高端裝備制造業(yè)的快速發(fā)展對(duì)數(shù)控機(jī)床的加工精度提出了更高的要求,在數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)階段,實(shí)現(xiàn)加工精度的預(yù)測(cè)是保證零件質(zhì)量可靠性的重要手段。建立加工精度預(yù)測(cè)模型時(shí),傳統(tǒng)的建模方法廣泛采用單一系統(tǒng)獨(dú)立建模的形式,這種設(shè)計(jì)方法不僅不能保證機(jī)床整機(jī)的可靠性,而且未考慮各子系統(tǒng)之間的耦合因素。本文利用集成建模方法建立了機(jī)床多系統(tǒng)耦合條件下的加工精度預(yù)測(cè)模型,基于預(yù)測(cè)模型分析了系統(tǒng)參數(shù)與加工誤差之間的關(guān)系。本文具體的研究?jī)?nèi)容如下:首先,利用ANSYS建立了機(jī)床基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)件的有限元模型,通過模態(tài)縮減法降低了有限元模型的自由度數(shù)量。針對(duì)模型的系統(tǒng)矩陣與低階轉(zhuǎn)換矩陣的維數(shù)高且計(jì)算復(fù)雜,利用有限元模型獲取了系統(tǒng)的頻響函數(shù),通過提取頻響函數(shù)在指定坐標(biāo)處的固有模態(tài)辨識(shí)出傳遞函數(shù)矩陣,并在MATLAB/Simulink中建立了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)件的狀態(tài)空間方程,減小了模型的計(jì)算復(fù)雜程度。接著,利用集中參數(shù)法建立了伺服系統(tǒng)的參數(shù)方程,并利用狀態(tài)空間法將伺服系統(tǒng)的機(jī)電耦合參數(shù)方程轉(zhuǎn)換為狀態(tài)空間方程,以更好地描述機(jī)電耦合系統(tǒng)內(nèi)部變量與輸入/輸出之間的關(guān)系。之后將基礎(chǔ)件狀態(tài)空間方程與伺服系統(tǒng)狀態(tài)空間方程進(jìn)行耦合建立了機(jī)床整機(jī)動(dòng)力學(xué)模型... 

【文章來(lái)源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
        1.2.1 數(shù)控機(jī)床動(dòng)力學(xué)模型研究現(xiàn)狀
        1.2.2 加工精度預(yù)測(cè)方法及在機(jī)床設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 機(jī)電耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的建立與驗(yàn)證
    2.1 引言
    2.2 機(jī)電耦合系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程及動(dòng)態(tài)特性評(píng)價(jià)指標(biāo)
    2.3 基于模態(tài)縮減法的基礎(chǔ)件動(dòng)力學(xué)模型
        2.3.1 模態(tài)縮減理論及相關(guān)應(yīng)用
        2.3.2 基于模態(tài)縮減理論的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)件有限元建模
        2.3.3 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)件縮減模型的頻率響應(yīng)分析
    2.4 交流伺服系統(tǒng)建模與性能分析
        2.4.1 交流伺服系統(tǒng)概述及組成單元
        2.4.2 伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
        2.4.3 交流伺服系統(tǒng)的參數(shù)整定及響應(yīng)特性分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 切削力模型的建立
    3.1 引言
    3.2 主軸-刀具系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型
        3.2.1 主軸-刀具系統(tǒng)銑削交互過程建模
        3.2.2 刀具偏置的計(jì)算模型
        3.2.3 未變形切屑厚度的界定
    3.3 切削力多頻激勵(lì)的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 加工精度集成預(yù)測(cè)模型的建立
    4.1 引言
    4.2 多系統(tǒng)耦合的集成建模方法
    4.3 機(jī)床整機(jī)精度預(yù)測(cè)模型的建立
        4.3.1 集成預(yù)測(cè)模型的結(jié)構(gòu)組成
        4.3.2 機(jī)床整機(jī)集成預(yù)測(cè)模型
    4.4 精度預(yù)測(cè)模型的動(dòng)態(tài)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)
        4.4.1 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)特性
        4.4.2 基于定位精度的評(píng)價(jià)指標(biāo)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于集成預(yù)測(cè)模型的加工精度預(yù)測(cè)和分析
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)輪廓曲線及實(shí)驗(yàn)機(jī)床
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)量設(shè)備
    5.3 切削加工實(shí)驗(yàn)及仿真預(yù)測(cè)
        5.3.1圓臺(tái)工件切削加工實(shí)驗(yàn)
        5.3.2 圓臺(tái)工件加工仿真
        5.3.3 切削實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果對(duì)比
    5.4 基于集成預(yù)測(cè)模型的加工精度分析
        5.4.1 控制系統(tǒng)增益對(duì)加工精度的影響
        5.4.2 切削參數(shù)對(duì)加工精度的影響
        5.4.3 主軸振動(dòng)對(duì)加工精度的影響
    5.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    總結(jié)
    展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及科研情況



本文編號(hào)：3631235