機床支承件及線軌聯(lián)接面靜態(tài)精度特性研究.pdf

1、機床靜態(tài)性能計算及精度分析是實現(xiàn)數(shù)控機床高性能、高精度的重要核心途徑之一。以有限元理論為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)分析方法被廣泛的應(yīng)用到機床的性能計算與精度分析領(lǐng)域，為機床的性能及精度設(shè)計提供了理論支撐。與傳統(tǒng)基于試驗檢測的精度分析方法相比，以結(jié)構(gòu)有限元分析方法為理論基礎(chǔ)的機床性能、精度分析方法具有更直觀的分析結(jié)果與更高的分析效率。
　　本課題來源于國家科技重大專項項目“數(shù)控機床支承零件設(shè)計優(yōu)化工具與規(guī)范”(2012ZX04010-011)。本文

2、結(jié)合課題內(nèi)容研究了基于有限元的支承件及線軌聯(lián)接面的精度特性分析方法，并且運用該分析方法對某型號的立式加工中心立柱及其聯(lián)接面的性能、精度進行靜態(tài)計算與分析。具體的研究內(nèi)容如下:
　　(1)通過研究結(jié)構(gòu)分析的有限元方法和機床支承件及線軌聯(lián)接面的結(jié)構(gòu)特征，提出了按照結(jié)構(gòu)特征分析、載荷與約束分析和物理模型位移計算分析的靜態(tài)性能分析流程，形成了面向機床支承件及其聯(lián)接面的性能分析方法。
　　(2)通過研究機床支承件及線軌聯(lián)接面精度特征，

3、以齊次變換原理和誤差評定方法為基礎(chǔ)，結(jié)合有限元理論，建立按照靜態(tài)精度建模、靜態(tài)精度評價與精度特性計算為流程的機床支承件及線軌聯(lián)接面的精度特性計算、評價分析方法。
　　(3)運用本文所論述的分析方法，完成了某型號加工中心立柱及其線軌聯(lián)接面的性能計算與精度分析。在結(jié)構(gòu)特征分析階段研究了滾珠直線導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)及接觸特征;在載荷與約束分析階段，計算了加工中心的切削載荷，分別建立了聯(lián)接面約束、初始幾何誤差約束的等效約束方式;在物理模型計算分析階

4、段運用有限元軟件針對不同工況下的立柱及線軌聯(lián)接面進行靜態(tài)性能計算;在精度特性分析階段，針對載荷、行程位置、初始誤差等主要精度影響因素，進行了多因素影響下的靜態(tài)精度評價，最終得到立柱在不同影響因素下的精度特性。
　　結(jié)果表明，Y向載荷對平面度誤差以及X軸角度偏差產(chǎn)生主要影響;工作行程對X、Y軸的角度偏差產(chǎn)生主要影響;立柱的Y向剛度及繞X軸抗彎性能是其結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，論證了本文所述的機床支承件及線軌聯(lián)接面性能、精度分析方法的實際應(yīng)用價