大型龍門導軌磨床精密化關鍵技術應用研究.pdf

1、本文是在國家自然科學基金（編號51275305）、高等學校博士學科點專項科研基金（編號20110073110041）、國家科技重大專項課題(編號2011Z X04015-031)、2013年度上海市引進技術的吸收與創(chuàng)新計劃項目《基于動態(tài)實時補償?shù)母呔却笾匦蛿?shù)控機床及其產業(yè)化》的大力支持下，開展針對上海重型機床廠的MK5225A重型數(shù)控龍門導軌磨床誤差機理研究工作。
　　對于機床加工定位誤差，目前我們主要可以從兩個方向去改善。首先

2、，從機床本身入手，運用有限元分析及結構優(yōu)化理論，從根本上改善引起機床加工定位精度變化的力、熱或幾何等特征；第二，運用誤差補償理論，人為地構造出一個反方向的誤差去補償?shù)毒咴械恼`差。兩者方法相輔相成，共同促使機床加工定位精度的提高。
　　本文主要致力于磨床整機的熱力耦合模態(tài)分析，建立有限元模型并進行誤差的機理分析，找到受力及應變的變化規(guī)律、溫度場及熱變形場的變化規(guī)律及結構優(yōu)化設計，建立誤差模型并進行補償，最終達到減少誤差，提高加工精

3、度的目的。
　　主要研究內容包括以下幾個方面：
　　1、對所研究的MK5225 A重型數(shù)控龍門導軌磨床整機進行有限元分析，由于數(shù)控導軌磨床結構龐大，熱、力變形復雜，很多情況下還耦合在一起，所以分別對龍門導軌磨床進行系統(tǒng)地熱、力變形分析，找出其中的薄弱環(huán)節(jié)，為優(yōu)化設計做準備。
　　2、對于一些對加工定位誤差有很大影響的零部件如橫梁系統(tǒng)，需要進行更綜合全面的分析。這里結合導軌磨床生產實際，模擬橫梁體在三個位置變形模態(tài)，提出

4、筋格優(yōu)化設計分析方法，對橫梁體進行結構優(yōu)化設計。
　　3、針對導軌磨床基本的運動關系，利用齊次坐標變換理論，分別分析每一部件的各個誤差元素，并建立各自的齊次坐標變換矩陣。通過對比理論、實際兩大齊次坐標變換矩陣，推導出磨床左右磨頭三個方向綜合誤差模型，對誤差補償模型的建立有一定的推動作用。
　　4、進行磨床的直線度誤差檢測、建模及補償，主要測量了磨床的幾何誤差，用激光干涉儀測得，基于測量的數(shù)據(jù)，提出三次樣條插值函數(shù)對機床的誤差