落地銑鏜加工中心主軸滑枕組件誤差補(bǔ)償技術(shù)研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文論文題目落地銑鏜加工中心主軸滑枕組件誤差補(bǔ)償技術(shù)研究研究生姓名周震東指導(dǎo)教師姓名王金娥專業(yè)名稱機(jī)械電子工程研究方向計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造論文提交日期2013年4月落地銑鏜加工中心主軸滑枕組件誤差補(bǔ)償技術(shù)研究中文摘要I落地銑鏜加工中心主軸滑枕組件誤差補(bǔ)償技術(shù)研究中文摘要對于具有滑枕結(jié)構(gòu)的臥式機(jī)床來說，其滑枕的懸伸變形成了影響整機(jī)精度的薄弱環(huán)節(jié)。落地銑鏜加工中心正屬于此類機(jī)床之一，落地銑鏜加工中心在加工過程中，主軸滑枕組件會(huì)伸出主

2、軸箱外，形成的懸臂梁結(jié)構(gòu)會(huì)在重力和切削力的作用下導(dǎo)致主軸軸線偏離理想位置，嚴(yán)重影響整機(jī)的加工精度和產(chǎn)品的加工質(zhì)量。本文以TH6918型落地銑鏜加工中心為研究對象，以有限元軟件ANSYS為分析工具，研究了主軸滑枕組件的變形情況，提出一套誤差補(bǔ)償方法，以減少滑枕懸伸下垂引起的誤差，提高加工精度。主要工作如下：1）通過對落地銑鏜加工中心的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，找出了主軸滑枕組件變形的主要原因。運(yùn)用材料力學(xué)的相關(guān)知識(shí)分別求得滑枕和鏜桿在不同行程上變

3、形量。運(yùn)用ANSYS計(jì)算在自重情況下，滑枕和鏜桿位于不同行程時(shí)，滑枕頭部和鏜桿頭部的變形情況，求出在不同在銑削力作用下的滑枕頭部變形情況。2）研究了以赫茲理論為基礎(chǔ)的軸承剛度的求解方法，并求得主軸軸承的剛度。以彈簧單元對軸承結(jié)合面進(jìn)行合理模擬建模，建立主軸滑枕組件的有限元模型。3）對滑枕進(jìn)行了模態(tài)和諧響應(yīng)分析，得到了滑枕的固有頻率和振型，分析了滑枕在不同頻率作用力下的變形情況。4）提出一套由滑枕撓度的誤差補(bǔ)償和主軸箱傾斜的誤差補(bǔ)償組成的

4、誤差補(bǔ)償系統(tǒng)。以有限元分析的結(jié)果作為依據(jù)，運(yùn)用線性疊加的方法計(jì)算滑枕頭部的垂直位移和角度變化，并通過多目標(biāo)線性規(guī)劃的方法合理配置拉桿液壓缸和平衡繩索液壓缸的壓力。將帶補(bǔ)償系統(tǒng)與不帶補(bǔ)償系統(tǒng)的滑枕頭部變形量進(jìn)行比較。5）針對滑枕的變形，設(shè)計(jì)出基于PLC的反饋控制系統(tǒng)。通過PLC控制減壓閥，減壓閥控制各個(gè)液壓缸的壓力，來控制補(bǔ)償機(jī)構(gòu)實(shí)施補(bǔ)償，再通過位置傳感器測量滑枕頭部誤差量進(jìn)行反饋控制，完成滑枕變形的補(bǔ)償。鏜桿的撓度補(bǔ)償問題，采用數(shù)控系統(tǒng)