机床刀架端齿盘精度与刚度分析

发布时间：2017-04-09 06:06

  本文关键词：机床刀架端齿盘精度与刚度分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：伺服转塔刀架是数控机床的重要部件之一,其性能直接影响了机床的切削性能。本文以伺服转塔刀架的关键部件端齿盘作为研究对象,重点研究了其精度与刚度。主要工作如下：(1)针对某公司的伺服转塔刀架建立了有限元模型。利用刚柔耦合的分析方法逐个分析各部件对于伺服转塔刀架切向刚度的影响,并确定端齿盘对于伺服转塔刀架的重要性。(2)以端齿盘的齿形角和内外齿盘的齿长比作为优化伺服转塔刀架切向刚度的齿形参数,分析得到了刀架切向刚度与这两个齿形参数的变化关系,最终确定了刀架具有最大切向刚度时的齿形角与齿长比。(3)分析了端齿盘的主要齿形加工误差,即齿距累积误差、齿宽误差和齿形半角误差,对于伺服转塔刀架精度的影响,计算得到了各误差与伺服转塔刀架精度的数学关系式。依据随机数学理论,提出了一种公差设计方法,该方法以齿形加工误差服从正态分布为前提,将伺服转塔刀架合格率大于等于99.99%为目标(合格率要求可以根据实际情况作相应修改),通过数学建模计算得到各个误差的公差值。本文利用所提出的方法,设计了三个齿形加工误差的公差,为实际设计生产提供了重要参考。(4)研究了端齿盘齿的弹性变形对伺服转塔刀架精度的影响。通过分析因齿形加工误差导致端齿盘啮合不完全(由于存在齿形加工误差,两端齿盘不能完全啮合,部分啮合齿面间存在空隙)时,在油压作用下齿的变形量,得到了齿的弹性变形对于伺服转塔刀架精度的影响,并根据分析结果对齿形加工误差的公差进行了补偿。(5)设计了伺服转塔刀架的重复定位精度的专用测试装置,选择合适的间隙配合,采用转动副的形式实现千分表的移动,同时设有定位件保证千分表两次测量位置一致。文中给出了测试装置的误差计算,从理论上验证了其合理性。本文利用所设计装置对国内外伺服转塔刀架进行了重复定位精度测试,并进行了对比。(6)设计了伺服转塔刀架的静刚度的测试方法,该测试方法,利用球副实现载荷的单向、直线和点加载,解决了载荷力的偏移问题。本文利用所设计的方法对国内外伺服转塔刀架进行了静刚度测试,并进行了对比。
【关键词】：端齿盘 有限元建模 分度精度 静刚度 试验方法
【学位授予单位】：东南大学
【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
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 课题研究背景与意义9-10
• 1.2 伺服转塔刀架的发展现状10-11
• 1.3 端齿盘国内外发展现状11-14
• 1.3.1 端齿盘分度装置的发展现状11-12
• 1.3.2 齿轮啮合分析的发展现状12-13
• 1.3.3 端齿盘设计的发展现状13-14
• 1.4 本文主要研究内容及创新14-16
• 第二章 80mm中心高伺服转塔刀架静刚度分析16-24
• 2.1 伺服转塔刀架的结构与工作原理16-17
• 2.2 伺服转塔刀架几个重要评价因素17-18
• 2.2.1 伺服转塔刀架的重复定位精度17-18
• 2.2.2 伺服转塔刀架的定位精度18
• 2.2.3 伺服转塔刀架的静刚度18
• 2.3 伺服转塔刀架的静力学仿真建模与分析18-23
• 2.3.1 伺服转塔刀架的有限元建模18-21
• 2.3.2 伺服转塔刀架静刚度有限元分析21-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 端齿盘静刚度优化24-33
• 3.1 端齿盘齿形角的优化24-28
• 3.2 端齿盘内、外齿盘齿长的优化28-31
• 3.3 端齿盘齿形优化结果31-32
• 3.4 本章小结32-33
• 第四章 端齿盘分度精度误差分析与公差制定33-49
• 4.1 端齿盘分度精度误差分析33-43
• 4.1.1 齿距累积误差33-36
• 4.1.2 齿宽误差36-39
• 4.1.3 齿形半角误差39-42
• 4.1.4 刀架总误差42-43
• 4.2 端齿盘中主要结构尺寸的公差设计43-48
• 4.2.1 端齿盘中主要结构尺寸的极限公差计算43-44
• 4.2.2 基于随机数学理论的公差制定44-48
• 4.3 本章小结48-49
• 第五章 端齿盘齿的弹性变形对分度精度的影响分析49-58
• 5.1 锁紧力作用对齿距累积误差公差制定的影响分析49-53
• 5.2 锁紧力作用对齿宽误差公差制定的影响分析53-56
• 5.3 锁紧力作用对齿形半角误差公差制定的影响分析56
• 5.4 齿的弹性变形对齿形公差的修正56-57
• 5.5 本章小结57-58
• 第六章 伺服转塔刀架重复定位精度与静刚度实验58-68
• 6.1 伺服转塔刀架重复定位精度实验58-63
• 6.1.1 伺服转塔刀架重复定位精度测试要求58
• 6.1.2 重复定位精度检测装置现状58-59
• 6.1.3 伺服转塔刀架重复定位精度的接触式测量装置设计59-62
• 6.1.4 重复定位精度测试结果62-63
• 6.2 伺服转塔刀架静刚度实验63-67
• 6.2.1 伺服转塔刀架静刚度测试要求63-64
• 6.2.2 伺服转塔刀架静刚度测试方案64
• 6.2.3 静刚度测试结果64-67
• 6.3 本章小结67-68
• 第七章 总结与展望68-70
• 7.1 全文总结68
• 7.2 工作展望68-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-73

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 马立贵;;转塔刀架故障分析与诊断[J];电子世界;2012年03期

2 郭晓农;转塔刀架转位可靠性的改进[J];机械工人.冷加工;1990年06期

3 王玮,李洛琴;一种新型转塔刀架的研究[J];郑州纺织工学院学报;1993年01期

4 吉涛;刘乘;;多工位转塔刀架的数控实现[J];机床与液压;2006年09期

5 李志远;刘国舫;;哈挺数控转塔刀架的诊断与修复[J];设备管理与维修;2007年10期

6 卢金鼎,刘满银;数控转塔刀架的开发应用[J];机械制造;1998年02期

7 吴华平;杨俊召;;浅谈数控转塔刀架行业的发展[J];金属加工(冷加工);2010年06期

8 初福春,柳玉民;数控转塔刀架技术发展及其应用[J];现代制造;2004年16期

9 倪明忠;;八种新型机床用辅助装置[J];机械工艺师;1988年08期

10 ;车外圆锥面刀夹[J];机械工人.冷加工;1990年12期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 何佳龙;杨兆军;陈菲;阚英男;马宇鹏;朱岩;方杰;;数控转塔刀架可靠性试验台的研制及试验[A];2012年全国机械行业可靠性技术学术交流会暨第四届可靠性工程分会第四次全体委员大会论文集[C];2012年

2 闫恩刚;;数控车床转塔刀架原理分析与故障诊断[A];2011年“天山重工杯”全国机电企业工艺年会暨第五届机械工业节能减排工艺技术研讨会论文集[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张日明;数控装备可靠性信息系统网络平台建设[D];吉林大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 文静;伺服转塔刀架密封研究与优化设计[D];东南大学;2015年

2 张诚;机床刀架端齿盘精度与刚度分析[D];东南大学;2016年

3 左文娟;直驱转塔刀架智能控制器研究[D];江南大学;2015年

4 楼俏;数控车床动力转塔刀架可靠性试验台的研制[D];吉林大学;2012年

5 喻春;数控转塔刀架可靠性关键技术研究[D];重庆大学;2015年

6 卢建伟;数控车床转塔刀架可靠性试验台的研制[D];吉林大学;2011年

7 姜玉龙;数控车床转塔刀架可靠性试验台的电液伺服加载系统研制[D];吉林大学;2012年

  本文关键词：机床刀架端齿盘精度与刚度分析，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：294601