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基于“S”形试件的机床刚度特性检验方法研究

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基于“S”形试件的机床刚度特性检验方法研究

作者：王耀辉电子科技大学

学位级别：硕士

“S”形检验试件是成都飞机工业集团提出的一种用于检验五轴联动数控机床动态精度的新型检验试件,目前已用于机床的验收工作中,且得到了良好的使用结果。新型检验试件的检测机理研究尚不够完善,已成为其国际化标准制定和进一步推广应用... 详细信息

“S”形检验试件是成都飞机工业集团提出的一种用于检验五轴联动数控机床动态精度的新型检验试件,目前已用于机床的验收工作中,且得到了良好的使用结果。新型检验试件的检测机理研究尚不够完善,已成为其国际化标准制定和进一步推广应用的瓶颈。本文以清华大学联合电子科技大学以及其他众多高校、机床厂商等的合作项目“五轴联动数控机床精度测评技术与标准”为背景,以一台A/C摆角五轴联动机床为研究对象,通过对机床弹性变形、运动控制策略和试件曲率的综合研究,理论与实验相结合,研究“S”形检验试件对机床刚度特性的检验方法。论文的主要研究内容如下:(1)以机床滚珠丝杠进给系统的机械结构为研究对象,建立了考虑结合面特性的数控机床滚珠丝杠直线进给系统的动力学模型,在此基础上得到了机床平动坐标轴的扭转、轴向和垂直方向的弹性变形模型,根据五轴机床运动原理将机床各坐标轴的弹性变形耦合到刀尖点,得到了试件上因机床弹性变形导致的轮廓度误差模型。(2)研究了机床弹性变形引起的轮廓度误差与试件曲率之间的关系。在matlab中实现了数控系统控制机床运动的控制策略算法,通过获取到的“S”形检验试件的后置指令,计算得到了机床在加工“S”形检验试件过程中各个坐标轴运动的速度和加速度。结合建立的试件轮廓度误差模型和计算得到的机床坐标轴的运动参数,得到了机床加工过程中因弹性变形造成的试件轮廓度误差的仿真结果,并在此基础之上进一步分析了机床弹性变形引起的轮廓度误差与加工试件曲率之间的关系,并通过实验验证了上述结论。(3)以中国的“S”形检验试件、NAS979标准件和德国提出的“S”形检验试件为研究对象,结合建立的轮廓度误差模型和数控系统运动控制策略模型,研究机床弹性变形造成的轮廓度误差沿试件刀路的分布规律。根据单一变量原则分别对数控系统中设定的机床运动约束、加工的进给速度、三种检验试件的曲率与试件轮廓度误差之间的关系进行研究,总结得出利用“S”形检验试件检验机床刚度特性的方法,并对三种不同检验试件的形面特性和检验能力进行了对比。

关键词： “S”形检验试件数控机床机床刚度弹性变形

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铣削组合机床刚度试验与分析

组合机床与自动化加工技术 1987年第11期 36-40+49页

作者：范国清大连组合机床研究所高级工程师

本文介绍了组合铣床刚度试验情况。对在10kW组合铣床静、动刚度试验研究基础上设计的40kW大走刀强力组合铣床的刚度作了全面分析。图3幅，表1个。

关键词：铣削组合机床机床刚度铣削头床身动刚度组合铣床平面铣削刚度试验力学性能试验

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薄壁梁有限元法在机床刚度分析方面的应用

制造技术与机床 1979年第4期 14-16页

作者：袁家骧西安交能大学机切教研室西安交通大学计数教研室

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金属切削机床刚度的测试及提高刚度的措施

漳州职业技术学院学报 1999年第4期5卷 94-97页

作者：陈益民

机床的刚度与其加工零件的精度密切相关,针对这一点,并通过刚度的测试实验及所获得的刚度曲线分析,提出几点提高车床刚度的有效措施。

关键词：机床刚度刚度测试加工精度

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合理制订装配工艺程序保证机床刚度

制造技术与机床 1957年第11期 23-26页

作者：张宝琪北京第一机床厂

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立式组合机床静刚度的试验研究

组合机床与自动化加工技术 1978年第1期 9-16+29页

作者：谢荆茂冯辛安大连工学院大连组合机床研究所

本文仅对前一阶段的试验研究情况作一简单介绍。机床的刚度是确定机床基本性能的重要指标之一。机床刚度不足不仅影响加工工件的精度和表面质量,而且还由于不能提高切削速度和进给量而影响生产率。所以目前国内外都很重视提高机床的刚... 详细信息

本文仅对前一阶段的试验研究情况作一简单介绍。机床的刚度是确定机床基本性能的重要指标之一。机床刚度不足不仅影响加工工件的精度和表面质量,而且还由于不能提高切削速度和进给量而影响生产率。所以目前国内外都很重视提高机床的刚度,并在这方面进行了和正在进行大量的试验研究工作,但多偏于万能机

关键词：组合机床系统刚度刀具动力箱机床刚度滑座静刚度试验研究

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用“生产法”测定机床和部件的刚度

工业技术经济 1996年第4期 121-99页

作者：邹青朱宪文邹彤吉林工业大学

用“生产法”测定机床及其部件的刚度所根据的原理是误差复映规律,由于现行的误差复映系数的定义不确切,因而由此得出的测定结果也不确切。本文在对误差复映系数和机床精化系数进行了分析后,提出了准确测定机床及其部件刚度的“生产法”。

关键词：机床刚度机床刚度测定误差复映

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斜床身车床的导轨尺寸和床身结构优化设计

斜床身车床的导轨尺寸和床身结构优化设计

作者：刘建栋大连理工大学

学位级别：硕士

机床是工业生产的载体,机床设计过程中,机床导轨结合面以及支承件的设计是机床设计的重要组成部分。随着科学技术的不断发展,过去经验式的机床设计方法已经不能够满足现代机床设计要求。当今社会,面向机床导轨结合面和支承件的高效率,... 详细信息

机床是工业生产的载体,机床设计过程中,机床导轨结合面以及支承件的设计是机床设计的重要组成部分。随着科学技术的不断发展,过去经验式的机床设计方法已经不能够满足现代机床设计要求。当今社会,面向机床导轨结合面和支承件的高效率,低能耗,高性能的机床设计方法有待发展。本文基于机床静刚度性能就机床导轨结合面尺寸设计和支承件结构轻量化设计展开讨论。本文结合专项中斜床身车床展开讨论,通过对导轨系统性能与尺寸的定性研究,结合传统机床导轨尺寸设计方法,得出较为完善的导轨尺寸设计方法;然后运用所研究的方法对斜床身床鞍-床身导轨尺寸进行设计;最后根据结构优化理论对床身结构进行轻量化设计。本文具体研究内容如下： (1)对本文所运用到的相关理论进行介绍,包括有限元理论、结构优化理论和正交函数数值拟合的最小二乘理论;具体阐述了每个理论的运用方法、运用范围、计算流程和相关应用实例。 (2)对机床导轨系统性能进行了初步研究,得出了在导轨系统各个零部件不同刚度下,欲使导轨性能达到最优,则导轨跨距也各有不同,因此希望通过对导轨系统中各个零部件刚度的研究得出导轨系统的最优跨距。 (3)根据(2)中研究的机床导轨尺寸设计方法,分别研究斜床身车床床鞍-床身导轨系统各个零部件刚度,并对导轨系统跨距和接触长度进行设计,同时将设计后导轨系统与原导轨系统性能进行对比,得到设计后比设计前导轨系统静刚度性能提高9%。 (4)建立床身载荷的力学求解模型,求解常用工况下的床身载荷。建立床身结构优化物理模型,采用OptiStruct拓扑优化分析软件对床身进行拓扑优化设计,得到床身内部结构的最佳材料分布;根据床身内部结构材料分布情况对床身壁板和主筋板的结构形式进行设计。在上述床身壁板和主筋板设计的机床上,对床身壁板和主筋板进行尺寸优化,完成床身的结构优化设计。通过对结构优化前后床身性能的分析与对比,得到优化后床身在保证原结构性能的前提下减重8.38%,达到了设计指标。

关键词：数控机床机床刚度导轨系统导轨尺寸优化设计

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新浪潮中的工具制造技术

工具技术 1984年第7期 1-6页

作者：马吉平成都工具研究所

一、FMS 技术在工具制造上的应用(一)川崎工厂的PPMS 系统1、概况:日本东芝钨公司的川崎工厂,于1980年投产的刀体加工全自动车间,可加工900种刀体,组成刀体的零件按形状、尺寸分类达3600种。该系统由6台机床组成,L1:数控车床1台;M1:立... 详细信息

一、FMS 技术在工具制造上的应用(一)川崎工厂的PPMS 系统1、概况:日本东芝钨公司的川崎工厂,于1980年投产的刀体加工全自动车间,可加工900种刀体,组成刀体的零件按形状、尺寸分类达3600种。该系统由6台机床组成,L1:数控车床1台;M1:立式加工中心1台;M2—M4:卧式5座标加工中心3台:G1:数控复合磨床1台。从早8时至晚9时,由2—3人监控,其余时间无人,24小时连续运转。由计算机集中控制的PPMS 系统,具有下述特点:硬件方面—(1)、故障诊断技术

关键词：工具制造刀具制造 PPMS CNC 刃口强化处理螺纹磨床螺纹加工机床机床刚度金刚石砂轮涂层刀片