本文關(guān)鍵詞：五軸機(jī)床熱誤差機(jī)理與綜合誤差補(bǔ)償策略研究

  更多相關(guān)文章： 五軸數(shù)控機(jī)床主軸 熱態(tài)特性 誤差檢測(cè) 綜合誤差建模 誤差補(bǔ)償

【摘要】：隨著復(fù)雜幾何零件的廣泛應(yīng)用,零件加工精度要求越來(lái)越高。多軸數(shù)控機(jī)床作為加工母機(jī),機(jī)床精度直接影響零件加工精度。而誤差是影響機(jī)床精度的關(guān)鍵因素之一,而幾何誤差與熱誤差約占機(jī)床總誤差70%左右。本文以自主研發(fā)的五軸機(jī)床為例,致力于研究熱誤差的機(jī)理、機(jī)床主軸的熱態(tài)特性、進(jìn)給軸熱和幾何誤差的測(cè)量、分離、建模方法以及誤差補(bǔ)償策略等內(nèi)容。本文主要研究工作包括以下幾點(diǎn)：1針對(duì)機(jī)床移動(dòng)副、轉(zhuǎn)動(dòng)副及主軸的誤差項(xiàng)進(jìn)行分析,研究主軸熱變形機(jī)理與熱特性理論。2創(chuàng)建主軸有限元分析模型,計(jì)算主軸的熱邊界條件,研究在約束邊界條件下主軸的溫度場(chǎng)及熱變形,并分析原因。分析主軸在不同轉(zhuǎn)速下熱變形情況。熱誤差是不容忽視的因素,提出改善主軸熱變形的措施。3研究機(jī)床導(dǎo)軌在幾何誤差和熱誤差影響下定位誤差與溫度的測(cè)量方法。根據(jù)不同溫升下的定位誤差曲線變化規(guī)律,分離幾何與熱誤差,分別創(chuàng)建幾何和熱誤差的模型,最后求得綜合誤差模型。4研究綜合誤差補(bǔ)償策略,提出基于測(cè)量技術(shù)的誤差補(bǔ)償方法。
【關(guān)鍵詞】：五軸數(shù)控機(jī)床主軸 熱態(tài)特性 誤差檢測(cè) 綜合誤差建模 誤差補(bǔ)償
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 緒論7-13
• 1.1 課題研究背景7-8
• 1.1.1 課題來(lái)源7
• 1.1.2 研究背景與意義7-8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-11
• 1.2.1 機(jī)床熱特性研究現(xiàn)狀8
• 1.2.2 誤差測(cè)量研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.3 誤差建模的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.4 誤差補(bǔ)償方法的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 本文主要內(nèi)容11-13
• 第二章 數(shù)控機(jī)床誤差分析13-24
• 2.1 引言13
• 2.2 數(shù)控機(jī)床誤差分類13-14
• 2.3 機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件誤差分析14-17
• 2.3.1 移動(dòng)副誤差分析14-15
• 2.3.2 轉(zhuǎn)動(dòng)副誤差分析15
• 2.3.3 垂直度誤差分析15-16
• 2.3.4 主軸的誤差分析16-17
• 2.4 熱態(tài)性能分析17-23
• 2.4.1 熱傳遞方式17-19
• 2.4.2 熱分析類型19-20
• 2.4.3 溫度場(chǎng)20
• 2.4.4 導(dǎo)熱微分方程20-22
• 2.4.5 定解條件22-23
• 2.4.6 溫度場(chǎng)求解方法23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第三章 五軸數(shù)控機(jī)床主軸熱特性分析24-45
• 3.1 引言24-25
• 3.2 熱分析方法與過(guò)程25-27
• 3.2.1 建立有限元模型25-26
• 3.2.2 網(wǎng)格劃分26-27
• 3.3 ANSYS熱—結(jié)構(gòu)耦合分析27-29
• 3.3.1 ANSYS熱—結(jié)構(gòu)耦合分析原理27-28
• 3.3.2 ANSYS熱—結(jié)構(gòu)耦合分析步驟28-29
• 3.4 主軸系統(tǒng)的有限元模型29-30
• 3.5 生熱率計(jì)算30-33
• 3.5.1 主軸電機(jī)損耗生熱30-32
• 3.5.2 靜壓軸承的摩擦生熱32-33
• 3.5.3 電機(jī)生熱率計(jì)算33
• 3.5.4 空氣軸承的生熱率計(jì)算33
• 3.6 空氣靜壓電主軸換熱系數(shù)計(jì)算33-36
• 3.6.1 電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子對(duì)流傳熱34
• 3.6.2 轉(zhuǎn)軸及轉(zhuǎn)子與周圍空氣的對(duì)流傳熱34
• 3.6.3 靜壓軸承與高速空氣流之間的對(duì)流傳熱34-35
• 3.6.4 主軸外殼與空氣間對(duì)流傳熱35
• 3.6.5 換熱系數(shù)確定35-36
• 3.7 靜壓主軸穩(wěn)態(tài)熱分析36-38
• 3.8 靜壓主軸瞬態(tài)熱分析38-40
• 3.9 靜壓主軸熱變形分析40-42
• 3.10 不同轉(zhuǎn)速對(duì)主軸變形的影響42-43
• 3.11 改善主軸熱變形措施43-44
• 3.12 本章小結(jié)44-45
• 第四章 基于定位誤差測(cè)量技術(shù)的機(jī)床綜合誤差補(bǔ)償策略研究45-60
• 4.1 引言45
• 4.2 五軸數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)分析45-46
• 4.3 導(dǎo)軌溫度和定位誤差測(cè)量46-52
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)方案46-47
• 4.3.2 定位誤差測(cè)量與儀器47-48
• 4.3.3 溫度測(cè)量與儀器48-51
• 4.3.4 測(cè)量結(jié)果51-52
• 4.4 定位誤差建模52-56
• 4.4.1 幾何誤差部分建模52-54
• 4.4.2 熱誤差部分建模54-56
• 4.4.3 綜合誤差模型56
• 4.5 綜合誤差補(bǔ)償策略56-59
• 4.5.1 誤差補(bǔ)償控制方式57-58
• 4.5.2 誤差補(bǔ)償方法58-59
• 4.5.3 基于測(cè)量技術(shù)的誤差補(bǔ)償策略59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 第五章 總結(jié)與展望60-62
• 5.1 全文總結(jié)60
• 5.2 展望60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-70
• 作者簡(jiǎn)介70
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果70-71

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 范晉偉,田越,宋國(guó)榮,黃旭東,康存鋒;基于14條位移線測(cè)量法的數(shù)控機(jī)床誤差參數(shù)辨識(shí)技術(shù)[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2000年02期

2 楊建國(guó);;數(shù)控機(jī)床誤差補(bǔ)償技術(shù)現(xiàn)狀與展望[J];航空制造技術(shù);2012年05期

3 吳光琳,林建平,李從心,阮雪榆;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控加工熱誤差補(bǔ)償[J];機(jī)床與液壓;2000年03期

4 盧熹,孫慶鴻,張建潤(rùn),陳南;CK1416型數(shù)控車床床身結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)優(yōu)化[J];機(jī)床與液壓;2003年02期

5 王延忠;閆涵;周元子;李秀琴;劉景垎;;龍門加工中心主軸系統(tǒng)熱態(tài)特性分析[J];機(jī)床與液壓;2008年05期

6 凡志磊;楊建國(guó);李中華;;一種數(shù)控機(jī)床幾何誤差多項(xiàng)式模型的階數(shù)選擇方法[J];機(jī)床與液壓;2009年10期

7 馬錫琪;數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差的測(cè)試裝置——雙球規(guī)測(cè)量?jī)x[J];計(jì)量與測(cè)試技術(shù);1996年04期

8 李永祥;童恒超;楊建國(guó);;灰色系統(tǒng)理論在機(jī)床熱誤差測(cè)點(diǎn)優(yōu)化中的應(yīng)用[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與研究;2006年03期

9 楊才久;殷國(guó)富;劉立新;方輝;陽(yáng)紅;;龍門加工中心主軸系統(tǒng)的熱態(tài)性能分析技術(shù)研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2011年11期

10 杜正春,楊建國(guó),關(guān)賀,竇小龍;制造機(jī)床熱誤差研究現(xiàn)狀與思考[J];制造業(yè)自動(dòng)化;2002年10期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 許紅琴;加工中心用電主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其仿真分析[D];南京理工大學(xué);2008年

2 王磊;非球面研拋機(jī)床關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真分析[D];長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：820619