基于“S”形試件的機(jī)床剛度特性檢驗(yàn)方法研究.pdf

1、“S”形檢驗(yàn)試件是成都飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)提出的一種用于檢驗(yàn)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床動(dòng)態(tài)精度的新型檢驗(yàn)試件，目前已用于機(jī)床的驗(yàn)收工作中，且得到了良好的使用結(jié)果。新型檢驗(yàn)試件的檢測(cè)機(jī)理研究尚不夠完善，已成為其國際化標(biāo)準(zhǔn)制定和進(jìn)一步推廣應(yīng)用的瓶頸。本文以清華大學(xué)聯(lián)合電子科技大學(xué)以及其他眾多高校、機(jī)床廠商等的合作項(xiàng)目“五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床精度測(cè)評(píng)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)”為背景，以一臺(tái) A/C擺角五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床為研究對(duì)象，通過對(duì)機(jī)床彈性變形、運(yùn)動(dòng)控制策略和試件曲率的綜合研究，理

2、論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，研究“S”形檢驗(yàn)試件對(duì)機(jī)床剛度特性的檢驗(yàn)方法。論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)以機(jī)床滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，建立了考慮結(jié)合面特性的數(shù)控機(jī)床滾珠絲杠直線進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上得到了機(jī)床平動(dòng)坐標(biāo)軸的扭轉(zhuǎn)、軸向和垂直方向的彈性變形模型，根據(jù)五軸機(jī)床運(yùn)動(dòng)原理將機(jī)床各坐標(biāo)軸的彈性變形耦合到刀尖點(diǎn)，得到了試件上因機(jī)床彈性變形導(dǎo)致的輪廓度誤差模型。
　　(2)研究了機(jī)床彈性變形引起的輪廓度誤差與

3、試件曲率之間的關(guān)系。在 matlab中實(shí)現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)的控制策略算法，通過獲取到的“S”形檢驗(yàn)試件的后置指令，計(jì)算得到了機(jī)床在加工“S”形檢驗(yàn)試件過程中各個(gè)坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的速度和加速度。結(jié)合建立的試件輪廓度誤差模型和計(jì)算得到的機(jī)床坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，得到了機(jī)床加工過程中因彈性變形造成的試件輪廓度誤差的仿真結(jié)果，并在此基礎(chǔ)之上進(jìn)一步分析了機(jī)床彈性變形引起的輪廓度誤差與加工試件曲率之間的關(guān)系，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了上述結(jié)論。
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