在當(dāng)今這個(gè)科技快速發(fā)展的時(shí)代,微小型機(jī)械產(chǎn)品的使用前景越來(lái)越廣泛,在很多領(lǐng)域中都扮演著重要的角色,隨著智能時(shí)代的到來(lái)和計(jì)算機(jī)技術(shù)、納米技術(shù)的興起,微小型機(jī)械產(chǎn)品的需求還會(huì)進(jìn)一步增加。微小型機(jī)床也因具有節(jié)約資源、降低成本等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。并且為了滿足產(chǎn)品微小型化的需求,本課題進(jìn)行了微銑削機(jī)床的設(shè)計(jì)和研究,旨在設(shè)計(jì)出部件輕、剛性好、固有頻率高、減震性好且能滿足實(shí)驗(yàn)加工需要的微小型銑削加工機(jī)床。本文根據(jù)微小型機(jī)床的技術(shù)要求,完成機(jī)床整體功能模塊分析和機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),選用立式結(jié)構(gòu)作為機(jī)床的基本構(gòu)型。對(duì)立板和主軸等機(jī)床關(guān)鍵零部件進(jìn)行有限元輔助設(shè)計(jì)與分析優(yōu)化,提升其靜動(dòng)態(tài)特性和驗(yàn)證對(duì)加工質(zhì)量的影響。對(duì)機(jī)床各功能單元進(jìn)行設(shè)計(jì)和硬件選型,完成機(jī)床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。面向所設(shè)計(jì)的微銑削機(jī)床,基于GTS-VB運(yùn)動(dòng)控制器,開發(fā)具有控制性能且人機(jī)交互性強(qiáng)的控制軟件。分析了PID控制原理和整定方式,同時(shí)設(shè)計(jì)了便捷的PID參數(shù)整定窗口。建立進(jìn)給系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,采用拉格朗日-麥克斯韋方程來(lái)描述機(jī)電耦聯(lián)系統(tǒng),以獲得統(tǒng)一的機(jī)電耦聯(lián)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程,得到進(jìn)給系統(tǒng)的傳遞函數(shù),搭建了機(jī)床伺服系統(tǒng)控制環(huán)路,進(jìn)行仿真并得到最佳的PID參... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

微制造產(chǎn)品在各領(lǐng)域的應(yīng)用微小型機(jī)械零件的外形尺寸一般在幾十微米到幾毫米之間的，也被稱之為[2]

幾種典型的微細(xì)切削結(jié)構(gòu)[6,7]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-4-圖1-3微小型車床[16]為了提升加工效率、提高加工質(zhì)量，日本通產(chǎn)省研究所將這臺(tái)機(jī)床與數(shù)控技術(shù)相集成，同時(shí)進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)。改進(jìn)后機(jī)床的尺寸行程都有所增加，尺寸增加到了160mmx130mmx85mm，XYZ各軸的行程分別增加到了20mm、35mm、20mm。定位精度高達(dá)1.25μm，可以通過計(jì)算機(jī)控制機(jī)床進(jìn)行零件加工。不僅如此，他們還在機(jī)床上安裝了顯微攝像頭進(jìn)行視頻采集，以方便對(duì)刀和觀測(cè)加工過程，使機(jī)床便于使用。之后，日本通產(chǎn)省研究所又給這臺(tái)微型設(shè)備的導(dǎo)軌安裝了奧林巴斯公司的編碼器，這樣使得其數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)成了閉環(huán)反饋，提高了機(jī)床的定位精度、重復(fù)定位精度和加工精度[17~19]。同時(shí)，他們還對(duì)機(jī)床的分辨率、進(jìn)給速度、經(jīng)濟(jì)成本做了進(jìn)一步改善，使得機(jī)床的加工性能得到全面的提升。這臺(tái)機(jī)床所加工圓柱零件的表面粗糙度已經(jīng)可以達(dá)到0.5μm，加工零件的尺寸范圍也得到顯著提升。微小型機(jī)床經(jīng)過一系列的發(fā)展和完善，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，也為微型設(shè)備的發(fā)展奠定了一定得基矗微型車床所取得的成果，讓人們看到了這項(xiàng)技術(shù)的可行性，也使得更多的學(xué)者進(jìn)入微型設(shè)備研究領(lǐng)域。在2001年，日本通產(chǎn)省研究所又成功搭建了世界上第一個(gè)“微型加工廠”[20]，該工廠具有車銑復(fù)合功能，且可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品加工的輕自動(dòng)化。日本通產(chǎn)省研究所利用這個(gè)工廠進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)研究，加工了許多微型零件。微型工廠具有更大的靈活性、更低的經(jīng)濟(jì)成本，且可以實(shí)現(xiàn)高度的自動(dòng)化，這顯著的提升了微機(jī)械的加工制造能力，也促進(jìn)了這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。圖1-4為日本通產(chǎn)省研究所研制的微型工廠和所加工的零件。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]高精度微小型車銑復(fù)合加工機(jī)床誤差建模與補(bǔ)償研究[D]. 鄧勇軍.北京理工大學(xué) 2015

碩士論文
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[2]微型三軸切削機(jī)床的設(shè)計(jì)與微細(xì)切削工藝實(shí)驗(yàn)研究[D]. 黃凱.上海交通大學(xué) 2015
[3]高精度微小型車銑復(fù)合加工機(jī)床總體設(shè)計(jì)[D]. 許志堯.北京理工大學(xué) 2015
[4]微小型機(jī)床的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化及動(dòng)態(tài)特性分析[D]. 陳萬(wàn)群.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010



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