小型五軸數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)及結(jié)構(gòu)動(dòng)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(jì)與加工問題。微細(xì)銑削加工技術(shù)在制造復(fù)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(jī)床上加工而成的，這些機(jī)床成本高、效率低、能耗大、主軸轉(zhuǎn)速相對(duì)較低，微小型機(jī)床的誕生就是為了解決這些問題。微小型機(jī)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(dá)到高速加工和高精度運(yùn)動(dòng)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(jī)床，并且已有不少有關(guān)小型機(jī)床設(shè)計(jì)原型的報(bào)道，然而在小型化機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法方面的報(bào)道并不多見。
　　本文針對(duì)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(dòng)態(tài)性能控制兩方面進(jìn)行機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)分析和動(dòng)態(tài)特性分析。
　　首先，建立了基于剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)的五軸小型機(jī)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(jì)方法，以機(jī)床實(shí)際設(shè)計(jì)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(yàn)

3、為工具安排了多組仿真試驗(yàn)；通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)與分析評(píng)價(jià)了各設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)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(duì)機(jī)床整機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜動(dòng)態(tài)特性分析，并對(duì)機(jī)床整機(jī)的動(dòng)態(tài)特性作出評(píng)價(jià)，通過逐步縮短運(yùn)動(dòng)鏈的方法，找出重力作用下對(duì)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(diǎn)研究了零件結(jié)合部對(duì)裝配體結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性的影響。
　　最后，采用試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析的方法對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，分析了仿真結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏差