高速數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與仿真.pdf

1、隨著數(shù)控機(jī)床不斷向高速度、高精度方向發(fā)展。機(jī)床工作臺(tái)高速驅(qū)動(dòng)引發(fā)的振動(dòng)、精度保持性以及機(jī)床運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性等問題越來越受到人們關(guān)注。傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的布局,很大程度考慮機(jī)床的運(yùn)動(dòng)功能而采用了便于實(shí)現(xiàn)功能的結(jié)構(gòu),由于速度低、精度不高,因此,由機(jī)床運(yùn)動(dòng)引起的振動(dòng)對(duì)加工質(zhì)量的影響不大。高速度機(jī)床工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度大于60m/min,其加速度超過的1.5g,因此,偏心的驅(qū)動(dòng)力一方面使所需要的驅(qū)動(dòng)力矩加大。造成安裝結(jié)構(gòu)大,更主要的是由于驅(qū)動(dòng)力

2、的不均衡以及導(dǎo)軌間隙的存在,而造成工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)過程振動(dòng),從而產(chǎn)生噪音、運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn),并且影響零件的加工質(zhì)量,使工作環(huán)境惡化。本文提出重心驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)作為機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式以解決機(jī)床在高速進(jìn)給的情況下,由于驅(qū)動(dòng)力未能準(zhǔn)確的作用工件組件的重心而產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的問題,防止機(jī)床產(chǎn)生振動(dòng),機(jī)床構(gòu)件發(fā)生彎曲變形。
　　 本文以三維建模軟件solidworks和動(dòng)力學(xué)分析軟件adams作為工具,對(duì)重心驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的滾珠絲杠進(jìn)給傳動(dòng)與驅(qū)動(dòng)方式建立了

3、力學(xué)模型,在深入研究數(shù)控機(jī)床技術(shù)理論基礎(chǔ)上。建立了進(jìn)給系統(tǒng)的重心驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)工作臺(tái)的參數(shù)化模型,并對(duì)其進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)和優(yōu)化。完成重心驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的DVG850高速立式加工中心的整體動(dòng)力學(xué)仿真平臺(tái)。主要工作有:
　　 (1)查閱高速數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)現(xiàn)有形式的相關(guān)文獻(xiàn),分析各種結(jié)構(gòu)之間的優(yōu)劣,確定使用重心驅(qū)動(dòng)形式的驅(qū)動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu),并建立相關(guān)物理模型。
　　 (2)運(yùn)用相關(guān)力學(xué)知識(shí),建立Y軸進(jìn)給機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型。
　　

4、 (3)對(duì)建立的模型進(jìn)行振動(dòng)分析,輸出其固有頻率和幅頻響應(yīng)圖。對(duì)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行參數(shù)化,以固有頻率和幅頻響應(yīng)為優(yōu)化目標(biāo),分析參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)固有頻率的影響,得到最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)。對(duì)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行動(dòng)力響應(yīng)分析,比較重心驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)和單絲杠進(jìn)給結(jié)構(gòu)的差別。
　　 (4)利用solidworks三維建模軟件,設(shè)計(jì)出便于驅(qū)動(dòng)合力作用于工作組件重心的滑座結(jié)構(gòu)。并完成整體模型的建立。
　　 (5)利用adams動(dòng)力學(xué)分析軟件,實(shí)現(xiàn)了DVG850