基于多體系統(tǒng)理論構(gòu)建數(shù)控機(jī)床刀具-工件相對(duì)位姿誤差與幾何誤差源的映射模型,是實(shí)現(xiàn)機(jī)床結(jié)構(gòu)件公差分配、滾動(dòng)導(dǎo)軌和支撐軸承選型的前沿共性技術(shù),其瓶頸問題是如何構(gòu)建考慮剛彈位移耦合的滾動(dòng)導(dǎo)軌安裝面與運(yùn)動(dòng)副之間的誤差傳遞關(guān)系,即誤差均化作用系數(shù)。本論文緊密結(jié)合國家數(shù)控機(jī)床科技重大專項(xiàng)課題研究任務(wù),重點(diǎn)研究直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副誤差傳遞機(jī)理、以及構(gòu)建滾動(dòng)導(dǎo)軌安裝面與運(yùn)動(dòng)副間誤差映射規(guī)律的方法,仿真與試驗(yàn)分析相結(jié)合,定量確定誤差均化作用系數(shù),為真正實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床整體幾何精度匹配設(shè)計(jì)、裝配工藝誤差優(yōu)化奠定理論基礎(chǔ)。基于赫茲接觸理論,推導(dǎo)出滾動(dòng)體接觸變形和接觸壓力的經(jīng)驗(yàn)公式,對(duì)單滑塊進(jìn)行力學(xué)分析,求解出單滑塊的承載力,建立了單滑塊承載力和導(dǎo)軌幾何誤差的傳遞函數(shù)模型,基于四滑塊滾動(dòng)導(dǎo)軌副的力與力矩平衡方程和滑塊變形與工作臺(tái)變形的關(guān)系式,構(gòu)建了工作臺(tái)位姿誤差和導(dǎo)軌幾何誤差的映射模型。提出了誤差均化系數(shù)定義方法,并以法向直線度誤差為例,揭示了誤差均化作用機(jī)理。在上述理論分析的基礎(chǔ)上,基于有限元中的彈簧單元法,構(gòu)建導(dǎo)軌-工作臺(tái)仿真分析模型,對(duì)影響誤差均化作用的工作臺(tái)剛度、滑塊剛度、導(dǎo)軌副跨距、均布載荷、預(yù)緊量和幾何誤差... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

基于彈簧單元(a)單滑塊的網(wǎng)格劃分；

第三章滾動(dòng)導(dǎo)軌副誤差均化作用仿真方法53圖3-35擬合得出的非線性回歸函數(shù)曲面形狀Figure3-35Thefittingthesurfacecurveofnonlinearregressionfunction由分析結(jié)果可知，導(dǎo)軌基面誤差頻率越高時(shí)，導(dǎo)軌上表面誤差值越小，同時(shí)對(duì)于SRGR45的滾動(dòng)導(dǎo)軌副而言，當(dāng)導(dǎo)軌滾道面誤差為垂直拱形誤差，系數(shù)a=-1.5，系數(shù)c=0.004時(shí)，均化效果最好。3.8本章小結(jié)在上述理論分析的基礎(chǔ)上，采用彈簧單元法構(gòu)建了導(dǎo)軌-工作臺(tái)的仿真模型，并通過有限元計(jì)算得出各項(xiàng)影響因素和導(dǎo)軌幾何誤差形態(tài)對(duì)誤差均化作用的影響規(guī)律，通過非線性回歸分析得出均化系數(shù)和導(dǎo)軌幾何誤差系數(shù)的關(guān)系式。構(gòu)建了導(dǎo)軌安裝基面-導(dǎo)軌的仿真模型，對(duì)基面刮研誤差對(duì)均化作用的影響規(guī)律進(jìn)行了初步分析。(1)基于接觸力學(xué)中的赫茲接觸理論，使用分段函數(shù)法建立單滑塊的等效剛度模型，并與制造商提供的剛度曲線進(jìn)行對(duì)比，最大等效誤差不超過11.1%，證明等效模型的正確性。(2)基于彈簧單元法，建立導(dǎo)軌-工作臺(tái)的仿真分析模型，并分析工作臺(tái)剛度、滑塊剛度、導(dǎo)軌副跨距、均布載荷、預(yù)緊量、導(dǎo)軌誤差輸入的波長、相位、幅值以及導(dǎo)軌幾何誤差形態(tài)、導(dǎo)軌尺寸對(duì)均化作用的影響規(guī)律，并與力學(xué)分析相對(duì)比，得出仿真分析的正確性。(3)基于有限元中的螺栓預(yù)緊力建模方法，建立導(dǎo)軌基面-導(dǎo)軌有限元模型，并分析螺栓和波形誤差相對(duì)位置、基面誤差頻率對(duì)均化作用的影響規(guī)律，規(guī)律表明，導(dǎo)軌上表面垂直方向的變形值隨著導(dǎo)軌基面誤差頻率的增大而減小，且逐漸

第四章滾動(dòng)導(dǎo)軌副誤差均化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建57圖4-1準(zhǔn)直儀測量導(dǎo)軌安裝基面誤差Figure4-1Themethodofmeasuringthebaseerrorofguiderailwithcollimator導(dǎo)軌滾道面誤差測量導(dǎo)軌滾道面誤差測量分為相對(duì)測量和絕對(duì)測量兩種方式。相對(duì)測量是將千分表通過磁性表座吸附在滑塊或工作臺(tái)上，千分表表頭與要檢測的滾道面接觸且夾角為銳角，導(dǎo)軌滾道面誤差為千分表測得的誤差減去滑塊直線度誤差或工作臺(tái)直線度誤差。該方法操作簡單，但測量精度較低。絕對(duì)測量需要高精度平尺、L型測量夾具和千分表配合使用，首先要調(diào)整平尺與左導(dǎo)軌平行，將平尺放置在床身上，千分表吸附在滑塊上面，千分表的表針分別與平尺的上表面和側(cè)面接觸，如圖4-2所示，重復(fù)測量兩次。圖4-2平尺平行度測量調(diào)整Figure4-2Adjustmentmethodforparallelismofflatruler第二步，將千分表吸附在L型測量夾具上面，千分表的表針與測量的滾道面夾角成銳角。移動(dòng)L型測量夾具，每次移動(dòng)100mm，重復(fù)測量兩次，記錄千分

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]導(dǎo)軌平行度誤差對(duì)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)誤差影響的建模與分析[J]. 何改云,王凱,郭龍真,丁伯慧.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2015(11)
[2]導(dǎo)軌滑塊結(jié)合部的非線性剛度等效建模研究[J]. 楊濤,張為民,楊勇.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2013(08)
[3]固定結(jié)合面法向靜態(tài)特性模型研究[J]. 張慧鋒,關(guān)立文,李金峰.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2012(08)
[4]界面元法在機(jī)械結(jié)構(gòu)結(jié)合部問題中的應(yīng)用[J]. 石坤,宋俐,師俊平.  中國機(jī)械工程. 2012(11)
[5]機(jī)床結(jié)構(gòu)結(jié)合面靜態(tài)特性研究與內(nèi)聚力模擬[J]. 隋立軍,田曉耕,盧天健.  固體力學(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
[6]一種計(jì)及滑塊裙部變形的滾珠直線導(dǎo)軌副模態(tài)分析方法[J]. 陳汀,黃其柏.  中國機(jī)械工程. 2012(02)
[7]基于SolidWorks Simulation的電主軸單元實(shí)驗(yàn)平臺(tái)回轉(zhuǎn)結(jié)合部有限元分析[J]. 王明威,沈浩,靳嵐,趙躍超,謝黎明.  機(jī)械制造. 2011(04)
[8]靜壓導(dǎo)軌誤差均化效應(yīng)影響因素研究[J]. 薛飛,趙萬華.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(11)
[9]數(shù)控化再制造機(jī)床導(dǎo)軌結(jié)合面剛度分析[J]. 浦秋林,黃筱調(diào),洪榮晶.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2010(10)
[10]基于非線性的數(shù)控機(jī)床結(jié)合部動(dòng)力學(xué)特性研究[J]. 劉春時(shí),孫偉,李小彭,張義民.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2009(08)

碩士論文
[1]機(jī)械結(jié)合面參數(shù)識(shí)別及其裝配性能預(yù)測[D]. 王智淵.蘭州理工大學(xué) 2010
[2]直線滾動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)合面動(dòng)態(tài)特性的研究[D]. 李慎奎.東北大學(xué) 2008
[3]基于ANSYS的螺栓固定結(jié)合面建模方法研究[D]. 劉啟偉.東北大學(xué) 2008
[4]滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副靜剛度的研究及過渡曲線的設(shè)計(jì)[D]. 應(yīng)強(qiáng).江南大學(xué) 2007
[5]滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的力學(xué)性能研究[D]. 王盤銘.華中科技大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3074751