本文關(guān)鍵詞：基于FACT理論的柔順機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及其在振動(dòng)切削方面的應(yīng)用

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【摘要】：柔順機(jī)構(gòu)具有無(wú)摩擦、安裝方便、緊湊性高等優(yōu)點(diǎn),且當(dāng)柔順鉸鏈?zhǔn)芰ψ冃螘r(shí),可以儲(chǔ)存能量和位移,當(dāng)驅(qū)動(dòng)力消失時(shí),柔順機(jī)構(gòu)可以快速回復(fù)到原來(lái)位置。利用柔順機(jī)構(gòu)帶動(dòng)刀具進(jìn)行三維橢圓振動(dòng)切削,可降低切削力,減少切削熱,抑制刀具磨損,顯著提高加工效果。前人設(shè)計(jì)的多自由度柔順機(jī)構(gòu)大多為串聯(lián)型機(jī)構(gòu),以串聯(lián)機(jī)構(gòu)為載體的三維橢圓振動(dòng)切削裝置可以有效避免運(yùn)動(dòng)耦合,但串聯(lián)機(jī)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致裝置龐大、一階固有頻率較低、驅(qū)動(dòng)困難。以并聯(lián)型柔順機(jī)構(gòu)為載體的三維橢圓振動(dòng)切削裝置可以避免以上缺陷,但現(xiàn)有的并聯(lián)裝置比較單一,工作行程較小,動(dòng)態(tài)性能差,且沒(méi)有對(duì)驅(qū)動(dòng)力作用點(diǎn)的位置進(jìn)行研究,因此,研制一種性能良好的并聯(lián)型多維柔順機(jī)構(gòu),并開(kāi)發(fā)其在三維橢圓振動(dòng)車削方面的應(yīng)用,具有重要的意義。本文首先利用FACT柔順機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)了一種并聯(lián)型三自由度柔順機(jī)構(gòu),計(jì)算了柔順機(jī)構(gòu)的剛度矩陣和靜力學(xué)指標(biāo),包括靈敏度和各項(xiàng)同性度等,研究表明裝置不是各項(xiàng)同性的,且柔順機(jī)構(gòu)對(duì)力矩的變化更敏感。模型的模態(tài)分析結(jié)果證實(shí)了柔順機(jī)構(gòu)具有良好的動(dòng)態(tài)特性,模型的靜力學(xué)分析得出了裝置的最大輸出位移和最大承受力,模型的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析得出通過(guò)調(diào)整驅(qū)動(dòng)力信號(hào),柔順機(jī)構(gòu)可產(chǎn)生三維橢圓振動(dòng)位移響應(yīng),證實(shí)了該柔順機(jī)構(gòu)可作為三維橢圓振動(dòng)切削裝置的載體。以并聯(lián)型三自由度柔順機(jī)構(gòu)為載體,設(shè)計(jì)了新型三維橢圓振動(dòng)切削裝置,并為裝置設(shè)計(jì)了底座和轉(zhuǎn)塔裝置,通過(guò)切削力經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出了裝置在加工時(shí)能承受的最大背吃刀量,通過(guò)刀位計(jì)算得出了驅(qū)動(dòng)位置、驅(qū)動(dòng)振幅、刀桿長(zhǎng)度對(duì)橢圓參數(shù)的影響。通過(guò)調(diào)整驅(qū)動(dòng)位置,裝置僅需要2個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置即可實(shí)現(xiàn)三個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)。選取壓電疊堆驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng),并對(duì)裝置進(jìn)行了彈性回復(fù)力校核,設(shè)計(jì)了驅(qū)動(dòng)裝置的預(yù)緊機(jī)構(gòu),并計(jì)算了自鎖角度。選擇合適的切削參數(shù)和刀具角度進(jìn)行切削實(shí)驗(yàn),利用此裝置切削的工件表面更光滑,粗糙度降低20%左右,且裝置工作頻率越高,改善加工效果的作用越明顯。
【學(xué)位授予單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH112;TG506.5

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 孔晰;基于FACT理論的柔順機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及其在振動(dòng)切削方面的應(yīng)用[D];大連交通大學(xué);2015年

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本文編號(hào)：1160492