直驱转台的设计与测试技术研究

发布时间：2017-04-06 17:02

  本文关键词：直驱转台的设计与测试技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国数控加工中心的关键功能部件发展较为缓慢、品种少、从事相关研究的机构还不是很多。其精度和性能等技术指标标准还不是很高。尤其是回转工作台等功能部件仅能满足中低档数控加工中心的配套需要,而衡量数控加工中心整体水平的直驱转台仍需依赖进口。要满足我国由“中国制造”向“中国创造”的战略转型,实现“中国制造2025”的宏伟目标,就要使我国摆脱对国外高档数控加工中心的依赖性进口及其垄断地位,就必须要突破高档数控加工中心的高性能关键功能部件的核心技术。开展直驱转台技术研究,对于满足先进数控加工中心对高速、高精度、高柔性以及变切削负载的工作条件要求,从而使其获得优良的动态响应特性方面,具有重要的指导意义和基础性作用。深入分析和研究国内外直驱转台制造技术现状和发展趋势,借鉴国际著名生产厂家的最新技术,针对直驱转台涉及到的研究内容和关键技术,依托课题承担单位现有的研究基础和加工制造能力,剖析现有直驱转台的技术现状与本课题要求的差距,瞄准国际同类产品最新发展动态,以本课题直驱转台的技术指标为研究目标,完成总体方案设计、通过建模分析和测试分析,解决直驱数控转台的关键技术。本课题是青海一机承担的“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项“整体床身式精密卧式加工中心(2013ZX04005—011)”中的子课题直驱数控转台任务,是该课题的关键功能部件。以该厂设计并研发的一种直驱转台为对象,研究了该型直驱转台的方案设计和结构设计,力热耦合分析以及几何误差的建模,并进行检测验证,证明了其可行性。
【关键词】：直驱转台 结构设计 力热耦合 几何精度
【学位授予单位】：青海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 绪论9-16
• 1.1 研究背景9
• 1.2 研究目的及意义9-10
• 1.3 国内外研究现状10-14
• 1.3.1 直接驱动转台国内外研究现状10-12
• 1.3.2 加工中心转台回转误差检测国外研究现状12-13
• 1.3.3 加工中心转台回转误差检测国内研究现状13-14
• 1.4 本文研究内容与论文总体框架14-16
• 第二章 直驱转台的方案设计16-25
• 2.1 直驱转台系统概述16-20
• 2.1.1 数控回转工作台系统的分类17-18
• 2.1.2 直驱转台系统的基本要求18-19
• 2.1.3 直驱转台关键部件的设计19-20
• 2.2 直驱转台机电耦合分析20-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第三章 直驱转台力热耦合分析25-42
• 3.1 机床热误差及其形成机理25-26
• 3.2 直驱转台的发热分析26-28
• 3.3 直驱转台发热的计算28-31
• 3.3.1 力矩电机定子转子的发热：28-30
• 3.3.2 轴承的发热计算30-31
• 3.4 力矩电机定子和转子的传热分析与计算31-37
• 3.4.1 力矩电机的定子和转子的传热分析31-32
• 3.4.2 电机定子与循环冷却油间的对流换热计算32-33
• 3.4.3 电机转子端部的传热33-34
• 3.4.4 电机定子转子气隙传热34-35
• 3.4.5 轴承油—气润滑对流换热系数35-36
• 3.4.6 转台运动表面与空气的对流换热系数36-37
• 3.5 转台发热、变形ANSYS分析37-40
• 3.5.1 建立三维实体分析模型与网格化分37
• 3.5.2 分析单元类型的选择与网格划分37-38
• 3.5.3 直驱回转工作台力热耦合分析38-40
• 3.6 控制转台热变形策略40-41
• 3.7 本章小结41-42
• 第四章 直驱转台的结构设计42-48
• 4.1 锁紧机构的设计42
• 4.2 旋转连接件的设计42-44
• 4.3 冷却系统的设计44-45
• 4.4 转台轴承的设计与选型45-47
• 4.5 本章小结47-48
• 第五章 直驱转台测试技术研究48-65
• 5.1 回转中心几何误差建模方法48-54
• 5.1.1 直驱转台回转中心几何误差产生的原因48
• 5.1.2 几何误差模型的建立48-54
• 5.2 检验方法研究54-58
• 5.2.1 径向误差检测55-56
• 5.2.2 轴向误差检测56
• 5.2.3 倾斜误差检测56-58
• 5.3 误差运动采集数据分析58-63
• 5.4 本章小结63-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 参考文献67-70
• 致谢70-71
• 在校期间主要科研成果及奖励71

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