液體靜壓導(dǎo)軌的多目標(biāo)優(yōu)化及流場(chǎng)仿真分析.pdf

1、隨著超精密機(jī)床在民用、國(guó)防以及空間科學(xué)等領(lǐng)域的需求日益增大，對(duì)超精密機(jī)床的加工精度和工作性能的要求已越來越高，決定超精密機(jī)床性能的因素較多，其中主要取決于其關(guān)鍵部件的性能。導(dǎo)軌副是直接保證超精密機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件之間相對(duì)位置精度和相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度的重要部件。液體靜壓導(dǎo)軌能夠很好的解決普通導(dǎo)軌常遇到的振動(dòng)與摩擦問題，因此液體靜壓導(dǎo)軌無疑是超精密機(jī)床導(dǎo)軌系統(tǒng)選擇的最佳方案之一。為保證液體靜壓導(dǎo)軌具有高速、高效、高精度的設(shè)計(jì)要求，靜壓導(dǎo)軌必須具有良好

2、的承載能力和油膜剛度。本文以恒壓閉式液體靜壓導(dǎo)軌平臺(tái)為研究對(duì)象，主要從以下幾方面內(nèi)容進(jìn)行了研究:
　　(1)對(duì)恒壓和恒流量、閉式和開式靜壓導(dǎo)軌性能進(jìn)行綜合比較，選擇了恒壓閉式液體靜壓導(dǎo)軌。重點(diǎn)分析了閉式靜壓導(dǎo)軌中對(duì)稱和非對(duì)稱結(jié)構(gòu)形式的靜態(tài)特性，得出了導(dǎo)軌左、右兩組側(cè)油腔之間的懸梁臂跨度L對(duì)導(dǎo)軌工作臺(tái)擾度的影響規(guī)律。
　　(2)根據(jù)本課題背景中研制的超精密機(jī)床技術(shù)指標(biāo)，對(duì)恒壓閉式液體靜壓導(dǎo)軌進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算，并利用具有強(qiáng)大

3、三維造型功能的solidworks軟件進(jìn)行了三維結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)。
　　(3)以導(dǎo)軌的整體結(jié)構(gòu)模型為研究對(duì)象，結(jié)合正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法、數(shù)學(xué)綜合評(píng)判法和有限元方法，對(duì)其進(jìn)行靜態(tài)特性綜合分析，從而可以確定影響導(dǎo)軌平臺(tái)整體變形的關(guān)鍵因素和非關(guān)鍵因素，然后對(duì)其進(jìn)行基于質(zhì)量、結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度約束的多目標(biāo)輸出優(yōu)化，以達(dá)到提高液體靜壓導(dǎo)軌平臺(tái)的承載性能、剛度性能和穩(wěn)定性。
　　(4)采用流體動(dòng)力學(xué)有限元分析方法，對(duì)導(dǎo)軌間的油膜進(jìn)行全參數(shù)三維實(shí)體建