并联驱动振动辅助偏摆车削装置及关键技术研究
发布时间：2021-10-23 16:59
椭圆振动切削（Elliptical vibration cutting,EVC）技术近年来取得了很大的发展,但相邻轨迹间刀具残留高度无法消除限制了加工精度进一步提高,尽管通过提高切削加工频率能够缓解,但是频率越高,也带来了附生运动,导致控制难度加大,因此亟需提出一种既具有EVC切削优点又能克服EVC局限性的加工方法。本文提出一种新型振动辅助偏摆切削（Vibration assisted swing cutting,VASC）方法,主要研究内容如下:1)设计一种新型的两自由度运动解耦VASC装置。该装置具有解耦驱动和解耦输出运动的L-型对称平行柔性铰链构成,在解耦效应、运动学、刚度和动力学之间进行综合考虑,进行最优设计。为获取较好的结构性能,采用伪刚体法（Pseudo-rigid-body model,PRBM）、柔度矩阵法（Matrix-based compliance modeling,MCM）及拉格朗日（Langrange）方法分别应用于运动学、刚度和动力学建立理论模型。然后,通过差分进化算法（Differential evolution,DE）优化结构参数,并通过有限元分析（Fi...
【文章来源】：长春工业大学吉林省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超精密加工的应用近年来，关于精密及超精密加工技术主要有：
第 1 章 绪 论1）快速刀具伺服（Fast Tool Servo，FTS）1985 年，关于 FTS 技术的提出首先是由美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National laboratory，LLNL)，初始阶段是用于提高精密车床加工精度及刀具运动分辨率[6]。如图 1.2(a)所示为 LLNL 设计的单自由度 FTS 原理图，要求在机床上安装一套具有独立工作能力的 FTS 系统，刀具能够在 z-轴方向产生高速往复进给运动，刀具的切削轨迹由机床运动和 FTS 的运动合成实现，并且刀具的这种高频往复运动主要借助于 FTS 系统的驱动，目前 FTS 的驱动方式分为：麦克斯韦电磁力、磁致伸缩、压电式驱动器和伺服电机驱动[7]。
]。表 1-1 FTS 的工作特性率 工作行程 导向装置 10 k Hz 短行程：10~100 μm 柔性铰链 麦克00 KHz 长行程: 0.1~1mm 柔性铰链 0 Hz 长行程: 0.5 ~1 mm 柔性铰链 0 Hz 超长行程：> 1 mm 气浮导轨 1 k Hz 短行程：<10 μm 柔性铰链 压车削（Slow tool servo,STS）或慢轨伺服技术（Slow Slide技术最早是由美国的 Moore 公司和 Precitech 公司率先研机床的量产，该系统示意图如图 1.3(a)所示。同时利用 N AL6061，通过 Zygo 干涉仪测试发现表面粗糙度 Ra=5.6μm，如图 1.3(b)和(c)所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]圆弧柔性铰链的优化设计[J]. 李耀,吴洪涛,杨小龙,康升征,程世利. 光学精密工程. 2018(06)
[2]基于种群分类的差分进化算法[J]. 闫学青,高兴宝. 纺织高校基础科学学报. 2017(02)
[3]平面柔性铰链机构的柔度计算方法[J]. 杜云松,李铁民,姜峣,张京雷. 清华大学学报(自然科学版). 2016(06)
[4]望远镜副镜的三自由度并联支撑构型研究与运动分析[J]. 王永,姚太克,周烽,张丽敏. 光学精密工程. 2013(11)
[5]自由曲面光学元件的慢刀伺服车削加工技术[J]. 关朝亮,戴一帆,尹自强. 激光与光电子学进展. 2010(02)
[6]纵扭共振超声铣削研究[J]. 皮钧,徐西鹏. 中国机械工程. 2009(10)
[7]Hammerstein-Wiener模型最小二乘向量机辨识及其应用[J]. 桂卫华,宋海鹰,阳春华. 控制理论与应用. 2008(03)
[8]圆环斜槽传振杆的纵扭振动转换[J]. 皮钧. 机械工程学报. 2008(05)
[9]单激励超声椭圆振动车削薄壁筒实验研究[J]. 李勋,张德远. 航空学报. 2006(04)
[10]新型单激励椭圆超声振动切削系统的研究[J]. 李华,张德远. 中国机械工程. 2005(22)
博士论文
[1]二维椭圆振动辅助加工新方法及其装置的研究[D]. 王荣奇.吉林大学 2017
[2]三维椭圆振动辅助切削装置及控制的研究[D]. 卢明明.吉林大学 2014
[3]基于智能计算的非线性系统辨识算法研究及其应用[D]. 任燕燕.华北电力大学 2014
[4]利用快速刀具伺服车削光学自由曲面的研究[D]. 刘强.吉林大学 2012
硕士论文
[1]三维椭圆振动切削过程中颤振辨识及抑制方法研究[D]. 周家康.长春工业大学 2018
[2]非共振型椭圆振动装置及运动控制研究[D]. 闫贺亮.吉林大学 2016
[3]钛合金TC4的单激励超声波椭圆振动切削系统的研究[D]. 喻栋.哈尔滨工业大学 2015
[4]微结构表面非共振椭圆振动车削[D]. 刘扬.吉林大学 2015
[5]散射抑制车削新方法及装置研究[D]. 朱志伟.吉林大学 2013
[6]一种三维椭圆振动切削装置的研制[D]. 刘培会.吉林大学 2013
[7]电磁驱动快速刀具伺服机构的研究[D]. 陈清亮.吉林大学 2012
[8]光学自由曲面车削等残高刀具路径规划的研究[D]. 窦建利.吉林大学 2012
[9]一种三维椭圆振动金刚石切削装置的研制[D]. 王刚.吉林大学 2012
[10]单激励二维超声振动切削装置设计及其性能的研究[D]. 张雄.河南理工大学 2012
本文编号：3453554
【文章来源】：长春工业大学吉林省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超精密加工的应用近年来，关于精密及超精密加工技术主要有：
第 1 章 绪 论1）快速刀具伺服（Fast Tool Servo，FTS）1985 年，关于 FTS 技术的提出首先是由美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National laboratory，LLNL)，初始阶段是用于提高精密车床加工精度及刀具运动分辨率[6]。如图 1.2(a)所示为 LLNL 设计的单自由度 FTS 原理图，要求在机床上安装一套具有独立工作能力的 FTS 系统，刀具能够在 z-轴方向产生高速往复进给运动，刀具的切削轨迹由机床运动和 FTS 的运动合成实现，并且刀具的这种高频往复运动主要借助于 FTS 系统的驱动，目前 FTS 的驱动方式分为：麦克斯韦电磁力、磁致伸缩、压电式驱动器和伺服电机驱动[7]。
]。表 1-1 FTS 的工作特性率 工作行程 导向装置 10 k Hz 短行程：10~100 μm 柔性铰链 麦克00 KHz 长行程: 0.1~1mm 柔性铰链 0 Hz 长行程: 0.5 ~1 mm 柔性铰链 0 Hz 超长行程：> 1 mm 气浮导轨 1 k Hz 短行程：<10 μm 柔性铰链 压车削（Slow tool servo,STS）或慢轨伺服技术（Slow Slide技术最早是由美国的 Moore 公司和 Precitech 公司率先研机床的量产，该系统示意图如图 1.3(a)所示。同时利用 N AL6061，通过 Zygo 干涉仪测试发现表面粗糙度 Ra=5.6μm，如图 1.3(b)和(c)所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]圆弧柔性铰链的优化设计[J]. 李耀,吴洪涛,杨小龙,康升征,程世利. 光学精密工程. 2018(06)
[2]基于种群分类的差分进化算法[J]. 闫学青,高兴宝. 纺织高校基础科学学报. 2017(02)
[3]平面柔性铰链机构的柔度计算方法[J]. 杜云松,李铁民,姜峣,张京雷. 清华大学学报(自然科学版). 2016(06)
[4]望远镜副镜的三自由度并联支撑构型研究与运动分析[J]. 王永,姚太克,周烽,张丽敏. 光学精密工程. 2013(11)
[5]自由曲面光学元件的慢刀伺服车削加工技术[J]. 关朝亮,戴一帆,尹自强. 激光与光电子学进展. 2010(02)
[6]纵扭共振超声铣削研究[J]. 皮钧,徐西鹏. 中国机械工程. 2009(10)
[7]Hammerstein-Wiener模型最小二乘向量机辨识及其应用[J]. 桂卫华,宋海鹰,阳春华. 控制理论与应用. 2008(03)
[8]圆环斜槽传振杆的纵扭振动转换[J]. 皮钧. 机械工程学报. 2008(05)
[9]单激励超声椭圆振动车削薄壁筒实验研究[J]. 李勋,张德远. 航空学报. 2006(04)
[10]新型单激励椭圆超声振动切削系统的研究[J]. 李华,张德远. 中国机械工程. 2005(22)
博士论文
[1]二维椭圆振动辅助加工新方法及其装置的研究[D]. 王荣奇.吉林大学 2017
[2]三维椭圆振动辅助切削装置及控制的研究[D]. 卢明明.吉林大学 2014
[3]基于智能计算的非线性系统辨识算法研究及其应用[D]. 任燕燕.华北电力大学 2014
[4]利用快速刀具伺服车削光学自由曲面的研究[D]. 刘强.吉林大学 2012
硕士论文
[1]三维椭圆振动切削过程中颤振辨识及抑制方法研究[D]. 周家康.长春工业大学 2018
[2]非共振型椭圆振动装置及运动控制研究[D]. 闫贺亮.吉林大学 2016
[3]钛合金TC4的单激励超声波椭圆振动切削系统的研究[D]. 喻栋.哈尔滨工业大学 2015
[4]微结构表面非共振椭圆振动车削[D]. 刘扬.吉林大学 2015
[5]散射抑制车削新方法及装置研究[D]. 朱志伟.吉林大学 2013
[6]一种三维椭圆振动切削装置的研制[D]. 刘培会.吉林大学 2013
[7]电磁驱动快速刀具伺服机构的研究[D]. 陈清亮.吉林大学 2012
[8]光学自由曲面车削等残高刀具路径规划的研究[D]. 窦建利.吉林大学 2012
[9]一种三维椭圆振动金刚石切削装置的研制[D]. 王刚.吉林大学 2012
[10]单激励二维超声振动切削装置设计及其性能的研究[D]. 张雄.河南理工大学 2012
本文编号：3453554
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