超精密加工車床及其微進(jìn)給機(jī)構(gòu)的研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及高新技術(shù)的需要，精密及超精密加工技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來越重要。幾十年來，超精密加工已成為工業(yè)生產(chǎn)中最關(guān)鍵的、效果最顯著的技術(shù)之一。本文密切結(jié)合河北省博士基金項目課題進(jìn)行研究，以超精密加工車床的開發(fā)為目標(biāo)，以壓電材料學(xué)、彈性鉸鏈理論、虛擬樣機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，對超精密車床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。在此基礎(chǔ)上，完成了超精密車床的設(shè)計，通過三維建模，對其進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)仿真；本論文完成了以下內(nèi)容： ◆設(shè)計了一臺小型化的基于

2、空氣靜壓電主軸、空氣靜壓導(dǎo)軌、研磨絲杠和壓電陶瓷微進(jìn)給平臺的超精密加工車床。 ◆設(shè)計了一種以壓電陶瓷作動器為動力源，彈性鉸鏈為彈性變形元件的新型微進(jìn)給刀架；在彈性鉸鏈分析基礎(chǔ)上，設(shè)計了整體式微進(jìn)給用鉸鏈機(jī)構(gòu)，對彈性鉸鏈和平行鉸鏈運(yùn)動副進(jìn)行了建模，并進(jìn)行了剛度分析。 ◆基于開環(huán)控制的測試系統(tǒng)，進(jìn)行了微進(jìn)給平臺的性能分析，包括位移-電壓曲線性能，蠕變特性，穩(wěn)定性，重復(fù)性精度等，得到了實驗數(shù)據(jù)，最后得到微進(jìn)給平臺的綜合性能指標(biāo)

3、。 ◆基于虛擬樣機(jī)仿真技術(shù)和Pro/ENGINEER 中的Mechanism 模塊，建立了數(shù)控車床的仿真模型，并利用其進(jìn)行了運(yùn)動仿真，獲得了刀架上一點的位移、速度和加速度與時間的曲線，并得到了各點運(yùn)動的包絡(luò)曲線，通過分析，設(shè)計的機(jī)床能夠滿足要求。 通過仿真和實驗，結(jié)果表明：所設(shè)計微進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)給分辨率為0.01μm；開環(huán)控制時，重復(fù)定位精度為0.08μm；車床可以達(dá)到納米級進(jìn)給精度；最后對全文的研究工作和取得的進(jìn)展進(jìn)行了總