發(fā)布時間：2021-01-22 22:53

　　現代化數控加工技術正在向高速切削、高精度控制、高柔性一體化方向發(fā)展,傳統(tǒng)加工條件下對機床動態(tài)特性影響不大的因素在現代化數控加工中可能引起機床振動和加工精度的弱化。當工件的加工工藝確定后,數控加工中心的工作位置隨時間不斷變化,這種時變特性將引起數控加工中心剛度以及質量分布的時變。本文對數控加工中心加工位置的時變特性進行研究,考慮可動結合面對加工中心動態(tài)特性的影響,通過離散法對工作空間進行劃分,選取銑削與鏜削系統(tǒng)的典型加工位置進行動力學特性分析提取動態(tài)特性數據,運用插值法擬建立動態(tài)特性譜,為提高數控加工中心的加工精度提出建議,本文的主要研究內容如下:1)建立復合式鏜銑加工中心可動結合面的三維模型,通過Hertz接觸理論推導主要可動結合面滾珠絲杠副與直線導軌副的剛度,再通過有限元分析軟件對結合面進行有限元分析,根據后處理數據計算仿真剛度,并與理論值對比。2)對復合式鏜銑加工中心進行銑削與鏜削部分系統(tǒng)建模,通過有限元法進行動靜態(tài)特性分析,得出銑削與鏜削部分的靜態(tài)分析圖、模態(tài)頻率、模態(tài)振型圖,為諧響應分析奠定基礎。3)通過對復合式鏜銑加工中心工作空間的離散選取典型加工位置,結合動靜態(tài)分析結果,對... 

【文章來源】：沈陽理工大學遼寧省

【文章頁數】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

結合面分類簡圖

第2章數控加工中心可動結合面剛度計算與分析-11-通過合理設置彈黃-阻尼單元的剛度和阻尼系以及兩個結合面之間的連接點數量與位置就能夠等效模擬結合面之間的實際接觸情況，優(yōu)點在于有限元設置簡便、適用廣泛，在實際情況中被大量使用，彈簧-阻尼等效法如圖2.2所示。圖2.2彈簧-阻尼等效法Fig.2.2Spring-dampingequivalentmethod3）虛擬介質等效法：由于結合面處不能直接建立三維模型，因此在有限元分析中，一些學者提出了虛擬介質等效法。由于結合面處的相互作用較為復雜，通過一層很薄的虛擬介質等效模擬結合面處的受力情況，再將結合面的剛度與阻尼特性以數據的形式轉換成虛擬介質的彈性模量與泊松比，等效出結合面的接觸特性，從而建立結合面處的動力學模型，虛擬介質等效法如圖2.3所示。圖2.3虛擬介質等效法Fig.2.3Virtualmediumequivalentmethod4）摩擦接觸狀態(tài)法：摩擦接觸狀態(tài)法選取有限元分析軟件求解器中已有的接觸單元，綜合考慮結合面處的非線性特征，對結合面處的接觸狀態(tài)通過求解器自動判斷、自動設置、自動求解再進行仿真分析。這種方法增加了計算量與時間，得到的結果較為準確[41]。上述幾種方法的優(yōu)缺點比較：1）節(jié)點等效法只考慮到結合面接觸部分處的剛性連接而忽略了彈性對結合面處動態(tài)特性分析的影響，因此在進行整機模態(tài)分析時誤差較大，所以一般情況下只考慮螺栓等固定結合面處采用節(jié)點等效法。

第2章數控加工中心可動結合面剛度計算與分析-11-通過合理設置彈黃-阻尼單元的剛度和阻尼系以及兩個結合面之間的連接點數量與位置就能夠等效模擬結合面之間的實際接觸情況，優(yōu)點在于有限元設置簡便、適用廣泛，在實際情況中被大量使用，彈簧-阻尼等效法如圖2.2所示。圖2.2彈簧-阻尼等效法Fig.2.2Spring-dampingequivalentmethod3）虛擬介質等效法：由于結合面處不能直接建立三維模型，因此在有限元分析中，一些學者提出了虛擬介質等效法。由于結合面處的相互作用較為復雜，通過一層很薄的虛擬介質等效模擬結合面處的受力情況，再將結合面的剛度與阻尼特性以數據的形式轉換成虛擬介質的彈性模量與泊松比，等效出結合面的接觸特性，從而建立結合面處的動力學模型，虛擬介質等效法如圖2.3所示。圖2.3虛擬介質等效法Fig.2.3Virtualmediumequivalentmethod4）摩擦接觸狀態(tài)法：摩擦接觸狀態(tài)法選取有限元分析軟件求解器中已有的接觸單元，綜合考慮結合面處的非線性特征，對結合面處的接觸狀態(tài)通過求解器自動判斷、自動設置、自動求解再進行仿真分析。這種方法增加了計算量與時間，得到的結果較為準確[41]。上述幾種方法的優(yōu)缺點比較：1）節(jié)點等效法只考慮到結合面接觸部分處的剛性連接而忽略了彈性對結合面處動態(tài)特性分析的影響，因此在進行整機模態(tài)分析時誤差較大，所以一般情況下只考慮螺栓等固定結合面處采用節(jié)點等效法。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]超高速凸輪軸磨床整機動態(tài)特性與動剛度研究[D]. 黃琦.湖南科技大學 2016
[4]Φ180鉆具用長壽命螺旋鋼球活齒減速器結構設計研究[D]. 胡成峰.長江大學 2016
[5]復雜箱體零件孔加工工序優(yōu)化技術研究[D]. 劉瀟鵬.沈陽理工大學 2016
[6]復合式鏜銑加工中心工作空間的動態(tài)特性研究[D]. 王儒.沈陽理工大學 2016
[7]井下鑿巖用釬桿動力學分析[D]. 鄧長安.遼寧科技大學 2015
[8]復雜箱體精密復合鏜銑加工中心結構設計中若干問題研究[D]. 崔世超.沈陽理工大學 2015
[9]基于光纖光柵的多維力傳感技術研究[D]. 高芳芳.山東大學 2014
[10]超高速平面磨床功能部件結合部動態(tài)特性研究[D]. 彭麗.湖南大學 2014



本文編號：2994050