三棱形軸孔數(shù)控磨床系統(tǒng)幾何誤差補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用研究.pdf

1、隨著機(jī)械向高效、高速、精密、多功能方向發(fā)展，對(duì)傳動(dòng)機(jī)械的功能和性能的要求也越來(lái)越高。三棱形軸孔的連接與通常采用的鍵與鍵槽連接方式相比，具有連接強(qiáng)度高，在載荷作用下能自動(dòng)定心，保持軸與轉(zhuǎn)動(dòng)零件的動(dòng)平衡、傳動(dòng)扭矩大、沒(méi)有應(yīng)力集中、傳動(dòng)時(shí)的振動(dòng)和噪音低等優(yōu)點(diǎn)。然而，傳統(tǒng)的三棱形數(shù)控磨床在加工過(guò)程中總是不可避免地存在著各種加工誤差。研究表明，幾何誤差和熱變形引起的誤差占機(jī)床總誤差的70％左右。所以，數(shù)控機(jī)床空間幾何誤差補(bǔ)償對(duì)提高機(jī)床加工精度很有

2、必要。在幾何誤差補(bǔ)償方面，近年來(lái)的研究方法主要是利用多體系統(tǒng)理論建立數(shù)學(xué)幾何誤差補(bǔ)償模型，并通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)對(duì)誤差參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算和修正。
　　 本文為了提高三棱形軸孔高精度數(shù)控磨床系統(tǒng)加工精度，研究了基于三棱形軸孔高精度數(shù)控磨床系統(tǒng)的幾何誤差補(bǔ)償技術(shù)，探索了利用計(jì)算機(jī)軟件建立幾何誤差補(bǔ)償框架的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程，提出了采用多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論的三棱形軸孔高精度數(shù)控磨床的幾何誤差補(bǔ)償系統(tǒng)。本研究開(kāi)展的主要工作如下：
　　 1)

3、分析了三棱形軸孔高精度數(shù)控磨床加工系統(tǒng)主要加工誤差源，得出幾何誤差是導(dǎo)致三棱形軸孔加工誤差的主要誤差源。提出基于多體系統(tǒng)理論的三棱形軸孔數(shù)控磨床系統(tǒng)的幾何誤差補(bǔ)償數(shù)學(xué)模型，并將三棱形數(shù)控磨床的各個(gè)組成部件抽象成體，全面的考慮了磨床系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)鏈中的各項(xiàng)誤差影響因素，推導(dǎo)了誤差轉(zhuǎn)換矩陣。
　　 2)對(duì)三棱形軸孔高精度磨床的21項(xiàng)幾何誤差進(jìn)行了描述，并采用9線誤差辨識(shí)法對(duì)幾何誤差參數(shù)進(jìn)行辨識(shí)，得到了磨床系統(tǒng)的各項(xiàng)幾何誤差參數(shù)。
　

4、　 3)基于建立的三棱形數(shù)控磨床幾何誤差補(bǔ)償數(shù)學(xué)模型，研究了基于軟件的三棱形軸孔高精度數(shù)控磨床的幾何誤差補(bǔ)償系統(tǒng)。通過(guò)軟件建立幾何誤差補(bǔ)償數(shù)學(xué)計(jì)算模型，并對(duì)三棱形數(shù)控磨床加工中的三棱形加工曲線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行詳細(xì)分析，給出了三棱形軸孔磨床的數(shù)控指令修正方案，獲得修正后的數(shù)控指令，實(shí)現(xiàn)精密數(shù)控加工。
　　 4)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證，三棱形數(shù)控磨床幾何誤差補(bǔ)償效果明顯，對(duì)工件進(jìn)行分批加工對(duì)比，結(jié)果表明軟件補(bǔ)償后工件的加工精度有了明顯提高，驗(yàn)證