高速混聯(lián)螺紋銑床性能分析與樣機(jī)開發(fā).pdf

1、傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)床采用開式結(jié)構(gòu)鏈，運(yùn)動(dòng)控制方法簡單，工作空間較大，但其機(jī)床剛度較低。與傳統(tǒng)機(jī)床相比，并聯(lián)機(jī)床具有剛度大、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，可以模塊化生產(chǎn)制造，其不足是工作空間較小。本文綜合串聯(lián)機(jī)床和并聯(lián)機(jī)床的特點(diǎn)將并聯(lián)5R機(jī)構(gòu)用于螺紋銑削機(jī)床，開發(fā)出高性能的高速混聯(lián)螺紋銑床，并對其工作空間、運(yùn)動(dòng)干涉、剛度等機(jī)床性能進(jìn)行了研究，為小直徑內(nèi)螺紋銑削加工提供了手段。
　　 分析了螺紋銑削加工的基本原理，確定了高速混聯(lián)螺紋銑床的設(shè)計(jì)方案，采用5

2、R機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)平面圓周運(yùn)動(dòng)，滑臺(tái)帶動(dòng)5R機(jī)構(gòu)作為軸向移動(dòng)。建立了5R機(jī)構(gòu)正解和反解的數(shù)學(xué)模型，分析了機(jī)構(gòu)的串聯(lián)奇異和并聯(lián)奇異形位，確定了5R機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，獲得了5R機(jī)構(gòu)的理論工作空間。
　　 采用Pro/E軟件對混聯(lián)螺紋銑床進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析，通過運(yùn)動(dòng)反解仿真得到了機(jī)床在加工過程中驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)范圍和運(yùn)動(dòng)速度，為機(jī)床的控制設(shè)計(jì)系統(tǒng)提供了依據(jù)。采用ANSYSWorkbench建立了混聯(lián)螺紋銑床的有限元模型，并進(jìn)行了靜力學(xué)和模態(tài)分析

3、。通過靜力學(xué)分析獲得了在工作空間內(nèi)樣機(jī)的靜剛度，模態(tài)分析得到了機(jī)床的前六階固有頻率和振動(dòng)特性，為機(jī)床的運(yùn)行參數(shù)設(shè)置提供了依據(jù)。
　　 對設(shè)計(jì)的高速混聯(lián)螺紋銑床進(jìn)行了樣機(jī)的裝配與調(diào)試，設(shè)計(jì)了測定機(jī)床剛度的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，完成了實(shí)際工作空間內(nèi)主軸Z向靜剛度的測定，并分析了影響螺紋銑床剛度的主要因素，提出了提高銑床靜剛度的措施。
　　 對常用控制系統(tǒng)的插補(bǔ)原理進(jìn)行了分析，采用時(shí)間分割法作為五桿機(jī)構(gòu)直線和圓弧的插補(bǔ)方法，針對該插補(bǔ)算法