五轴钻铣复合机床静态精度特性研究

发布时间：2022-07-23 14:32

　　数控机床作为工业领域的制造母机,其精度特性是国家自动化水平的一个重要指标,因此对其精度特性进行分析,有一定的理论研究价值与工程应用价值。本文以五轴钻铣复合机床为研究对象,开展了对其静态精度特性的研究,文章的主要内容如下:首先,对五轴钻铣复合机床的基本结构与运动原理进行了说明,运用多体系统理论与齐次坐标变换,建立关于机床运动构件精度与最终加工精度间关系的静态精度模型。利用MATLAB建立加工偏差在几何公差约束下的最值求解模型,求得机床加工偏差的最大变动范围。其次,分析定义机床的各种误差因素,利用插值抽样技术提取机床静态精度模型的样本点,从而建立其线性响应面模型,通过迭代算法设计,从而求解出机床各个误差因素的影响度,利用前述算法对该机床的几何精度影响度进行了计算与分析,计算结果表明,五轴机床的平行度误差与垂直度误差对机床的加工精度影响较大。再次,在机床静态精度模型的基础上,建立了机床的弹性机构运动模型,在各个运动单元上建立相应的弹性坐标系,运用齐次坐标变换,建立了机床的弹性精度模型,利用前述的误差因素影响度分析算法,识别出机床的关键性弹性误差,通过归一化处理,得出机床各个运动构件刚度对整机... 

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 机床精度建模研究
        1.2.2 公差建模研究
    1.3 本文的研究内容
第二章 五轴钻铣复合机床静态精度模型
    2.1 五轴钻铣复合机床简述
    2.2 基于多体系统理论下的机床误差运动表述
        2.2.1 多体系统拓扑结构概述
        2.2.2 基于多体系统理论下的齐次坐标变换
        2.2.3 机床各运动副的误差运动表述
    2.3 五轴钻铣复合机床精度建模
    2.4 几何公差约束下机床加工偏差的最值求解
    2.5 本章小结
第三章 基于响应面法下的机床误差因素影响度分析
    3.1 五轴钻铣复合机床误差因素分析
    3.2 基于响应面法下的机床误差因素影响度分析算法
        3.2.1 响应面法
        3.2.2 机床误差因素影响度识别算法
    3.3 机床误差因素影响度分析案例
    3.4 本章小结
第四章 基于机床弹性精度模型下的构件刚度优化
    4.1 机床运动构件刚度影响度分析
        4.1.1 机床静态工况下的弹性精度模型
        4.1.2 构件刚度影响度的计算与分析
    4.2 机床主要构件的刚度分析与优化
        4.2.1 机床立柱的刚度特征分析与参数优化
        4.2.2 机床X向滑台的结构改进分析
        4.2.3 机床Y向滑台的结构改进分析
    4.3 本章小结
第五章 机床主轴箱公差建模与轴线偏差分析
    5.1 基于旋量法下的公差数学模型描述
    5.2 机床主轴箱公差几何要素的坐标系建立
    5.3 机床主轴箱公差模型的建立
        5.3.1 轴线位置度
        5.3.2 轴线同轴度
        5.3.3 平行度
        5.3.4 垂直度
    5.4 机床主轴箱轴线偏差的分析与计算
        5.4.1 机床主轴箱轴线偏差的描述与分析
        5.4.2 机床主轴箱轴线偏差的最值计算
    5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]大型复合数控机床的研发现状与前景展望[J]. 刘世豪,赵伟良.  制造技术与机床. 2017(06)
[2]钻铣复合机床的研究与开发[J]. 曾大庆,贺立峰.  机电工程技术. 2016(08)
[3]未来机床发展走向及热点技术浅谈[J]. 董一巍,李晓琳.  航空制造技术. 2015(05)
[4]大型龙门钻铣床主轴滑枕热结构分析[J]. 张奎奎,黄美发,伍伟,张政泼.  组合机床与自动化加工技术. 2015(02)
[5]基于蒙特卡洛模拟与响应面方法的公差建模[J]. 余治民,刘子建,董思科,李斯明,艾彦迪.  中国机械工程. 2015(04)
[6]车铣复合加工中心综合误差检测及补偿策略[J]. 谢春,张为民.  光学精密工程. 2014(04)
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[8]双转台五轴数控机床误差实时补偿[J]. 张宏韬,杨建国,姜辉,姚晓栋.  机械工程学报. 2010(21)
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博士论文
[1]机床静态精度的机构模型与结构工艺性研究[D]. 孙永平.大连理工大学 2015
[2]基于数学定义的公差建模与误差评定技术的研究[D]. 茅健.浙江大学 2007
[3]面向制造环境的公差稳健设计方法与技术的研究[D]. 曹衍龙.浙江大学 2003
[4]基于数学定义的圆柱要素公差数学建模与分析技术的研究[D]. 蔡敏.浙江大学 2002
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硕士论文
[1]基于多体运动学的超重型数控机床精度保持可靠性研究[D]. 刘金超.燕山大学 2011
[2]TK6932超重型数控落地铣镗床主轴箱精度预测模型研究[D]. 解亚非.燕山大学 2011
[3]机械可靠性分析的响应面法研究[D]. 赵洁.西北工业大学 2006



本文编号：3665314