本文關(guān)鍵詞：基于“S”形試件的機床剛度特性檢驗方法研究

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【摘要】：“S”形檢驗試件是成都飛機工業(yè)集團提出的一種用于檢驗五軸聯(lián)動數(shù)控機床動態(tài)精度的新型檢驗試件,目前已用于機床的驗收工作中,且得到了良好的使用結(jié)果。新型檢驗試件的檢測機理研究尚不夠完善,已成為其國際化標(biāo)準(zhǔn)制定和進一步推廣應(yīng)用的瓶頸。本文以清華大學(xué)聯(lián)合電子科技大學(xué)以及其他眾多高校、機床廠商等的合作項目“五軸聯(lián)動數(shù)控機床精度測評技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)”為背景,以一臺A/C擺角五軸聯(lián)動機床為研究對象,通過對機床彈性變形、運動控制策略和試件曲率的綜合研究,理論與實驗相結(jié)合,研究“S”形檢驗試件對機床剛度特性的檢驗方法。論文的主要研究內(nèi)容如下:(1)以機床滾珠絲杠進給系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)為研究對象,建立了考慮結(jié)合面特性的數(shù)控機床滾珠絲杠直線進給系統(tǒng)的動力學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上得到了機床平動坐標(biāo)軸的扭轉(zhuǎn)、軸向和垂直方向的彈性變形模型,根據(jù)五軸機床運動原理將機床各坐標(biāo)軸的彈性變形耦合到刀尖點,得到了試件上因機床彈性變形導(dǎo)致的輪廓度誤差模型。(2)研究了機床彈性變形引起的輪廓度誤差與試件曲率之間的關(guān)系。在matlab中實現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)控制機床運動的控制策略算法,通過獲取到的“S”形檢驗試件的后置指令,計算得到了機床在加工“S”形檢驗試件過程中各個坐標(biāo)軸運動的速度和加速度。結(jié)合建立的試件輪廓度誤差模型和計算得到的機床坐標(biāo)軸的運動參數(shù),得到了機床加工過程中因彈性變形造成的試件輪廓度誤差的仿真結(jié)果,并在此基礎(chǔ)之上進一步分析了機床彈性變形引起的輪廓度誤差與加工試件曲率之間的關(guān)系,并通過實驗驗證了上述結(jié)論。(3)以中國的“S”形檢驗試件、NAS979標(biāo)準(zhǔn)件和德國提出的“S”形檢驗試件為研究對象,結(jié)合建立的輪廓度誤差模型和數(shù)控系統(tǒng)運動控制策略模型,研究機床彈性變形造成的輪廓度誤差沿試件刀路的分布規(guī)律。根據(jù)單一變量原則分別對數(shù)控系統(tǒng)中設(shè)定的機床運動約束、加工的進給速度、三種檢驗試件的曲率與試件輪廓度誤差之間的關(guān)系進行研究,總結(jié)得出利用“S”形檢驗試件檢驗機床剛度特性的方法,并對三種不同檢驗試件的形面特性和檢驗?zāi)芰M行了對比。
【關(guān)鍵詞】：“S”形檢驗試件 數(shù)控機床 機床剛度 彈性變形
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 研究背景及意義10-12
• 1.2 主要研究內(nèi)容及研究方法12-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 滾珠絲杠進給系統(tǒng)動力學(xué)建模13-15
• 1.3.2 機床各坐標(biāo)軸運動參數(shù)的求解方法15-16
• 1.4 論文的技術(shù)路線及組織結(jié)構(gòu)16-19
• 第二章 機床彈性變形誤差建模19-37
• 2.1 滾珠絲杠進給系統(tǒng)動力學(xué)建模19-28
• 2.1.1 滾珠絲杠進給系統(tǒng)存在的問題19-21
• 2.1.2 滾珠絲杠扭轉(zhuǎn)及軸向動力學(xué)模型21-24
• 2.1.3 滾珠絲杠結(jié)合面動力學(xué)模型24-26
• 2.1.4 滾珠絲杠垂直方向動力學(xué)模型26-28
• 2.2 機床彈性變形造成的試件輪廓度誤差模型28-35
• 2.2.1 滾珠絲杠的扭轉(zhuǎn)彈性變形29-30
• 2.2.2 滾珠絲杠的軸向彈性變形30
• 2.2.3 機床彈性變形造成的試件輪廓度誤差模型30-35
• 2.3 機床彈性變形的影響因素35-36
• 2.4 小結(jié)36-37
• 第三章 機床彈性變形誤差與試件曲率的關(guān)系37-64
• 3.1 試件的曲率對機床彈性變形的影響37-40
• 3.1.1 試件的曲率對機床進給速度的影響37-38
• 3.1.2 進給速度對機床彈性變形的影響38-40
• 3.2 后置指令的獲取及曲率計算40-47
• 3.2.1 后置指令的獲取40-45
• 3.2.2 后置指令的加工仿真45-46
• 3.2.3 基于后置指令的試件曲率的計算46-47
• 3.3 基于后置指令的機床運動狀態(tài)求解47-58
• 3.3.1 數(shù)控系統(tǒng)的控制策略47-48
• 3.3.2 刀具路徑重規(guī)劃48-50
• 3.3.3 交叉約束迭代法50-55
• 3.3.4 進給速度仿真結(jié)果分析55-58
• 3.4 機床彈性變形造成的輪廓度誤差與試件曲率的關(guān)系58-63
• 3.5 小結(jié)63-64
• 第四章“S”形試件對機床剛度特性的檢驗機理64-78
• 4.1 試件對機床剛度特性的檢驗條件64
• 4.2 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)置的約束對試件輪廓度誤差的影響64-67
• 4.3 進給速度和曲率對試件輪廓度誤差的影響67-74
• 4.3.1 三種檢驗試件的曲率對比67-69
• 4.3.2 三種檢驗試件的輪廓度誤差與進給速度的關(guān)系69-72
• 4.3.3 德國S件對機床剛度特性的檢驗72-74
• 4.4“S”形檢驗試件對機床剛度特性檢驗方法74-77
• 4.5 小結(jié)77-78
• 第五章 總結(jié)與展望78-80
• 致謝80-81
• 參考文獻81-85

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張得禮,周來水,神會存;高速數(shù)控加工速度的自適應(yīng)控制[J];機械科學(xué)與技術(shù);2005年09期

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本文編號：1135647