現(xiàn)代化數(shù)控加工技術(shù)正在向高速切削、高精度控制、高柔性一體化方向發(fā)展,傳統(tǒng)加工條件下對機床動態(tài)特性影響不大的因素在現(xiàn)代化數(shù)控加工中可能引起機床振動和加工精度的弱化。當(dāng)工件的加工工藝確定后,數(shù)控加工中心的工作位置隨時間不斷變化,這種時變特性將引起數(shù)控加工中心剛度以及質(zhì)量分布的時變。本文對數(shù)控加工中心加工位置的時變特性進行研究,考慮可動結(jié)合面對加工中心動態(tài)特性的影響,通過離散法對工作空間進行劃分,選取銑削與鏜削系統(tǒng)的典型加工位置進行動力學(xué)特性分析提取動態(tài)特性數(shù)據(jù),運用插值法擬建立動態(tài)特性譜,為提高數(shù)控加工中心的加工精度提出建議,本文的主要研究內(nèi)容如下:1)建立復(fù)合式鏜銑加工中心可動結(jié)合面的三維模型,通過Hertz接觸理論推導(dǎo)主要可動結(jié)合面滾珠絲杠副與直線導(dǎo)軌副的剛度,再通過有限元分析軟件對結(jié)合面進行有限元分析,根據(jù)后處理數(shù)據(jù)計算仿真剛度,并與理論值對比。2)對復(fù)合式鏜銑加工中心進行銑削與鏜削部分系統(tǒng)建模,通過有限元法進行動靜態(tài)特性分析,得出銑削與鏜削部分的靜態(tài)分析圖、模態(tài)頻率、模態(tài)振型圖,為諧響應(yīng)分析奠定基礎(chǔ)。3)通過對復(fù)合式鏜銑加工中心工作空間的離散選取典型加工位置,結(jié)合動靜態(tài)分析結(jié)果,對... 

【文章來源】：沈陽理工大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

結(jié)合面分類簡圖

第2章數(shù)控加工中心可動結(jié)合面剛度計算與分析-11-通過合理設(shè)置彈黃-阻尼單元的剛度和阻尼系以及兩個結(jié)合面之間的連接點數(shù)量與位置就能夠等效模擬結(jié)合面之間的實際接觸情況，優(yōu)點在于有限元設(shè)置簡便、適用廣泛，在實際情況中被大量使用，彈簧-阻尼等效法如圖2.2所示。圖2.2彈簧-阻尼等效法Fig.2.2Spring-dampingequivalentmethod3）虛擬介質(zhì)等效法：由于結(jié)合面處不能直接建立三維模型，因此在有限元分析中，一些學(xué)者提出了虛擬介質(zhì)等效法。由于結(jié)合面處的相互作用較為復(fù)雜，通過一層很薄的虛擬介質(zhì)等效模擬結(jié)合面處的受力情況，再將結(jié)合面的剛度與阻尼特性以數(shù)據(jù)的形式轉(zhuǎn)換成虛擬介質(zhì)的彈性模量與泊松比，等效出結(jié)合面的接觸特性，從而建立結(jié)合面處的動力學(xué)模型，虛擬介質(zhì)等效法如圖2.3所示。圖2.3虛擬介質(zhì)等效法Fig.2.3Virtualmediumequivalentmethod4）摩擦接觸狀態(tài)法：摩擦接觸狀態(tài)法選取有限元分析軟件求解器中已有的接觸單元，綜合考慮結(jié)合面處的非線性特征，對結(jié)合面處的接觸狀態(tài)通過求解器自動判斷、自動設(shè)置、自動求解再進行仿真分析。這種方法增加了計算量與時間，得到的結(jié)果較為準確[41]。上述幾種方法的優(yōu)缺點比較：1）節(jié)點等效法只考慮到結(jié)合面接觸部分處的剛性連接而忽略了彈性對結(jié)合面處動態(tài)特性分析的影響，因此在進行整機模態(tài)分析時誤差較大，所以一般情況下只考慮螺栓等固定結(jié)合面處采用節(jié)點等效法。

第2章數(shù)控加工中心可動結(jié)合面剛度計算與分析-11-通過合理設(shè)置彈黃-阻尼單元的剛度和阻尼系以及兩個結(jié)合面之間的連接點數(shù)量與位置就能夠等效模擬結(jié)合面之間的實際接觸情況，優(yōu)點在于有限元設(shè)置簡便、適用廣泛，在實際情況中被大量使用，彈簧-阻尼等效法如圖2.2所示。圖2.2彈簧-阻尼等效法Fig.2.2Spring-dampingequivalentmethod3）虛擬介質(zhì)等效法：由于結(jié)合面處不能直接建立三維模型，因此在有限元分析中，一些學(xué)者提出了虛擬介質(zhì)等效法。由于結(jié)合面處的相互作用較為復(fù)雜，通過一層很薄的虛擬介質(zhì)等效模擬結(jié)合面處的受力情況，再將結(jié)合面的剛度與阻尼特性以數(shù)據(jù)的形式轉(zhuǎn)換成虛擬介質(zhì)的彈性模量與泊松比，等效出結(jié)合面的接觸特性，從而建立結(jié)合面處的動力學(xué)模型，虛擬介質(zhì)等效法如圖2.3所示。圖2.3虛擬介質(zhì)等效法Fig.2.3Virtualmediumequivalentmethod4）摩擦接觸狀態(tài)法：摩擦接觸狀態(tài)法選取有限元分析軟件求解器中已有的接觸單元，綜合考慮結(jié)合面處的非線性特征，對結(jié)合面處的接觸狀態(tài)通過求解器自動判斷、自動設(shè)置、自動求解再進行仿真分析。這種方法增加了計算量與時間，得到的結(jié)果較為準確[41]。上述幾種方法的優(yōu)缺點比較：1）節(jié)點等效法只考慮到結(jié)合面接觸部分處的剛性連接而忽略了彈性對結(jié)合面處動態(tài)特性分析的影響，因此在進行整機模態(tài)分析時誤差較大，所以一般情況下只考慮螺栓等固定結(jié)合面處采用節(jié)點等效法。

【參考文獻】：
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碩士論文
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[8]復(fù)雜箱體精密復(fù)合鏜銑加工中心結(jié)構(gòu)設(shè)計中若干問題研究[D]. 崔世超.沈陽理工大學(xué) 2015
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[10]超高速平面磨床功能部件結(jié)合部動態(tài)特性研究[D]. 彭麗.湖南大學(xué) 2014



本文編號：2994050