機床工藝系統(tǒng)建模及精度保證技術.pdf

1、隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展,人們對機械加工的精度不斷提出更高的要求,精密和超精密加工技術始終是人們研究的重點。本文針對車削工藝系統(tǒng)中存在的加工誤差進行分析,建立了車削工藝系統(tǒng)的靜態(tài)誤差模型和振動模型。設計了基于稀土超磁致伸縮材料的二維誤差補償機構,對工藝系統(tǒng)的誤差進行補償補償試驗。車削工藝系統(tǒng)主要由主軸、工件、刀央系統(tǒng)以尾架等組成。由于切削力的存在,在車削工件,特別是細長桿時,工藝系統(tǒng)將會發(fā)生變形,從而引起工件的加工誤差。本文對車削變截面細

2、長桿時工藝系統(tǒng)各組成部分的受力變形進行了分析,給出了工件誤差的計算結果。運用動力學相關原理,建立了卡盤--頂尖裝央下歐拉--伯努利型細長階梯梁的自由振動模型,求取了該工件自由振動時的同有頻率和模態(tài)函數(shù)。在ANSYS中建立的工件模型進行分析。在此基礎上,對工件在切削力作用下的受迫振動進行分析,給出了工件的受迫振動響應。
　　 本文針對切削加工中的顫振現(xiàn)象,在傳統(tǒng)單自由度顫振模型的基礎上,綜合考慮了工件的振動響應以及重合度系數(shù)的影響

3、,建立了兩自由度的切削系統(tǒng)模型。利用該模型對切削系統(tǒng)的振動響應及切削穩(wěn)定性進行仿真,分析了不同參數(shù)下系統(tǒng)發(fā)生顫振的臨界切削寬度。設計了基于柔性鉸鏈的二維微位移平臺,解決了兩個方向位移輸出的耦合問題,并與稀土超磁致伸縮驅(qū)動器一起組成了二維誤差補償機構。建立了該驅(qū)動器的Duhem遲滯模型和系統(tǒng)的傳遞函數(shù),在MATLAB中進行了仿真。使用基于Duhem逆模前饋的PID方法對誤差補償機構進行控制,仿真和實驗表明該控制方法消除了系統(tǒng)的遲滯非線性。