凸輪式自動(dòng)換刀機(jī)械手的剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)研究.pdf

1、本課題以雙弧面凸輪式自動(dòng)換刀機(jī)械手為研究對(duì)象，基于Creo軟件完成了該換刀機(jī)械手的設(shè)計(jì)，并建立了其整機(jī)的三維數(shù)字化樣機(jī)。對(duì)弧面凸輪的非等價(jià)加工方法進(jìn)行了研究，計(jì)算并推導(dǎo)了五軸非等價(jià)加工的刀位控制方程。在雙弧面凸輪換刀機(jī)構(gòu)多自由度動(dòng)力學(xué)模型的指導(dǎo)下，建立了該機(jī)構(gòu)的多剛體動(dòng)力學(xué)數(shù)字樣機(jī)以及剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)數(shù)字樣機(jī)，并進(jìn)行了相應(yīng)的動(dòng)態(tài)仿真及分析。本文主要從以下幾個(gè)方面展開研究：
　　首先，基于凸輪及自動(dòng)換刀機(jī)械手的基本理論知識(shí)，設(shè)計(jì)滿足換

2、刀需求的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖，并以此循環(huán)圖為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)雙弧面凸輪自動(dòng)換刀機(jī)械手及此裝置中所用到的弧面凸輪?；贑reo軟件建立了該換刀機(jī)械手整機(jī)的數(shù)字樣機(jī)，為隨后的動(dòng)力學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。
　　其次，以基于中點(diǎn)偏置的刀位補(bǔ)償法作為基礎(chǔ)理論依據(jù)，分析研究了弧面凸輪的非等價(jià)加工方法，推導(dǎo)并計(jì)算了非等價(jià)刀具在加工過程中的補(bǔ)償量和補(bǔ)償方向；研究了五軸機(jī)床中弧面凸輪的等價(jià)加工和非等價(jià)加工方法，利用坐標(biāo)變換法計(jì)算并推導(dǎo)了五軸等價(jià)加工的刀位控制方程；按照刀

3、位補(bǔ)償法推導(dǎo)出五軸非等價(jià)加工的刀位控制方程，獲得了對(duì)實(shí)際加工有指導(dǎo)意義的非等價(jià)加工刀位控制方程。
　　最后，基于實(shí)際工作情況，創(chuàng)建了雙弧面凸輪式自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)的多自由度剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型，并推導(dǎo)出其動(dòng)力學(xué)方程。通過ADAMS軟件，創(chuàng)建了該機(jī)構(gòu)的多剛體動(dòng)力學(xué)數(shù)字樣機(jī)，并對(duì)其動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行了分析；依據(jù)動(dòng)力學(xué)模型，通過ANSYS軟件對(duì)其關(guān)鍵構(gòu)件進(jìn)行了柔性化處理，并逐個(gè)導(dǎo)入到多剛體動(dòng)力學(xué)數(shù)字樣機(jī)中，完成了換刀機(jī)構(gòu)的剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)數(shù)字樣機(jī)的建