小型五軸數(shù)控機床設(shè)計評價及結(jié)構(gòu)動態(tài)特性分析.pdf

1、隨著民用和國防等眾多領(lǐng)域?qū)ξ⑿⌒突a(chǎn)品需求的不斷增加，人們開始越來越關(guān)注微小零件的設(shè)計與加工問題。微細銑削加工技術(shù)在制造復雜三維幾何形狀微小零件中具有重要的作用。然而，目前許多由金屬材料制成的三維微小零件都是在常規(guī)尺寸的超精密機床上加工而成的，這些機床成本高、效率低、能耗大、主軸轉(zhuǎn)速相對較低，微小型機床的誕生就是為了解決這些問題。微小型機床不僅有助于提高空間利用率和降低成本，而且由于慣性減小，從而容易達到高速加工和高精度運動控制。目前，

2、許多研究工作都集中在建造與小型零件尺度相匹配的小型機床，并且已有不少有關(guān)小型機床設(shè)計原型的報道，然而在小型化機床結(jié)構(gòu)設(shè)計方法方面的報道并不多見。
　　本文針對自行研制的五軸小型精密數(shù)控銑床，從空間誤差控制和結(jié)構(gòu)動態(tài)性能控制兩方面進行機床結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)分析和動態(tài)特性分析。
　　首先，建立了基于剛體運動學的五軸小型機床系統(tǒng)空間誤差模型，采用基于損失模型的穩(wěn)健設(shè)計方法，以機床實際設(shè)計參數(shù)和局部幾何誤差為控制因素和噪聲因素，以正交試驗

3、為工具安排了多組仿真試驗；通過對試驗結(jié)果的統(tǒng)計與分析評價了各設(shè)計參數(shù)對空間誤差的影響及其穩(wěn)健性。
　　然后，采用有限元分析軟件ANSYS對機床整機進行結(jié)構(gòu)靜動態(tài)特性分析，并對機床整機的動態(tài)特性作出評價，通過逐步縮短運動鏈的方法，找出重力作用下對刀具裝夾處變形影響最大的部件，并提出修改建議，其中重點研究了零件結(jié)合部對裝配體結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的影響。
　　最后，采用試驗?zāi)B(tài)分析的方法對分析結(jié)果進行驗證，分析了仿真結(jié)果和試驗結(jié)果出現(xiàn)偏差