基于“S”形檢驗試件的機床動態(tài)特性與加工精度關(guān)系分析.pdf

1、隨著加工制造行業(yè)的飛速發(fā)展，對于數(shù)控機床加工精度的要求自然也隨之不斷提高。作為影響加工精度的主要因素之一，數(shù)控機床的動態(tài)特性一直是學(xué)者們研究和探討的主要課題之一。“S”形檢驗試件（以下簡稱S試件）作為成飛公司在實踐總結(jié)中提出的一種新型檢驗試件，由于其獨特的造型設(shè)計，具有不同的幾何特性，能夠較好的反映數(shù)控機床的加工性能，但目前尚未建立S試件與機床性能間的映射關(guān)系。機床加工性能的評價以及加工誤差的溯源，都缺乏相應(yīng)的理論依據(jù)與技術(shù)支持，建立起

2、“S”形檢驗試件與數(shù)控機床性能之間的有效映射關(guān)系，將能夠有效解決上述問題。本文以S試件作為研究對象，分析機床動態(tài)特性在其加工精度上的表現(xiàn)規(guī)律，主要工作內(nèi)容如下：
　　1、基于PID控制理論，建立機床平動軸與旋轉(zhuǎn)軸的進給系統(tǒng)模型，并對模型進行動態(tài)性能的調(diào)整和優(yōu)化，分析其動剛度的變化規(guī)律。運用多體動力學(xué)理論建立一種通用的五軸數(shù)控機床仿真加工模型，在此基礎(chǔ)上可以有效地進行加工誤差的仿真，為建立數(shù)控機床動態(tài)特性與S試件加工誤差之間關(guān)系的研

3、究奠定基礎(chǔ)。
　　2、分析S試件所具有的兩種典型幾何特性—曲率、開閉角對動態(tài)加工誤差的影響。通過圖形分析與公式計算相結(jié)合的研究方法，分別得到了它們對動態(tài)加工誤差的影響作用規(guī)律。
　　3、在仿真模型中，通過改變機床不同運動軸的動態(tài)特性，得到S試件加工誤差的改變量。根據(jù)幾何特性對S試件進行分區(qū)域處理，通過色塊圖與線形圖的誤差表現(xiàn)方式，得到不同數(shù)控機床動態(tài)特性導(dǎo)致的加工誤明顯變化區(qū)域，由此確定數(shù)控機床動態(tài)特性與S試件加工誤差之間的