大型龍門導(dǎo)軌磨床精密化關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究.pdf

1、本文是在國家自然科學(xué)基金（編號(hào)51275305）、高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金（編號(hào)20110073110041）、國家科技重大專項(xiàng)課題(編號(hào)2011Z X04015-031)、2013年度上海市引進(jìn)技術(shù)的吸收與創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目《基于動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)母呔却笾匦蛿?shù)控機(jī)床及其產(chǎn)業(yè)化》的大力支持下，開展針對(duì)上海重型機(jī)床廠的MK5225A重型數(shù)控龍門導(dǎo)軌磨床誤差機(jī)理研究工作。
　　對(duì)于機(jī)床加工定位誤差，目前我們主要可以從兩個(gè)方向去改善。首先

2、，從機(jī)床本身入手，運(yùn)用有限元分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論，從根本上改善引起機(jī)床加工定位精度變化的力、熱或幾何等特征；第二，運(yùn)用誤差補(bǔ)償理論，人為地構(gòu)造出一個(gè)反方向的誤差去補(bǔ)償?shù)毒咴械恼`差。兩者方法相輔相成，共同促使機(jī)床加工定位精度的提高。
　　本文主要致力于磨床整機(jī)的熱力耦合模態(tài)分析，建立有限元模型并進(jìn)行誤差的機(jī)理分析，找到受力及應(yīng)變的變化規(guī)律、溫度場及熱變形場的變化規(guī)律及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，建立誤差模型并進(jìn)行補(bǔ)償，最終達(dá)到減少誤差，提高加工精

3、度的目的。
　　主要研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　1、對(duì)所研究的MK5225 A重型數(shù)控龍門導(dǎo)軌磨床整機(jī)進(jìn)行有限元分析，由于數(shù)控導(dǎo)軌磨床結(jié)構(gòu)龐大，熱、力變形復(fù)雜，很多情況下還耦合在一起，所以分別對(duì)龍門導(dǎo)軌磨床進(jìn)行系統(tǒng)地?zé)?、力變形分析，找出其中的薄弱環(huán)節(jié)，為優(yōu)化設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。
　　2、對(duì)于一些對(duì)加工定位誤差有很大影響的零部件如橫梁系統(tǒng)，需要進(jìn)行更綜合全面的分析。這里結(jié)合導(dǎo)軌磨床生產(chǎn)實(shí)際，模擬橫梁體在三個(gè)位置變形模態(tài)，提出

4、筋格優(yōu)化設(shè)計(jì)分析方法，對(duì)橫梁體進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　3、針對(duì)導(dǎo)軌磨床基本的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，利用齊次坐標(biāo)變換理論，分別分析每一部件的各個(gè)誤差元素，并建立各自的齊次坐標(biāo)變換矩陣。通過對(duì)比理論、實(shí)際兩大齊次坐標(biāo)變換矩陣，推導(dǎo)出磨床左右磨頭三個(gè)方向綜合誤差模型，對(duì)誤差補(bǔ)償模型的建立有一定的推動(dòng)作用。
　　4、進(jìn)行磨床的直線度誤差檢測、建模及補(bǔ)償，主要測量了磨床的幾何誤差，用激光干涉儀測得，基于測量的數(shù)據(jù)，提出三次樣條插值函數(shù)對(duì)機(jī)床的誤差