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谈误差高速五轴联动加工中心结构与误差补偿

收藏本文 2024-03-11 点赞:27006 浏览:120972 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:高速五轴联动加工中心是科技含量高、加工精度高的高端数控加工设备,被广泛运用于加工具有复杂表面的零件。高速加工技术对机床的要求主要有:足够的静刚度、良好的动态特性、较高的加工精度等。随着加工中心向着高切削速度和高加工精度的方向进展,其工作性能要求也越来越高。本论文以XKR50五轴联动加工中心为探讨对象,利用有限元浅析软件ANSYS Workbench作为浅析工具,对机床进行了静态、动态浅析,并提出了一种新型的机床误差补偿案例。首先根据数控机床的不同结构布局形式特点,选取了适合加工高精度中小型零件的XKR50高速五轴联动加工中心的结构形式。对机床的主要运动部件主轴箱、滑板、横梁以及整机结构进行了静力浅析,得到了机床的应力和应变,浅析了机床的强度和刚度情况;对主轴箱和机床整机进行了有限元模态浅析,得出了主轴箱和整机的模态参数:固有频率和振型,并进行了相应的动态性能浅析。结合静力浅析和模态浅析,评价了机床结构的力学性能,为高速五轴联动加工中心的案例设计和改善提供了论述依据。提升机床加工精度有误差防止和误差补偿两种策略,本论文浅析了五轴机床的结构特点及其主要误差产生来源和分类,介绍了激光跟踪仪的工作原理,最后提出了一种新的五轴机床误差补偿策略。关键词:高速论文五轴论文结构浅析论文有限元论文误差补偿论文

    摘要3-4

    ABSTRACT4-7

    1 绪论7-17

    1.1 论文选题背景及作用7

    1.2 高速五轴联动加工中心的进展7-12

    1.2.1 高速加工中心的特点7-9

    1.2.2 高速加工中心的进展情况9-11

    1.2.3 五轴加工中心的进展及特点11-12

    1.3 有限元浅析和误差补偿探讨近况12-14

    1.4 论文探讨内容及作用14-17

    1.4.1 XKR50 五轴联动加工中心介绍14-15

    1.4.2 探讨内容15-17

    2 高速五轴加工中心总体结构案例17-27

    2.1 机床结构布局17-19

    2.2 高速五轴联动机床结构合理选型19-21

    2.3 XKR50 五轴联动机床结构特点21-23

    2.4 机床刀具位置数学模型23-26

    2.5 本章小结26-27

    3 高速加工中心有限元静力浅析27-43

    3.1 机床有限元静力浅析概述27-28

    3.2 有限元策略基本原理28-29

    3.2.1 单位列式与节点位移方程28

    3.2.2 单元应力计算28-29

    3.3 结构有限元浅析基本历程29-30

    3.4 ANSYS Workbench 介绍30-31

    3.5 XKR50 五轴联动机床参数31-32

    3.5.1 机床焊接件壁厚参数31

    3.5.2 主轴结构参数31

    3.5.3 电机参数31-32

    3.5.4 外部载荷计算32

    3.6 机床钢板焊接件厚度选择32-37

    3.6.1 较厚焊接件整机有限元静力浅析33-34

    3.6.2 较薄焊接件整机有限元静力浅析34-36

    3.6.3 两种厚度焊接件比较选择36-37

    3.7 主轴箱静力浅析37-38

    3.8 滑板静力浅析38-39

    3.9 横梁静力浅析39-41

    3.10 本章小结41-43

    4 高速加工中心模态浅析43-53

    4.1 机床模态浅析概述43

    4.2 模态浅析论述基础43-46

    4.3 XKR50 五轴联动机床主轴及整机模态浅析46-51

    4.3.1 主轴箱模态浅析47-49

    4.3.2 XKR50 整机的模态浅析49-51

    4.4 本章小结51-53

    5 高速五轴加工中心误差补偿53-65

    5.1 机床误差源浅析53-55

    5.2 机床误差测量策略55-58

    5.3 五轴机床综合误差建模概述58-59

    5.4 五轴联动机床误差补偿技术设计59-63

    5.4.1 误差补偿基本概念及组成59-60

    5.4.2 误差补偿案例设计60-63

    5.5 本章小结63-65

    6 总结与展望65-67

    6.1 全文总结65

    6.2 不足和展望65-67

    致谢67-69

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