電火花加工是利用兩極間火花放電產(chǎn)生的瞬時高溫高壓蝕除材料的加工方法,主軸旋轉(zhuǎn)-超聲振動輔助電火花加工是在傳統(tǒng)電火花加工的基礎(chǔ)上,將工具電極輔助旋轉(zhuǎn)-超聲振動的一種復(fù)合加工方法.設(shè)計了主軸旋轉(zhuǎn)-超聲振動輔助電火花加工平臺,該平臺主要包括X、Y、Z軸直線運動以及旋轉(zhuǎn)軸等四軸運動.針對旋轉(zhuǎn)超聲振動輔助電火花加工平臺的結(jié)構(gòu)特點,分析了機床各主要運動部件產(chǎn)生的誤差,采用多體系統(tǒng)理論描述其結(jié)構(gòu)關(guān)系,以齊次坐標變換法推導(dǎo)出了各軸幾何誤差模型,建立了使幾何誤差-成本最小化和幾何誤差-可靠性最大化的優(yōu)化函數(shù).使用ISIGHT和MATLAB集成采用NSGA-II算法的方法進行了優(yōu)化分析,表明該模型能夠在保證精度的前提下適當降低成本,提高可靠性.

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【部分圖文】：

圖1 機床結(jié)構(gòu)簡圖和實物

該平臺主體為X-Y-Z3軸工作臺,3個直線軸都采用導(dǎo)軌絲杠并使用伺服電機驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式.X、Y軸成十字形放置,Z軸豎直立于加工平臺上.X軸滑動板上安裝工作液槽及工件裝夾裝置;旋轉(zhuǎn)超聲主軸由電機、超聲托架、旋轉(zhuǎn)-超聲振動裝置和工具電極等構(gòu)成(圖2),Z軸帶動旋轉(zhuǎn)主軸在縱向運動.圖....

圖2 主軸旋轉(zhuǎn)超聲振動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖1機床結(jié)構(gòu)簡圖和實物表1主軸旋轉(zhuǎn)-超聲振動輔助微細電火花加工機床主要技術(shù)參數(shù)Table1Maintechnicalparametersofspindlerotation-ultrasonicvibrationassistedmicro-EDMmachi....

圖3 拓撲結(jié)構(gòu)示意

多體系統(tǒng)理論對復(fù)雜機械具有比較強的概述能力,能夠考慮周詳影響系統(tǒng)的各種因素及耦合關(guān)系[14].首先利用多體系統(tǒng)理論得到該平臺的拓撲結(jié)構(gòu),如圖3所示.該平臺可分為兩條結(jié)構(gòu)支鏈:一條為床身—Y軸—X軸—工件;另一條為床身—Z軸—主軸(C軸)—電極.主軸旋轉(zhuǎn)-超聲振動輔助微細電火花加工....

圖4 設(shè)計變量優(yōu)化結(jié)果

將所有優(yōu)化后的參數(shù)代入式(4)模型中,得到的加工精度能夠滿足預(yù)定的精度要求.ex,ey,ez的預(yù)定值分別是0.01mm,優(yōu)化值分別為0.0015,0.002,0.0065.優(yōu)化結(jié)果如圖5所示.圖5整體精度優(yōu)化結(jié)果

本文編號：4042105