 2020
- [9]基于整机静刚度匹配的精密卧式加工中心结构件质量研究[D]. 马天柱. 天津理工大学, 2020(05)
- [10]高精度卧式加工中心设计关键技术研究[D]. 聂应新. 天津大学, 2019(01)