高速混聯(lián)螺紋銑床性能分析與樣機開發(fā).pdf

1、傳統(tǒng)的串聯(lián)機床采用開式結(jié)構(gòu)鏈，運動控制方法簡單，工作空間較大，但其機床剛度較低。與傳統(tǒng)機床相比，并聯(lián)機床具有剛度大、質(zhì)量輕等優(yōu)點，可以模塊化生產(chǎn)制造，其不足是工作空間較小。本文綜合串聯(lián)機床和并聯(lián)機床的特點將并聯(lián)5R機構(gòu)用于螺紋銑削機床，開發(fā)出高性能的高速混聯(lián)螺紋銑床，并對其工作空間、運動干涉、剛度等機床性能進行了研究，為小直徑內(nèi)螺紋銑削加工提供了手段。
　　 分析了螺紋銑削加工的基本原理，確定了高速混聯(lián)螺紋銑床的設(shè)計方案，采用5

2、R機構(gòu)實現(xiàn)平面圓周運動，滑臺帶動5R機構(gòu)作為軸向移動。建立了5R機構(gòu)正解和反解的數(shù)學模型，分析了機構(gòu)的串聯(lián)奇異和并聯(lián)奇異形位，確定了5R機構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，獲得了5R機構(gòu)的理論工作空間。
　　 采用Pro/E軟件對混聯(lián)螺紋銑床進行了運動學仿真分析，通過運動反解仿真得到了機床在加工過程中驅(qū)動電機的運動范圍和運動速度，為機床的控制設(shè)計系統(tǒng)提供了依據(jù)。采用ANSYSWorkbench建立了混聯(lián)螺紋銑床的有限元模型，并進行了靜力學和模態(tài)分析

3、。通過靜力學分析獲得了在工作空間內(nèi)樣機的靜剛度，模態(tài)分析得到了機床的前六階固有頻率和振動特性，為機床的運行參數(shù)設(shè)置提供了依據(jù)。
　　 對設(shè)計的高速混聯(lián)螺紋銑床進行了樣機的裝配與調(diào)試，設(shè)計了測定機床剛度的實驗系統(tǒng)，完成了實際工作空間內(nèi)主軸Z向靜剛度的測定，并分析了影響螺紋銑床剛度的主要因素，提出了提高銑床靜剛度的措施。
　　 對常用控制系統(tǒng)的插補原理進行了分析，采用時間分割法作為五桿機構(gòu)直線和圓弧的插補方法，針對該插補算法