隨著微小型零件在航空航天、核工業(yè)、國(guó)防、汽車(chē)以及醫(yī)療器械等行業(yè)的廣泛應(yīng)用，其精度及復(fù)雜性也越來(lái)越高，相應(yīng)的制造技術(shù)的要求也越來(lái)越高。微小型車(chē)銑復(fù)合加工技術(shù)由于其高速、精密、微切削力、加工范圍廣等特點(diǎn)在復(fù)雜微小型零件制造領(lǐng)域有明顯優(yōu)勢(shì)。目前用于微小型零件加工的機(jī)床主要有兩類，一是常規(guī)精密和超精密機(jī)床，二是微小型化機(jī)床，但常規(guī)精密和超精密機(jī)床在加工微小型零件時(shí)存在柔性差、效率低等問(wèn)題，而微小型化機(jī)床則存在加工能力不足，剛性差的問(wèn)題。 本文基于微小型車(chē)銑復(fù)合加工技術(shù)和宏微結(jié)合誤差補(bǔ)償技術(shù)，設(shè)計(jì)了一臺(tái)高精度微小型車(chē)銑復(fù)合機(jī)床，用于滿足復(fù)雜微小型零件的制造需求。主要的研究?jī)?nèi)容如下： （1）高精度微小型車(chē)銑復(fù)合加工機(jī)床總體設(shè)計(jì)。使用多體拓?fù)鋵W(xué)精度建模方法對(duì)不同布局的車(chē)銑復(fù)合加工機(jī)床進(jìn)行了精度分析，確定了一種綜合精度較高的布局形式，并在此基礎(chǔ)上確定了主軸、B軸轉(zhuǎn)臺(tái)、微動(dòng)平臺(tái)、隔振方案和控制與補(bǔ)償方案。 （2）高精度微小型車(chē)銑復(fù)合加工機(jī)床Y軸優(yōu)化設(shè)計(jì)。使用響應(yīng)面法建立了Y軸設(shè)計(jì)尺寸與Y軸質(zhì)量及工件靜變形之間的回歸模型，利用基于遺傳算法的多目標(biāo)優(yōu)化方法，以Y軸質(zhì)量和工件靜變形為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)Y軸設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行了優(yōu)化，在保證靜變形的前提下，減輕了Y軸的重量。 （3）宏微結(jié)合誤差補(bǔ)償方法研究。測(cè)定了壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的微動(dòng)平臺(tái)的定位精度和響應(yīng)特性。設(shè)計(jì)了單軸定位精度補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)，先用軟件補(bǔ)償?shù)姆绞窖a(bǔ)償了宏動(dòng)平臺(tái)的定位精度，在此基礎(chǔ)上使用宏微結(jié)合方式進(jìn)一步補(bǔ)償宏動(dòng)平臺(tái)的定位精度，最終使宏動(dòng)平臺(tái)的定位精度達(dá)到了亞微米級(jí)。 （4）基于微小間隙放電原理的亞微米級(jí)對(duì)刀方法研究。對(duì)基于微小間隙放電原理的亞微米級(jí)對(duì)刀方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。首先研究了微小型兩刃銑刀的微小間隙擊穿過(guò)程中電壓—電流變化特性，得出了微小間隙的擊穿電壓，并在此基礎(chǔ)上分析了放電對(duì)刀方法的穩(wěn)定性和刀具磨損對(duì)放電對(duì)刀的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法對(duì)刀具有非接觸、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，適用于微小型刀具的對(duì)刀。
【學(xué)位單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TG65
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 微小型零件加工機(jī)床現(xiàn)狀
    1.3 微小型車(chē)銑復(fù)合加工設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 宏微結(jié)合誤差補(bǔ)償技術(shù)
    1.5 存在問(wèn)題
    1.6 論文內(nèi)容安排
第2章 高精度微小型車(chē)銑復(fù)合加工機(jī)床總體方案研究
    2.1 高精度微小型車(chē)銑復(fù)合加工機(jī)床總體結(jié)構(gòu)布局
        2.1.1 高精度微小型車(chē)銑復(fù)合加工機(jī)床功能分析
        2.1.2 高精度微小型車(chē)銑復(fù)合加工機(jī)床布局方案
    2.2 關(guān)鍵部件選型
        2.2.1 主軸選型
        2.2.2 轉(zhuǎn)臺(tái)選型
        2.2.3 微動(dòng)平臺(tái)選型
    2.3 隔振方案選擇
        2.3.1 隔振原理及評(píng)價(jià)
        2.3.2 隔振方案確定
    2.4 機(jī)床控制與補(bǔ)償方案
        2.4.1 機(jī)床控制方案
        2.4.2 宏微結(jié)合補(bǔ)償方案
    2.5 本章小結(jié)
第3章 高精度微小型車(chē)銑復(fù)合加工機(jī)床 Y 軸優(yōu)化設(shè)計(jì)
    3.1 基于試驗(yàn)設(shè)計(jì)的響應(yīng)面模型的建立
        3.1.1 中心復(fù)合試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        3.1.2 回歸模型建立
    3.2 基于遺傳算法多目標(biāo)優(yōu)化
        3.2.1 優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
        3.2.2 多目標(biāo)遺傳算法
    3.3 優(yōu)化結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
第4章 宏微結(jié)合誤差補(bǔ)償方法研究
    4.1 微動(dòng)平臺(tái)性能測(cè)試
        4.1.1 微動(dòng)平臺(tái)定位誤差
        4.1.2 微動(dòng)平臺(tái)響應(yīng)測(cè)試
    4.2 宏微結(jié)合定位精度補(bǔ)償
        4.2.1 宏動(dòng)平臺(tái)軟件誤差補(bǔ)償
        4.2.2 宏微結(jié)合定位誤差補(bǔ)償
    4.3 響應(yīng)時(shí)間對(duì)直線度補(bǔ)償?shù)挠绊?br>    4.4 本章小結(jié)
第5章 亞微米級(jí)對(duì)刀方法研究
    5.1 微小間隙放電對(duì)刀
        5.1.1 微小間隙放電對(duì)刀方案
        5.1.2 擊穿電壓預(yù)測(cè)
    5.2 對(duì)刀實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        5.2.2 對(duì)刀電壓確定
        5.2.3 放電穩(wěn)定性研究
        5.2.4 刀具磨損影響研究
        5.2.5 對(duì)刀精度分析
    5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 研究工作總結(jié)
    6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.3 有待進(jìn)一步研究的問(wèn)題
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2861057