機床切削力幾何誤差有限元分析及實驗研究.pdf

1、數(shù)控機床主要誤差來源包括:幾何誤差、熱誤差、伺服系統(tǒng)誤差等。在實際數(shù)控加工過程中，切削力引起刀具、工件、刀架及導軌變形，破壞了刀具和工件正確的相對位置，直接影響工件加工精度和表面質(zhì)量，且對于難加工材料和高效硬切削加工而言，切削力引起的幾何誤差尤為嚴重，故找到切削力與機床誤差之間的關系，設法降低切削力對機床加工誤差的影響，對于最終提高機床的加工精度，具有重要意義。
　　本文系統(tǒng)的闡述了機床幾何誤差的組成、切削力引起機床幾何誤差產(chǎn)生的

2、機理，并依據(jù)CA-6140機床實體尺寸和材料參數(shù)，在ANSYS交互模式下創(chuàng)建機床有限元實體模型。通過在模型上模擬加載各方向切削分力，仿真分析了各分力對機床變形的影響規(guī)律，獲得了切削力影響下機床最大誤差值變化數(shù)據(jù)和應力應變分布圖;設計了機床切削力-幾何誤差實驗測量方案，搭建激光干涉儀實驗平臺，精確測量了三方向上不同大小切削分力對機床偏擺角誤差、線位移誤差、俯仰角誤差影響的數(shù)據(jù);然后，將切削力影響下機床偏擺角、俯仰角、線位移誤差數(shù)據(jù)，向X、

3、Y、Z三方向上坐標位置進行轉(zhuǎn)化，并利用轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)對神經(jīng)網(wǎng)絡進行訓練，建立了神經(jīng)網(wǎng)絡切削力幾何誤差預測模型。最后，闡述了神經(jīng)網(wǎng)絡建模與機床切削力幾何誤差補償?shù)幕舅悸?，在理論上分析了利用神?jīng)網(wǎng)絡法建立預測模型微調(diào)指令，導入數(shù)控機床CNC控制系統(tǒng)調(diào)整刀具運行軌跡，從而實現(xiàn)切削力誤差補償?shù)目尚行浴?br>　　總之，本文通過對實體機床的仿真分析、實驗測量、數(shù)據(jù)建模，得到了切削力影響下機床誤差敏感方向和應力應變分布情況、找出了三方向上切削分力對