現(xiàn)代化數(shù)控加工技術(shù)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(duì)機(jī)床動(dòng)態(tài)特性影響不大的因素在現(xiàn)代化數(shù)控加工中可能引起機(jī)床振動(dòng)和加工精度的弱化。當(dāng)工件的加工工藝確定后,數(shù)控加工中心的工作位置隨時(shí)間不斷變化,這種時(shí)變特性將引起數(shù)控加工中心剛度以及質(zhì)量分布的時(shí)變。本文對(duì)數(shù)控加工中心加工位置的時(shí)變特性進(jìn)行研究,考慮可動(dòng)結(jié)合面對(duì)加工中心動(dòng)態(tài)特性的影響,通過(guò)離散法對(duì)工作空間進(jìn)行劃分,選取銑削與鏜削系統(tǒng)的典型加工位置進(jìn)行動(dòng)力學(xué)特性分析提取動(dòng)態(tài)特性數(shù)據(jù),運(yùn)用插值法擬建立動(dòng)態(tài)特性譜,為提高數(shù)控加工中心的加工精度提出建議,本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:1)建立復(fù)合式鏜銑加工中心可動(dòng)結(jié)合面的三維模型,通過(guò)Hertz接觸理論推導(dǎo)主要可動(dòng)結(jié)合面滾珠絲杠副與直線導(dǎo)軌副的剛度,再通過(guò)有限元分析軟件對(duì)結(jié)合面進(jìn)行有限元分析,根據(jù)后處理數(shù)據(jù)計(jì)算仿真剛度,并與理論值對(duì)比。2)對(duì)復(fù)合式鏜銑加工中心進(jìn)行銑削與鏜削部分系統(tǒng)建模,通過(guò)有限元法進(jìn)行動(dòng)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(yīng)分析奠定基礎(chǔ)。3)通過(guò)對(duì)復(fù)合式鏜銑加工中心工作空間的離散選取典型加工位置,結(jié)合動(dòng)靜態(tài)分析結(jié)果,對(duì)... 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)理工大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：85 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

結(jié)合面分類(lèi)簡(jiǎn)圖

第2章數(shù)控加工中心可動(dòng)結(jié)合面剛度計(jì)算與分析-11-通過(guò)合理設(shè)置彈黃-阻尼單元的剛度和阻尼系以及兩個(gè)結(jié)合面之間的連接點(diǎn)數(shù)量與位置就能夠等效模擬結(jié)合面之間的實(shí)際接觸情況，優(yōu)點(diǎn)在于有限元設(shè)置簡(jiǎn)便、適用廣泛，在實(shí)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(zhì)等效法：由于結(jié)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(xué)者提出了虛擬介質(zhì)等效法。由于結(jié)合面處的相互作用較為復(fù)雜，通過(guò)一層很薄的虛擬介質(zhì)等效模擬結(jié)合面處的受力情況，再將結(jié)合面的剛度與阻尼特性以數(shù)據(jù)的形式轉(zhuǎn)換成虛擬介質(zhì)的彈性模量與泊松比，等效出結(jié)合面的接觸特性，從而建立結(jié)合面處的動(dòng)力學(xué)模型，虛擬介質(zhì)等效法如圖2.3所示。圖2.3虛擬介質(zhì)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(jié)合面處的非線性特征，對(duì)結(jié)合面處的接觸狀態(tài)通過(guò)求解器自動(dòng)判斷、自動(dòng)設(shè)置、自動(dòng)求解再進(jìn)行仿真分析。這種方法增加了計(jì)算量與時(shí)間，得到的結(jié)果較為準(zhǔn)確[41]。上述幾種方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較：1）節(jié)點(diǎn)等效法只考慮到結(jié)合面接觸部分處的剛性連接而忽略了彈性對(duì)結(jié)合面處動(dòng)態(tài)特性分析的影響，因此在進(jìn)行整機(jī)模態(tài)分析時(shí)誤差較大，所以一般情況下只考慮螺栓等固定結(jié)合面處采用節(jié)點(diǎn)等效法。

第2章數(shù)控加工中心可動(dòng)結(jié)合面剛度計(jì)算與分析-11-通過(guò)合理設(shè)置彈黃-阻尼單元的剛度和阻尼系以及兩個(gè)結(jié)合面之間的連接點(diǎn)數(shù)量與位置就能夠等效模擬結(jié)合面之間的實(shí)際接觸情況，優(yōu)點(diǎn)在于有限元設(shè)置簡(jiǎn)便、適用廣泛，在實(shí)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(zhì)等效法：由于結(jié)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(xué)者提出了虛擬介質(zhì)等效法。由于結(jié)合面處的相互作用較為復(fù)雜，通過(guò)一層很薄的虛擬介質(zhì)等效模擬結(jié)合面處的受力情況，再將結(jié)合面的剛度與阻尼特性以數(shù)據(jù)的形式轉(zhuǎn)換成虛擬介質(zhì)的彈性模量與泊松比，等效出結(jié)合面的接觸特性，從而建立結(jié)合面處的動(dòng)力學(xué)模型，虛擬介質(zhì)等效法如圖2.3所示。圖2.3虛擬介質(zhì)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(jié)合面處的非線性特征，對(duì)結(jié)合面處的接觸狀態(tài)通過(guò)求解器自動(dòng)判斷、自動(dòng)設(shè)置、自動(dòng)求解再進(jìn)行仿真分析。這種方法增加了計(jì)算量與時(shí)間，得到的結(jié)果較為準(zhǔn)確[41]。上述幾種方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較：1）節(jié)點(diǎn)等效法只考慮到結(jié)合面接觸部分處的剛性連接而忽略了彈性對(duì)結(jié)合面處動(dòng)態(tài)特性分析的影響，因此在進(jìn)行整機(jī)模態(tài)分析時(shí)誤差較大，所以一般情況下只考慮螺栓等固定結(jié)合面處采用節(jié)點(diǎn)等效法。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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