加工中心雙驅進給系統(tǒng)動態(tài)特性研究.pdf

1、隨著數(shù)控機床向高速、高精度和大負載的方向發(fā)展，雙驅滾珠絲杠系統(tǒng)逐漸被應用在高檔數(shù)控加工中心，其不僅能保證較高的精度、無側隙剛性和結構對稱，而且大大的減少機床的振動、變形及保證兩滾珠絲杠同步進給驅動。雙驅進給系統(tǒng)克服了單驅滾珠絲杠無法滿足高質量的加工條件，又避免了使用直線電機帶來的高額成本。但是由于雙驅滾珠絲杠在裝配使用中存在結構上的不完全對稱，以及兩邊滾珠絲杠所受的載荷不均衡，使得兩滾珠絲杠軸無法保持完全同步驅動，進而導致移動部件的扭轉

2、、零件加工精度下降以及出現(xiàn)損壞機床的嚴重后果。因此，雙驅滾珠絲杠進給系統(tǒng)的動態(tài)特性和熱變形的研究對提高數(shù)控機床的效率有重要的意義。本論文的主要研究工作包括:
　　1.雙驅滾珠絲杠進給系統(tǒng)實體模型的建立。針對雙驅滾珠絲杠進給系統(tǒng)的性能，借鑒相關單驅滾珠絲杠的設計方法，對本系統(tǒng)的零部件進行計算和選型，應用Pro/E軟件建立了加工中心雙驅進給系統(tǒng)的三維實體模型并進行簡化，對后續(xù)的仿真奠定基礎。
　　2.加工中心雙驅進給系統(tǒng)動態(tài)性能

3、實驗平臺的設計。設計了雙驅滾珠絲杠進給系統(tǒng)的動態(tài)性能檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)由機械系統(tǒng)和測試系統(tǒng)兩部分組成。在檢測系統(tǒng)實驗平臺上安裝相應的傳感器，通過傳感器采集信號轉化為電信號輸入到LMS Test.Lab進行數(shù)據(jù)分析。
　　3.雙驅滾珠絲杠進給系統(tǒng)的動態(tài)特性分析。通過拉格朗日方程在廣義坐標下的變換，對雙驅滾珠絲杠進給系統(tǒng)進行動力學模型的建立并分析其動態(tài)特性。應用ANSYS Workbench軟件對簡化后的雙驅進給系統(tǒng)進行模態(tài)分析，通過分

4、析對比兩根滾珠絲杠軸的間距和所承受的負載對進給系統(tǒng)動態(tài)特性的影響，并且提出了響應的改善措施。
　　4.雙驅滾珠絲杠進給系統(tǒng)的熱變形分析。利用有限元法建立了溫度場的數(shù)學模型，并且對雙驅滾珠絲杠進給系統(tǒng)的熱源、發(fā)熱率以及邊界條件進行了分析，應用ANSYS Workbench軟件對比分析了兩種邊界條件下的溫度場的分布和影響，最后提出了相應的抑制雙驅滾珠絲杠進給系統(tǒng)熱變形的方法。
　　針對雙驅滾珠絲杠進給系統(tǒng)存在的問題，對雙驅進給系