本文關鍵詞：五軸數(shù)控機床同步誤差的測量與摩擦影響分析

  更多相關文章： 龍門五軸運動機床 綜合誤差建模 幾何誤差測量 三維建模 瞬態(tài)動力分析

【摘要】：龍門五軸數(shù)控機床具備結構剛性強、效率高、加工行程廣等優(yōu)點,尤其是在復雜平滑曲面的加工中占重要地位,同時也是汽車、模具、航天航空精密復雜零部件加工的重要設備,已經(jīng)成為現(xiàn)代金屬切削機床的一種通用設備。五軸聯(lián)動機床代表制造業(yè)先進技術的集成方向,在很大程度上決定生產(chǎn)加工質(zhì)量、效率。五軸數(shù)控加工技術優(yōu)越性能,因為刀具在不用更換夾具重新裝夾就能實現(xiàn)任意方向加工,大大減少了切削時間,材料切除率提高,表面精度也提高,但五軸機床由于直線軸與旋轉軸聯(lián)動,剛性差精度難以保證,所以加工精度要比三軸低。因此減小五軸機床誤差成為研究重要目標,實現(xiàn)的技術也較難。本論文研究內(nèi)容有：(1)龍門五軸機床的誤差源和誤差運動學分析。本論文對五軸數(shù)控機床的結構特點做了說明,并且詳細的分析了移動副和轉動副誤差,給出了誤差運動學方程,并進行綜合誤差建模,同時建立了基于摩擦的動力學模型。使后續(xù)機床誤差測量補償更加精確。(2)針對本論文中的大型龍門五軸機床制作了一定比例的簡易機床模型,并且通過兩種儀器分別進行幾何誤差的測量：第一種是利用Renishaw XL-80激光干涉儀對機床運動時的線性定位誤差和俯仰角誤差進行測量。第二種是利用DongDu IM-2DT電子式水平儀對滑塊的偏擺誤差進行測量。(3)通過SolidWorks對五軸機床進行三維建模,導入Ansys Workbench進行有限元仿真分析。對兩個軟件進行介紹,闡述了有限元分析原理及方法,然后對本文有限元分析前處理做解釋說明。(4)對龍門五軸數(shù)控機床進行瞬態(tài)動力仿真分析,從三個方面對機床進行研究：導軌摩擦系數(shù)為變量、橫梁所處滑枕位置(重心變化)為變量、刀具切削力矩方向為變量。通過仿真提取得到加工過程中隨時間位移變化的同步誤差和最大應力應變。將分析結果與實驗測量結果進行比較,得出結論。
【關鍵詞】：龍門五軸運動機床 綜合誤差建模 幾何誤差測量 三維建模 瞬態(tài)動力分析
【學位授予單位】：延邊大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-16
• 第1章 緒論16-21
• 1.1 課題來源及意義16-17
• 1.2 五軸聯(lián)動機床特點17-18
• 1.3 國內(nèi)外五軸機床相關研究18-19
• 1.3.1 機床誤差建模國內(nèi)外相關研究18-19
• 1.3.2 機床誤差測量相關研究19
• 1.3.3 機床誤差仿真相關研究19
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容19-20
• 1.5 本章小結20-21
• 第2章 五軸機床幾何誤差及摩擦的影響21-31
• 2.1 雙擺頭五軸加工中心介紹21-24
• 2.1.1 雙擺頭五軸加工中心簡介21
• 2.1.2 雙擺頭五軸加工中心的技術參數(shù)21-24
• 2.2 數(shù)控機床誤差源分析24-25
• 2.3 五軸加工中心的幾何誤差與建模25-28
• 2.3.1 幾何誤差分析25-26
• 2.3.2 誤差建模26-28
• 2.4 摩擦對進給運動系統(tǒng)精度的影響28-30
• 2.4.1 摩擦形成因素及影響28-30
• 2.4.2 建立摩擦動力學模型30
• 2.5 本章小結30-31
• 第3章 五軸機床誤差的實驗測量31-43
• 3.1 機床的誤差測量31-32
• 3.1.1 機床的各類誤差測量技術31
• 3.1.2 利用儀器測量直線定位誤差與各偏轉角度誤差31-32
• 3.2 RenishawXL-80激光干涉儀的應用與測量32-40
• 3.2.1 XL-80測量系統(tǒng)組成與特點32-34
• 3.2.2 激光干涉儀測量方法34-35
• 3.2.3 激光干涉儀的測量步驟35-36
• 3.2.4 激光干涉儀的測量結果與分析36-40
• 3.3 IM-2DT電子式水平儀的應用與測量40-42
• 3.3.1 電子式水平儀簡介40
• 3.3.2 電子式水平儀測量原理40-41
• 3.3.3 電子式水平儀測量結果與分析41-42
• 3.4 本章小結42-43
• 第4章 五軸機床的建模及分析軟件介紹43-54
• 4.1 應用軟件概述43-45
• 4.1.1 SolidWorks軟件介紹43-44
• 4.1.2 Workbench軟件介紹44
• 4.1.3 SolidWorks與Workbench的連接44-45
• 4.2 龍門五軸機床各零件的建模與裝配45-46
• 4.3 有限元分析原理46-47
• 4.4 瞬態(tài)動力仿真分析原理及方法47-48
• 4.5 創(chuàng)建剛柔耦合模型48
• 4.6 有限元分析前處理48-53
• 4.6.1 材料、單元類型、零部件屬性、局部坐標系設置48-50
• 4.6.2 設置接觸和添加運動副、劃分網(wǎng)格50
• 4.6.3 施加約束和載荷、設置時間步長50-52
• 4.6.4 五軸機床S運動路徑規(guī)劃52-53
• 4.7 本章小結53-54
• 第5章 瞬態(tài)動力學仿真分析54-67
• 5.1 基于摩擦系數(shù)為變量瞬態(tài)動力學仿真分析54-58
• 5.1.1 施加邊界條件及約束54-55
• 5.1.2 后處理結果提取與分析55-58
• 5.1.3 結論58
• 5.2 基于滑枕位姿為變量瞬態(tài)動力學仿真分析58-62
• 5.2.1 施加邊界條件及約束58-59
• 5.2.2 結果提取與分析59-62
• 5.2.3 結論62
• 5.3 基于刀具切削方向為變量瞬態(tài)動力學仿真分析62-66
• 5.3.1 施加邊界條件及約束62-63
• 5.3.2 結果提取與分析63-65
• 5.3.3 結論65-66
• 5.4 本章小結66-67
• 第6章 結論67-69
• 6.1 結論67-68
• 6.2 主要創(chuàng)新點68
• 6.3 展望與思考68-69
• 參考文獻69-72
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文72-73
• 致謝73

【參考文獻】

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本文編號：916464