【摘要】：數(shù)控機床作為現(xiàn)代制造業(yè)的主流加工設備,具有廣闊的應用前景,而雙擺角數(shù)控萬能銑頭作為五軸聯(lián)動數(shù)控機床的核心部件,其結構和性能在很大程度上決定了整臺機床的性能。本文采用理論、仿真和試驗相結合的方法對雙擺角數(shù)控萬能銑頭的靜動態(tài)特性進行了分析。首先,分析了雙擺角銑頭的總體布局、工作原理、溫度控制和誤差來源,基于多體運動學理論建立了雙擺角銑頭幾何運動誤差模型,并通過計算得到了雙擺角銑頭幾何運動誤差在基坐標下的誤差分量,根據誤差模型分析了A軸擺動對銑頭幾何誤差的影響。其次,建立了雙擺角銑頭的有限元模型,把簡化模型時省掉的零件以質量點的形式添加到模型中,保證了有限元模型的正確性。考慮雙擺角銑頭的3種工況與真實受力情況,分兩步對雙擺角銑頭進行靜力學分析,得到了雙擺角銑頭在切削力作用下的最大變形和最大應力,并通過計算得到了銑頭的靜剛度。然后,在靜力學分析的基礎上對雙擺角銑頭進行了模態(tài)分析和諧響應分析,分別得到了三種工況下銑頭的前6階固有頻率、振型以及銑頭刀座中心的位移響應曲線,并通過計算得到了銑頭的最小動剛度。最后,進行了雙擺角銑頭靜態(tài)試驗,為滿足施載的需要,設計了一種機床檢測專用施力機構。提出了一種銑頭靜態(tài)試驗的方法,并通過試驗得到了銑頭在受到不同載荷時的實際變形,為雙擺角銑頭的設計及優(yōu)化提供有效的技術支持。
[Abstract]:As the mainstream machining equipment in modern manufacturing industry, NC machine tool has a broad application prospect, while double pendulum angle NC universal milling head is the core component of five-axis NC machine tool. Its structure and performance largely determine the performance of the whole machine tool. In this paper, the static and dynamic characteristics of double pendulum angle NC universal milling head are analyzed by combining theory, simulation and experiment. Firstly, the general layout, working principle, temperature control and error source of double pendulum angle milling head are analyzed. Based on the theory of multi-body kinematics, the geometric motion error model of double pendulum angle milling head is established. The error component of the geometric motion error of the double pendulum milling head in the base coordinates is obtained. The influence of the A-axis swing on the geometric error of the milling head is analyzed according to the error model. Secondly, the finite element model of double pendulum milling head is established, and the parts saved from the simplified model are added to the model in the form of mass points to ensure the correctness of the finite element model. Considering the three working conditions and the real force of the double pendulum angle milling head, the static analysis of the double pendulum angle milling head is carried out in two steps, and the maximum deformation and the maximum stress of the double pendulum angle milling head under the action of cutting force are obtained. The static stiffness of the milling head is calculated. Then, on the basis of static analysis, modal analysis and harmonic response analysis of double pendulum milling head are carried out, and the first 6 natural frequencies, vibration modes and displacement response curves of cutter base center of milling head under three conditions are obtained, respectively. The minimum dynamic stiffness of the milling head is obtained by calculation. Finally, the static test of double pendulum milling head is carried out. In order to meet the need of loading, a special force application mechanism for machine tool testing is designed. A static test method of milling head is presented, and the actual deformation of milling head under different loads is obtained, which provides an effective technical support for the design and optimization of double pendulum milling head.
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG659

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本文編號：2386955