五軸機床作為一種典型的高端制造裝備,因其良好的曲面加工能力被廣泛應用于螺旋槳和葉輪等高去除率、高精度零部件的加工中,在航空航天、精密儀器、高精醫(yī)療設備等領域有著重要的影響。相較于傳統(tǒng)三軸機床而言,五軸機床的旋轉軸弱化了機床結構的整體剛性,并且使得不同機床位姿下的動剛度產(chǎn)生了明顯的變化。而機床的加工精度又與其動力學特性密切相關,因此探索五軸機床工作空間動剛度變化規(guī)律對提升加工精度和效率具有重要的意義。激振測試是測量機床動剛度最為直接的手段,然而傳統(tǒng)通用錘擊測試方法存在偶然性強、效率不高、儀器結構尺寸偏大等缺點,難以適應五軸機床變位姿多方向的動剛度激振測試需求。因此本文著力于五軸機床工作空間動剛度測試方法的研究,以期提供一種靈活高效的五軸機床動剛度激振測試手段。本文主要研究內容如下:（1）五軸機床工作空間動剛度建模仿真分析。以實際搖籃轉臺式五軸機床為研究對象,采用彈簧阻尼模擬機床的結合部特性,搭建五軸機床有限元仿真平臺。利用振型疊加法仿真分析平動軸位置和旋轉軸角度對五軸機床不同方向動剛度的影響,為動剛度測試方法的研究奠定基礎。（2）基于壓電激振的五軸機床動剛度測試方法研究。結合動剛度仿真結... 

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 五軸機床工作空間動剛度建模分析研究現(xiàn)狀
        1.2.2 五軸機床工作空間動剛度測試方法研究現(xiàn)狀
    1.3 課題研究內容
第二章 五軸機床工作空間動剛度有限元建模分析
    2.1 五軸機床的結構特點與工作空間
    2.2 五軸機床工作空間內的動剛度
        2.2.1 動剛度
        2.2.2 機床“刀具-工件”相對動剛度
        2.2.3 五軸機床工作空間動剛度場的建立
    2.3 五軸機床工作空間動剛度有限元建模分析
        2.3.1 基于有限元法的結構動力學分析原理
        2.3.2 五軸機床有限元仿真平臺搭建
        2.3.3 平動軸位置對機床動剛度的影響分析
        2.3.4 旋轉軸角度對機床動剛度的影響分析
    2.4 本章小結
第三章 基于壓電促動器的五軸機床動剛度測試方法研究
    3.1 五軸機床工作空間動剛度測試需求分析
    3.2 基于壓電促動器的五軸機床動剛度測試系統(tǒng)設計
        3.2.1 激振方法的對比與選擇
        3.2.2 壓電材料及其特性
        3.2.3 測試系統(tǒng)總體架構與工作原理
        3.2.4 振動信號數(shù)據(jù)處理與評價方法
    3.3 壓電激振性能分析及選型
        3.3.1 壓電促動器激振機理
        3.3.2 掃頻激勵信號能量分析
        3.3.3 壓電促動器驅動功率分析
        3.3.4 壓電促動器及其控制器選型
    3.4 壓電激振儀的結構設計
        3.4.1 激振儀整體結構
        3.4.2 激振結構力學性能分析
    3.5 五軸機床動剛度激振測試系統(tǒng)搭建
        3.5.1 五軸數(shù)控機床
        3.5.2 動剛度激振測試系統(tǒng)的儀器與設備
        3.5.3 動剛度測試系統(tǒng)整體展示
    3.6 本章小結
第四章 五軸機床動剛度實驗測試與分析
    4.1 實驗設計與規(guī)劃
    4.2 實驗流程
    4.3 實驗結果分析
        4.3.1 X-X方向激振測試結果分析
        4.3.2 Y-Y方向激振測試結果分析
        4.3.3 Z-Z方向激振測試結果分析
    4.4 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 全文總結
    5.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]2017年全球機床消費概述[J]. 杜智強.  世界制造技術與裝備市場. 2018(02)
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博士論文
[1]基于自激勵的數(shù)控機床變結構模態(tài)分析方法[D]. 羅博.華中科技大學 2014

碩士論文
[1]動態(tài)切削力模擬加載及誤差在線測量裝置的研究與開發(fā)[D]. 韓松林.南京航空航天大學 2016
[2]正交車銑加工系統(tǒng)綜合動剛度建模與加工穩(wěn)定性分析[D]. 潘文斌.華中科技大學 2013
[3]多軸加工系統(tǒng)綜合頻響特性測試與分析[D]. 蔡飛飛.華中科技大學 2013



本文編號：3697343