本文關(guān)鍵詞：滾動功能部件精度衰退模型及精度保持性研究

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【摘要】：滾動功能部件是以滾動摩擦代替滑動摩擦為特征的零部件組成,它包括滾珠絲杠副、滾動直線導(dǎo)軌副等幾大類。具備高效省能、精密定位、精密導(dǎo)向等優(yōu)點(diǎn),其作為重要的基礎(chǔ)功能部件廣泛應(yīng)用于機(jī)床、醫(yī)療、航天、汽車等領(lǐng)域。本課題以國家科技重大專項(xiàng)“國產(chǎn)滾動功能部件在中高檔數(shù)控機(jī)床上的示范應(yīng)用”(項(xiàng)目編號2012ZX04011-021)為背景,針對國產(chǎn)中高檔數(shù)控機(jī)床配套的國產(chǎn)滾動功能部件在精度保持性方面與國外同類產(chǎn)品存在很大差距這一突出問題,以VMC850E立式加工中心上X軸的國產(chǎn)某型號滾動直線導(dǎo)軌副和滾珠絲杠副為研究對象,對其進(jìn)行了精度衰退基礎(chǔ)理論研究、精度保持性試驗(yàn)臺設(shè)計開發(fā)和精度保持性試驗(yàn)的研究。通過以上研究,可以得到其精度衰退規(guī)律,為滾動功能部件和機(jī)床整體的性能測試、壽命預(yù)測,以及產(chǎn)品的進(jìn)一步升級改進(jìn)提供參考。在基礎(chǔ)理論研究方面,分析了滾動功能部件的精度衰退機(jī)理和影響精度衰退的因素。針對滾珠和滾道間的彈性變形和摩擦磨損這兩個主要原因,基于赫茲(Hertz)接觸理論,對加載條件下導(dǎo)軌副和絲杠副的接觸部分進(jìn)行受力和彈性變形分析,計算變形量;基于Archard磨損理論、運(yùn)動特征和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對滾動體和滾道在加載條件運(yùn)行一定里程后的磨損量進(jìn)行預(yù)測。在兩者基礎(chǔ)上分別建立了滾動導(dǎo)軌副和滾珠絲杠副的精度衰退預(yù)測模型。本模型可以理論分析精度的衰退量隨時間的變化情況。在試驗(yàn)臺的設(shè)計方面,根據(jù)提出的試驗(yàn)?zāi)康暮托阅芤?在VMC850E立式加工中心基礎(chǔ)上提出改造總體方案。對需要重新設(shè)計的機(jī)械結(jié)構(gòu),基于SolidWorks軟件建立三維模型。最終搭建了包括運(yùn)動控制系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)的硬件平臺。在精度保持性試驗(yàn)研究方面,計算了實(shí)際銑削工況下導(dǎo)軌滑塊和絲杠螺母的動態(tài)等效平均負(fù)載,以此為依據(jù)確定試驗(yàn)載荷。針對設(shè)計的試驗(yàn)臺,提出了精度保持性試驗(yàn)的恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)方案以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析和評定方法。并對滾動直線導(dǎo)軌副進(jìn)行了試驗(yàn)。
【關(guān)鍵詞】：滾動直線導(dǎo)軌副 滾珠絲杠副 精度衰退預(yù)測模型 試驗(yàn)臺設(shè)計 精度保持性試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG502.3
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 緒論13-23
• 1.1 引言13-15
• 1.2 滾動功能部件產(chǎn)品和行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.3 滾動功能部件精度保持性研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.1 滾動功能部件精度保持性基礎(chǔ)理論研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3.2 滾動功能部件測試和試驗(yàn)設(shè)備研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3.3 滾動功能部件精度保持性試驗(yàn)研究現(xiàn)狀19-20
• 1.4 論文研究的內(nèi)容20-22
• 1.4.1 課題背景及目的20
• 1.4.2 論文主要研究內(nèi)容20-22
• 1.5 本章小結(jié)22-23
• 第2章 建立滾動功能部件精度衰退預(yù)測模型23-38
• 2.1 滾動功能部件概述23-25
• 2.1.1 滾動直線導(dǎo)軌副23-24
• 2.1.2 滾珠絲杠副24-25
• 2.2 滾動功能部件精度衰退機(jī)理分析25-26
• 2.3 建立滾動直線導(dǎo)軌副精度衰退預(yù)測模型26-32
• 2.3.1 滾動直線導(dǎo)軌副彈性接觸變形26-30
• 2.3.2 滾動直線導(dǎo)軌副磨損量預(yù)測30-32
• 2.3.3 滾動直線導(dǎo)軌副精度衰退預(yù)測模型32
• 2.4 建立滾珠絲杠副的精度衰退預(yù)測模型32-37
• 2.4.1 滾珠絲杠副軸向彈性接觸變形32-35
• 2.4.2 滾珠絲杠副磨損量預(yù)測35-37
• 2.4.3 滾珠絲杠副精度衰退預(yù)測模型37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 第3章 模擬實(shí)際銑削工況下滾動導(dǎo)軌副和滾珠絲杠副受力計算38-51
• 3.1 機(jī)床正常工作時的工況參數(shù)38-40
• 3.2 模擬實(shí)際加工靜態(tài)銑削力計算40-43
• 3.3 模擬走刀路線43
• 3.4 工作臺滾動直線導(dǎo)軌副滑塊受力的理論計算43-48
• 3.4.1 作用在X軸導(dǎo)軌滑塊上負(fù)載的計算43-46
• 3.4.2 平均載荷和動態(tài)等效載荷的計算46-48
• 3.5 工作臺滾珠絲杠副受力的理論計算48-50
• 3.6 本章小結(jié)50-51
• 第4章 滾動功能部件精度保持性試驗(yàn)臺設(shè)計51-68
• 4.1 試驗(yàn)臺的功能要求和性能指標(biāo)52-53
• 4.2 試驗(yàn)臺的整體構(gòu)成及工作原理53-55
• 4.3 試驗(yàn)臺機(jī)械結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計55-58
• 4.3.1 工作臺55
• 4.3.2 試驗(yàn)臺驅(qū)動部分55-56
• 4.3.3 試驗(yàn)載荷施加機(jī)構(gòu)56-58
• 4.4 測控系統(tǒng)部分設(shè)計58-61
• 4.4.1 運(yùn)動控制系統(tǒng)58-59
• 4.4.2 數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)59
• 4.4.3 測控軟件系統(tǒng)59-61
• 4.5 試驗(yàn)測量裝置的設(shè)計和工作原理61-65
• 4.5.1 精度指標(biāo)和測量原理61-62
• 4.5.2 試驗(yàn)平臺精度測量裝置結(jié)構(gòu)和測量方法62-65
• 4.6 試驗(yàn)臺性能的分析和評估65-66
• 4.7 試驗(yàn)臺的安裝和使用66-67
• 4.7.1 試驗(yàn)臺的安裝66
• 4.7.2 試驗(yàn)臺工作條件要求66-67
• 4.8 本章小結(jié)67-68
• 第5章 滾動功能部件精度保持性試驗(yàn)研究68-77
• 5.1 試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)68
• 5.2 試件準(zhǔn)備和試驗(yàn)條件68-70
• 5.2.1 被測試驗(yàn)滾動功能部件的準(zhǔn)備68-69
• 5.2.2 試驗(yàn)條件69
• 5.2.3 潤滑與防護(hù)69-70
• 5.3 加速壽命試驗(yàn)方法70-72
• 5.3.1 加速壽命試驗(yàn)概念70-71
• 5.3.2 加速壽命試驗(yàn)方法類型和特點(diǎn)71-72
• 5.3.3 本次試驗(yàn)方法的選擇72
• 5.4 試驗(yàn)加載載荷的計算72-73
• 5.5 試件精度失效判據(jù)和試驗(yàn)終止條件73-74
• 5.6 滾動導(dǎo)軌副試驗(yàn)過程74-75
• 5.6.1 試驗(yàn)參數(shù)和程序設(shè)定74
• 5.6.2 試驗(yàn)步驟74-75
• 5.7 試驗(yàn)說明和注意事項(xiàng)75-76
• 5.8 本章小結(jié)76-77
• 第6章 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析77-86
• 6.1 滾動直線導(dǎo)軌副測量數(shù)據(jù)處理方法77-78
• 6.2 試驗(yàn)精度保持時間的轉(zhuǎn)化78-79
• 6.3 試驗(yàn)結(jié)果分析79-85
• 6.3.1 試驗(yàn)過程溫度變化監(jiān)測79-80
• 6.3.2 測量數(shù)據(jù)處理80-83
• 6.3.3 精度變化記錄及分析83-85
• 6.4 本章小結(jié)85-86
• 結(jié)論86-88
• 參考文獻(xiàn)88-93
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果93-94
• 致謝94-95

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3 本報記者 蘭海俠;品牌尚缺失 滾動功能部件企業(yè)是良機(jī)？[N];機(jī)電商報;2006年

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5 本報記者 蘭海俠;試水滾動功能部件產(chǎn)業(yè) “后來者”勝算幾何？[N];機(jī)電商報;2006年

6 本報記者 徐俊霞;進(jìn)口替代，滾動功能部件產(chǎn)業(yè)化戰(zhàn)略加速[N];機(jī)電商報;2006年

7 黃祖堯;功能部件產(chǎn)業(yè)的振興從哪里入手？[N];機(jī)電商報;2006年

8 黃祖堯;功能部件的產(chǎn)業(yè)瓶頸是怎樣形成的？[N];機(jī)電商報;2006年

9 黃祖堯;滾動功能部件行業(yè)：致力于國產(chǎn)化、產(chǎn)業(yè)化[N];機(jī)電商報;2008年

10 黃祖堯北京機(jī)床研究所享受國務(wù)院特殊津貼的教授級高工，中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會滾動功能部件專業(yè)分會首任秘書長、現(xiàn)任顧問。;應(yīng)對金融危機(jī) 滾動功能部件產(chǎn)業(yè)探索市場多元化(上)[N];機(jī)電商報;2008年

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3 李旭明;滾動功能部件精度保持性測試實(shí)驗(yàn)平臺的研究與開發(fā)[D];沈陽理工大學(xué);2014年

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本文編號：911238