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重型机床基础部件制造工艺可靠性设计方法
作者：姜彬，赵培轶 著
出版社：科学出版社
出版时间：2022-08-01
ISBN：9787030699305
定价：¥118.00
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内容简介
重型机床基础部件高效精确加工与装配工艺是保证重型机床整机制造品质、精度、稳定性与可靠性的一项核心技术。本书面向重型机床制造企业的需求，针对重型机床基础部件高效铣削加工与装配中存在的关键技术问题，采用理论建模、工艺实验与数值分析方法，分析多特征工艺变量对机床基础零部件关键结合面高效铣削与装配过程的影响，阐述重型机床基础部件加工与装配工艺技术、重型机床结合面铣削工艺设计方法、高效铣削重型机床基础部件刀具安全稳定性、高效铣削重型机床基础部件刀具振动磨损、重型机床定位及重复定位精度可靠性和重型机床基础部件装配工艺可靠性设计方法，以满足大型加工中心等重型机床设计和研制的需要。
作者简介
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目录
目录
第1章 重型机床基础部件加工与装配工艺技术 1
1.1 重型机床零部件高效切削技术 1
1.1.1 重型机床零部件切削动力学特性 1
1.1.2 重型机床零部件切削刀具技术 2
1.1.3 高效加工机床零部件中的切削能效 4
1.2 重型机床装配技术 5
1.2.1 重型机床整机装配技术 5
1.2.2 重型机床装配精度 6
1.3 重型机床可靠性建模及设计技术 7
1.3.1 重型机床可靠性 7
1.3.2 重型机床可靠性建模技术 8
1.3.3 重型机床故障分析及可靠性设计 9
1.4 重型机床预应力模态与动力学稳定性 11
1.4.1 机床预应力模态 11
1.4.2 机床动力学稳定性 12
1.4.3 机床装配工艺对动力学稳定性的影响 12
1.5 重型机床装配误差及其工艺设计方法 13
1.5.1 重型机床装配几何误差 13
1.5.2 重型机床定位误差 14
1.5.3 重型机床装配工艺设计方法 15
1.6 重型机床零部件铣削加工刀具与装配工艺存在的问题 16
1.6.1 重型机床零部件铣削加工刀具稳定性问题 16
1.6.2 重型机床定位与重复定位精度保持性及结构动力稳定性问题 16
1.6.3 重型机床零部件装配工艺可靠性问题 17
1.6.4 重型机床零部件铣削加工与装配关键问题 18
1.7 本章小结 19
第2章 重型机床结合面铣削工艺设计方法 21
2.1 重型机床装配结合面及其装配精度 21
2.1.1 重型机床装配精度描述 21
2.1.2 整机装配结合面识别 22
2.1.3 重型机床装配误差建模 25
2.2 机床结合面铣削加工表面形貌与加工误差 30
2.2.1 铣削运动轨迹及其刀工接触关系 30
2.2.2 铣削加工表面形貌与加工误差分布的影响因素 46
2.2.3 铣削工艺变量对加工质量的影响 59
2.3 结合面加工误差与表面形貌对机床性能的影响 65
2.3.1 机床结合面加工误差描述与表面形貌表征 65
2.3.2 动静结合面性能与加工表面形貌映射关系 66
2.3.3 结合面加工误差对整机装配精度的影响 70
2.3.4 结合面加工误差对机床加工精度的影响 71
2.4 机床结合面高效铣削工艺设计方法 73
2.4.1 结合面高效铣削工艺目标与设计变量 73
2.4.2 铣削工艺层次结构与设计矩阵 74
2.4.3 机床结合面铣削工艺优化设计模型 77
2.4.4 机床结合面铣削工艺优化方法验证 80
2.5 本章小结 82
第3章 高效铣削重型机床基础部件刀具安全稳定性 84
3.1 高效铣削能效及其稳定性 84
3.1.1 铣削能效评价 84
3.1.2 铣刀振动对切削能效的影响 89
3.1.3 铣刀磨损对切削能效的影响 92
3.2 高效铣刀安全稳定性分析 93
3.2.1 高效铣刀离心力与切削力 93
3.2.2 高效铣刀失效分析 97
3.2.3 铣刀完整性破坏的应力场特性 99
3.3 高效铣削稳定性的识别与控制 103
3.3.1 铣刀安全稳定性影响因素分析 103
3.3.2 铣削稳定性的表征与识别 107
3.3.3 高效铣削稳定性控制方法 117
3.4 本章小结 126
第4章 高效铣削重型机床基础部件刀具振动磨损 128
4.1 高效铣刀振动磨损行为特征 128
4.1.1 铣刀振动磨损行为关联分析 128
4.1.2 铣刀振动磨损识别方法 131
4.2 高效铣刀振动磨损的影响因素 133
4.2.1 铣刀振动对铣刀磨损的影响特性 133
4.2.2 刀齿误差对铣刀磨损的影响特性 134
4.2.3 铣刀振动磨损实验 135
4.2.4 热力耦合场作用下的铣刀摩擦磨损特性 142
4.3 高效铣刀振动磨损控制方法 144
4.3.1 铣刀磨损形式的识别方法 144
4.3.2 铣刀磨损程度的预报方法 146
4.3.3 铣刀振动磨损控制方法 147
4.4 抗振动磨损铣刀的设计 149
4.4.1 铣刀抗振动磨损评价指标 149
4.4.2 抗振动磨损铣刀设计目标 150
4.4.3 抗振动磨损铣刀设计实例 151
4.5 本章小结 154
第5章 重型机床定位及重复定位精度可靠性 156
5.1 重型机床的多体系统模型 156
5.1.1 重型机床部件的低序体阵列 156
5.1.2 重型机床运动约束方程及位姿载荷关系矩阵 158
5.1.3 重型机床多柔体系统模型 163
5.2 重型机床定位误差影响因素及其解算方法 173
5.2.1 重型机床定位误差影响因素 173
5.2.2 重型机床重复定位误差影响因素 176
5.2.3 重型机床定位与重复定位误差解算 180
5.2.4 重型机床多体动力学模型的模态验证方法 182
5.3 重型机床定位与重复定位精度可靠性解算与评价 185
5.3.1 定位与重复定位精度的描述 185
5.3.2 定位与重复定位精度可靠性评价指标 186
5.3.3 定位与重复定位精度可靠性影响因素 188
5.3.4 定位与重复定位精度可靠性解算与评价方法 189
5.3.5 重型机床定位和重复定位精度可靠性模型 193
5.4 本章小结 195
第6章 重型机床基础部件装配工艺可靠性设计 197
6.1 重型机床装配精度可靠性的层次结构及其工艺设计方案 197
6.1.1 重型机床装配精度可靠性及其层次结构 197
6.1.2 装配精度可靠性评价指标对结构参数的响应特性分析 204
6.1.3 重型机床装配工艺设计方案 208
6.2 重型机床装配几何误差来源、形成及解算 217
6.2.1 重型机床部件的初次装配误差及变量描述 217
6.2.2 重型机床装配要素检测方法 220
6.2.3 重型机床初次装配误差形成机制 221
6.2.4 重型机床初次装配误差解算及评价方法 229
6.3 重型机床装配精度迁移的多样性 234
6.3.1 重型机床装配精度的迁移及其多样性 234
6.3.2 重型机床装配精度迁移的表征及其阶跃响应模型 238
6.4 重型机床初次装配精度迁移机制及工艺设计 243
6.4.1 重型机床初次装配关键工序变量的识别 243
6.4.2 重型机床初次装配精度迁移机制 247
6.4.3 重型机床初次装配多工序的协同设计及实例验证 250
6.5 重型机床重复装配精度的迁移和工艺设计 254
6.5.1 重型机床重复装配精度的迁移 254
6.5.2 重型机床重复装配的工艺设计 261
6.5.3 重型机床装配精度保持性的设计 265
6.6 本章小结 273
参考文献 275
第1章 重型机床基础部件加工与装配工艺技术 1
1.1 重型机床零部件高效切削技术 1
1.1.1 重型机床零部件切削动力学特性 1
1.1.2 重型机床零部件切削刀具技术 2
1.1.3 高效加工机床零部件中的切削能效 4
1.2 重型机床装配技术 5
1.2.1 重型机床整机装配技术 5
1.2.2 重型机床装配精度 6
1.3 重型机床可靠性建模及设计技术 7
1.3.1 重型机床可靠性 7
1.3.2 重型机床可靠性建模技术 8
1.3.3 重型机床故障分析及可靠性设计 9
1.4 重型机床预应力模态与动力学稳定性 11
1.4.1 机床预应力模态 11
1.4.2 机床动力学稳定性 12
1.4.3 机床装配工艺对动力学稳定性的影响 12
1.5 重型机床装配误差及其工艺设计方法 13
1.5.1 重型机床装配几何误差 13
1.5.2 重型机床定位误差 14
1.5.3 重型机床装配工艺设计方法 15
1.6 重型机床零部件铣削加工刀具与装配工艺存在的问题 16
1.6.1 重型机床零部件铣削加工刀具稳定性问题 16
1.6.2 重型机床定位与重复定位精度保持性及结构动力稳定性问题 16
1.6.3 重型机床零部件装配工艺可靠性问题 17
1.6.4 重型机床零部件铣削加工与装配关键问题 18
1.7 本章小结 19
第2章 重型机床结合面铣削工艺设计方法 21
2.1 重型机床装配结合面及其装配精度 21
2.1.1 重型机床装配精度描述 21
2.1.2 整机装配结合面识别 22
2.1.3 重型机床装配误差建模 25
2.2 机床结合面铣削加工表面形貌与加工误差 30
2.2.1 铣削运动轨迹及其刀工接触关系 30
2.2.2 铣削加工表面形貌与加工误差分布的影响因素 46
2.2.3 铣削工艺变量对加工质量的影响 59
2.3 结合面加工误差与表面形貌对机床性能的影响 65
2.3.1 机床结合面加工误差描述与表面形貌表征 65
2.3.2 动静结合面性能与加工表面形貌映射关系 66
2.3.3 结合面加工误差对整机装配精度的影响 70
2.3.4 结合面加工误差对机床加工精度的影响 71
2.4 机床结合面高效铣削工艺设计方法 73
2.4.1 结合面高效铣削工艺目标与设计变量 73
2.4.2 铣削工艺层次结构与设计矩阵 74
2.4.3 机床结合面铣削工艺优化设计模型 77
2.4.4 机床结合面铣削工艺优化方法验证 80
2.5 本章小结 82
第3章 高效铣削重型机床基础部件刀具安全稳定性 84
3.1 高效铣削能效及其稳定性 84
3.1.1 铣削能效评价 84
3.1.2 铣刀振动对切削能效的影响 89
3.1.3 铣刀磨损对切削能效的影响 92
3.2 高效铣刀安全稳定性分析 93
3.2.1 高效铣刀离心力与切削力 93
3.2.2 高效铣刀失效分析 97
3.2.3 铣刀完整性破坏的应力场特性 99
3.3 高效铣削稳定性的识别与控制 103
3.3.1 铣刀安全稳定性影响因素分析 103
3.3.2 铣削稳定性的表征与识别 107
3.3.3 高效铣削稳定性控制方法 117
3.4 本章小结 126
第4章 高效铣削重型机床基础部件刀具振动磨损 128
4.1 高效铣刀振动磨损行为特征 128
4.1.1 铣刀振动磨损行为关联分析 128
4.1.2 铣刀振动磨损识别方法 131
4.2 高效铣刀振动磨损的影响因素 133
4.2.1 铣刀振动对铣刀磨损的影响特性 133
4.2.2 刀齿误差对铣刀磨损的影响特性 134
4.2.3 铣刀振动磨损实验 135
4.2.4 热力耦合场作用下的铣刀摩擦磨损特性 142
4.3 高效铣刀振动磨损控制方法 144
4.3.1 铣刀磨损形式的识别方法 144
4.3.2 铣刀磨损程度的预报方法 146
4.3.3 铣刀振动磨损控制方法 147
4.4 抗振动磨损铣刀的设计 149
4.4.1 铣刀抗振动磨损评价指标 149
4.4.2 抗振动磨损铣刀设计目标 150
4.4.3 抗振动磨损铣刀设计实例 151
4.5 本章小结 154
第5章 重型机床定位及重复定位精度可靠性 156
5.1 重型机床的多体系统模型 156
5.1.1 重型机床部件的低序体阵列 156
5.1.2 重型机床运动约束方程及位姿载荷关系矩阵 158
5.1.3 重型机床多柔体系统模型 163
5.2 重型机床定位误差影响因素及其解算方法 173
5.2.1 重型机床定位误差影响因素 173
5.2.2 重型机床重复定位误差影响因素 176
5.2.3 重型机床定位与重复定位误差解算 180
5.2.4 重型机床多体动力学模型的模态验证方法 182
5.3 重型机床定位与重复定位精度可靠性解算与评价 185
5.3.1 定位与重复定位精度的描述 185
5.3.2 定位与重复定位精度可靠性评价指标 186
5.3.3 定位与重复定位精度可靠性影响因素 188
5.3.4 定位与重复定位精度可靠性解算与评价方法 189
5.3.5 重型机床定位和重复定位精度可靠性模型 193
5.4 本章小结 195
第6章 重型机床基础部件装配工艺可靠性设计 197
6.1 重型机床装配精度可靠性的层次结构及其工艺设计方案 197
6.1.1 重型机床装配精度可靠性及其层次结构 197
6.1.2 装配精度可靠性评价指标对结构参数的响应特性分析 204
6.1.3 重型机床装配工艺设计方案 208
6.2 重型机床装配几何误差来源、形成及解算 217
6.2.1 重型机床部件的初次装配误差及变量描述 217
6.2.2 重型机床装配要素检测方法 220
6.2.3 重型机床初次装配误差形成机制 221
6.2.4 重型机床初次装配误差解算及评价方法 229
6.3 重型机床装配精度迁移的多样性 234
6.3.1 重型机床装配精度的迁移及其多样性 234
6.3.2 重型机床装配精度迁移的表征及其阶跃响应模型 238
6.4 重型机床初次装配精度迁移机制及工艺设计 243
6.4.1 重型机床初次装配关键工序变量的识别 243
6.4.2 重型机床初次装配精度迁移机制 247
6.4.3 重型机床初次装配多工序的协同设计及实例验证 250
6.5 重型机床重复装配精度的迁移和工艺设计 254
6.5.1 重型机床重复装配精度的迁移 254
6.5.2 重型机床重复装配的工艺设计 261
6.5.3 重型机床装配精度保持性的设计 265
6.6 本章小结 273
参考文献 275
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