考虑结合面特性的数控转塔冲床动态特性研究

发布时间：2017-10-24 14:16

  本文关键词：考虑结合面特性的数控转塔冲床动态特性研究

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【摘要】：数控转塔冲床具有高效率、高自动化、高精度和生产成本低等特点,已在国内得到越来越广的应用。随着科学技术的进步,数控转塔冲床的结构性能得到了不断的提升。但基础共性技术理论和实验研究的缺乏,制约了国产机床的进一步发展。本文以某一型号的数控转塔冲床为研究对象,采用理论分析、数值计算和实验验证相结合的方法,对冲床进给系统的动态特性问题进行了研究,为数控编程和减振系统的优化设计提供了理论依据。本文主要开展了以下工作：(1)基于集中参数建模法和滚珠丝杠副刚度矩阵理论,改善已有的导轨滑块和丝杠螺母结合面动力学模型,提出具有更高的计算效率和工程应用性的相关结合面建模方法。(2)对导轨滑块结合面进行了模态参数识别试验,建立了包含结合面特性的横梁有限元模型。通过对比横梁约束模态试验结果有限元计算结果,验证了有限元模型的准确性。(3)根据提出的机床关键结合面建模理论,建立了包含新结合面动力学模型的数控转塔冲床进给系统刚柔耦合模型。(4)对进给系统三种典型进给工况进行分析,研究了不同的工况参数对横梁动态响应特性的影响。根据进给系统的定位误差变化规律,在保证加工精度的前提下为不同工况的电机驱动方案提出了优化方案。(5)基于半主动控制理论,针对半主动阻尼控制系统在数控转塔冲床上的应用进行了理论上的可行性研究。通过在已有的横梁模型上加入摩擦制动器模型,提高整个进给系统的阻尼系数,使横梁的理论振荡周期更短,振幅更小,从而改善恶劣工况的定位精度。
【关键词】：数控转塔冲床 结合面建模 动态特性 半主动阻尼
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG385.1;TG659
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 课题背景与研究意义8
• 1.2 国内外研究现状8-11
• 1.3 研究内容和方法11-13
• 第二章 机床关键结合面动力学建模13-22
• 2.1 直线滚珠导轨动力学建模13-16
• 2.1.1 直线滚动导轨副建模方法研究现状13
• 2.1.2 新型导轨结合面动力学建模方法13-15
• 2.1.3 新导轨结合面动力学模型优点15-16
• 2.2 滚珠丝杠结合面动力学建模16-21
• 2.2.1 滚珠丝杠副刚度矩阵理论相关坐标系变换16-18
• 2.2.2 单一滚珠的丝杠螺母结合面的刚度矩阵求解18-20
• 2.2.3 滚珠丝杠副总刚度矩阵的求解20-21
• 2.2.4 新滚珠丝杠结合面动力学模型优点21
• 2.3 本章小结21-22
• 第三章 进给系统的刚柔耦合建模22-32
• 3.1 数控转塔冲床进给系统建模22-23
• 3.2 横梁有限元模型建立和验证23-27
• 3.2.1 横梁有限元模型23
• 3.2.2 滚动直线导轨结合面参数识别23-26
• 3.2.3 有限元模态分析和实验结果对比26-27
• 3.3 进给系统多刚体动力学模型建立27-30
• 3.3.1. 直线滚珠导轨结合面动力学模型修正28-29
• 3.3.2 滚珠丝杠结合面建模计算29-30
• 3.4 进给系统刚柔耦合模型建立30-31
• 3.5 本章小结31-32
• 第四章 数控转塔冲床进给系统动力学仿真32-41
• 4.1 数控转塔冲床的典型工况32-33
• 4.2 板材的受力分析和动力学建模33-34
• 4.3 进给系统空载工况时域求解34-37
• 4.3.1 不同溜板位置的进给系统建模34-35
• 4.3.2 空载进给系统时域求解35-37
• 4.4 进给系统负载工况求解37-39
• 4.4.1 不同负载下的进给系统时域信号求解37-38
• 4.4.2 恶劣工况分析38-39
• 4.5 结论39-40
• 4.6 本章小结40-41
• 第五章 半主动阻尼控制减振系统设计41-48
• 5.1 半主动控制技术简介41-43
• 5.2 摩擦制动器设计思路43
• 5.3 半主动阻尼控制系统动力学建模43
• 5.4 半主动阻尼控制系统算例求解43-45
• 5.5 数控转塔冲床半主动阻尼控制系统45-47
• 5.6 本章小结47-48
• 第六章 总结与展望48-50
• 6.1 论文总结48-49
• 6.2 工作展望49-50
• 致谢50-51
• 参考文献51-53

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本文编号：1089119