基于多體系統(tǒng)的弧面凸輪廓面誤差系統(tǒng)分析與預(yù)測研究.pdf

1、弧面凸輪機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)多種復(fù)雜運(yùn)動形式,已在許多自動機(jī)械中廣泛應(yīng)用。作為其關(guān)鍵部件,弧面凸輪的加工精度和表面質(zhì)量直接決定了該機(jī)構(gòu)的工作性能和品質(zhì)。目前國內(nèi)外弧面凸輪加工主要采用數(shù)控加工方法,但我國精密弧面凸輪的研發(fā)能力與國外相比還有較大差距。究其原因主要是弧面凸輪工作廓面結(jié)構(gòu)復(fù)雜,加工難度大,特別是數(shù)控編程僅基于純幾何的刀具軌跡規(guī)劃方法未能充分考慮機(jī)床誤差、工裝誤差、刀具誤差等多項(xiàng)原始誤差的綜合影響,弧面凸輪廓面誤差無法實(shí)現(xiàn)科學(xué)預(yù)測和有效

2、控制。如何揭示機(jī)床誤差、工裝誤差、刀具誤差等多項(xiàng)原始誤差對弧面凸輪加工精度的綜合影響,實(shí)現(xiàn)弧面凸輪廓面誤差高效、科學(xué)預(yù)測和有效控制是精密弧面凸輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)品研發(fā)中的一項(xiàng)重要課題。因此,迫切亟待開展弧面凸輪廓面誤差系統(tǒng)分析與預(yù)測研究,為弧面凸輪加工刀軌優(yōu)化和誤差有效控制提供科學(xué)依據(jù)。為此,本文利用多體系統(tǒng)誤差建模理論、弧面凸輪機(jī)構(gòu)空間嚙合原理、Matlab等手段,探索弧面凸輪廓面誤差綜合模型,深入分析各原始誤差對弧面凸輪廓面加工精度的影響規(guī)律

3、。具體研究工作如下:
　　1)綜述了弧面凸輪加工誤差分析、多體系統(tǒng)理論在切削加工誤差分析中的應(yīng)用和數(shù)控機(jī)床幾何誤差建模的研究現(xiàn)狀,并推導(dǎo)了弧面凸輪理論廓面方程,奠定了后續(xù)研究基礎(chǔ)。
　　2)分析了機(jī)床空間幾何誤差因素。針對DMU80T五軸立式鏜銑加工中心,在分析機(jī)床結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)動幾何誤差的基礎(chǔ)上,建立了該數(shù)控機(jī)床的空間幾何誤差模型。
　　3)建立了弧面凸輪廓面誤差綜合模型。根據(jù)范成法和單側(cè)面加工方法并結(jié)合具體機(jī)床的結(jié)構(gòu)

4、和配置條件,以多體系統(tǒng)誤差建模理論和弧面凸輪機(jī)構(gòu)空間嚙合原理為基礎(chǔ),分別推導(dǎo)出范成法加工和單側(cè)面加工的包含機(jī)床各軸運(yùn)動誤差在內(nèi)的弧面凸輪誤差廓面方程,同時(shí)給出了弧面凸輪廓面法向誤差的定義、計(jì)算方法和計(jì)算過程。
　　4)進(jìn)行實(shí)例仿真分析?；谏鲜鲅芯抗ぷ?利用Matlab編制了弧面凸輪廓面多軸數(shù)控加工誤差綜合分析程序,實(shí)例仿真計(jì)算結(jié)果反映出各原始誤差對弧面凸輪廓面誤差的綜合影響規(guī)律。
　　綜上,本文的研究為弧面凸輪廓面誤差高效