FB320数控落地铣镗床滑枕和主轴箱几何精度补偿

发布时间：2017-10-03 20:03

  本文关键词：FB320数控落地铣镗床滑枕和主轴箱几何精度补偿

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【摘要】：重型和超重型数控落地镗铣床是装备制造业的工作母机,广泛应用于冶金、能源、电力、船舶等行业的大型及特大型零件的加工。主轴箱和滑枕的运行精度是机床主要精度之一,它直接影响到机床的加工精度,控制着零部件加工质量的好坏,制约着整个制造业的发展水平。如何有效的提高重型数控落地镗铣床的滑枕和主轴箱精度,是提高机床整体精度的前提。本文结合超重型数控落地铣镗床的主轴箱和滑枕的结构特点,对滑枕和镗轴工作过程中产生变形误差的原因进行研究,提出误差补偿解决方案并进行相关实验论证。论文主要完成如下工作:针对超重型数控落地铣镗床工作环境和主轴箱、滑枕移动的特点,分析滑枕和镗轴在运行过程中产生误差的主要原因是:镗轴的自身挠度、滑枕的挠度、滑枕移动引起的主轴箱倾斜导致滑枕前端下垂和机床工作过程中镗轴和滑枕受内外热源作用产生的热变形。针对滑枕前端下垂产生的误差,提出误差检测方法和设计三吊点液压平衡补偿方法,通过建立滑枕位置与补偿油缸的供油油压的数学模型,根据此模型对滑枕移动时前端下垂现象进行补偿控制。对镗轴的挠度误差提出误差测量方法和补偿措施,建立挠度与镗轴位置之间的数学模型,采用数控系统的垂度补偿功能进行补偿。对超重型数控落地铣镗床滑枕和镗轴产生的热变形,关键因素是铣轴旋转引起的。通过关键运动部件的温度和镗轴热变形数据进行测量和分析,得出温升对镗轴和滑枕在镗轴轴向热伸长误差的数学模型,在此基础上设计了热变形的补偿方案。对误差数据进行分析后应用本文设计的补偿方法对FB320进行补偿,能够有效的减小镗轴的挠度误差、滑枕和主轴箱的前端下垂误差、滑枕和镗轴的热伸长误差,提高了机床的几何精度。
【关键词】：超重型数控落地铣镗床 滑枕 主轴箱 铣轴 变形误差 误差补偿
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题背景和意义9-10
• 1.1.1 课题来源9
• 1.1.2 课题研究的意义9-10
• 1.2 国内外相关技术现状10-12
• 1.3 本文主要研究目的12
• 1.4 本文主要研究内容12-14
• 第二章 数控机床误差及控制技术14-20
• 2.1 数控机床精度的概念及精度分析14-16
• 2.1.1 数控机床精度的概念14
• 2.1.2 数控机床精度的分析14-16
• 2.2 超重型数控落地铣镗床的结构与精度要求16-18
• 2.2.1 FB320超 重型数控落地铣镗床的结构及参数16-17
• 2.2.2 FB320精 度要求17-18
• 2.3 FB320滑枕 和主轴箱几何精度的补偿方案18-19
• 2.3.1 主轴箱和滑枕几何精度误差分析18-19
• 2.3.2 主轴箱和滑枕几何精度补偿方案19
• 2.４ 本章小结19-20
• 第三章 几何精度补偿的硬件设计20-29
• 3.1 滑枕伸出误差补偿的硬件设计20-24
• 3.1.1 滑枕伸出误差补偿的机械结构20-22
• 3.1.2 液压系统的设计22-23
• 3.1.3 电气控制的设计23-24
• 3.2 镗轴伸出补偿的设计24-25
• 3.3 热变形补偿的设计25-28
• 3.3.1 热变形的分析25-27
• 3.3.2 温度传感器的布置27-28
• 3.3.3 电气控制总体设计28
• 3.4 本章小结28-29
• 第四章 几何精度补偿的控制设计29-34
• 4.1 滑枕移动补偿的控制29-31
• 4.1.1 建立数学模型29-30
• 4.1.2 滑枕补偿程序流程图30-31
• 4.2 镗轴移动补偿的控制31-32
• 4.3 热变形补偿的控制32-33
• 4.3.1 数学模型的分析32-33
• 4.3.2 热补偿控制过程33
• 4.4 本章小结33-34
• 第五章 几何精度补偿的应用34-53
• 5.1 滑枕伸出时的误差补偿应用34-38
• 5.1.1 滑枕伸出误差补偿实施方案34
• 5.1.2 平衡装置的电气连接34-35
• 5.1.3 滑枕伸出误差补偿的PLC程 序35-36
• 5.1.4 滑枕伸出误差的测量原理36
• 5.1.5 滑枕补偿前的误差数据36-37
• 5.1.6 滑枕补偿后的误差数据37-38
• 5.2 镗轴伸出时的误差补偿应用38-40
• 5.2.1 镗轴伸出误差补偿程序38
• 5.2.2 镗轴伸出时的误差测量原理38
• 5.2.3 镗轴补偿前的误差数据38-39
• 5.2.4 镗轴补偿后的误差数据39-40
• 5.3 镗杆滑枕热伸长的误差补偿应用40-52
• 5.3.1 热伸长误差补偿的实施方案40-41
• 5.3.2 热源温度数据的采集41-42
• 5.3.3 热变形的误差测量原理42-43
• 5.3.4 热变形补偿的PLC程 序43-44
• 5.3.5 热变形补偿前的误差数据44-50
• 5.3.6 热变形补偿后的误差数据50-52
• 5.4 本章小结52-53
• 结论与展望53-55
• 参考文献55-58
• 致谢58

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 ;Bayesian networks modeling for thermal error of numerical control machine tools[J];Journal of Zhejiang University(Science A:An International Applied Physics & Engineering Journal);2008年11期

2 戴晨;刘小鹏;张文桥;;TK6916B数控落地铣镗床补偿系统分析[J];湖北工业大学学报;2007年04期

3 王建中;黄成军;;大型落地铣镗床方滑枕精度变形补偿措施[J];制造技术与机床;2006年07期

4 盛伯浩,唐华;数控机床误差的综合动态补偿技术[J];制造技术与机床;1997年06期

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1 许亚洲;基于最小二乘支持向量机的数控机床热误差建模的研究[D];浙江大学;2006年

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本文编号：966419