機床支承件及線軌聯(lián)接面靜態(tài)精度特性研究.pdf

1、機床靜態(tài)性能計算及精度分析是實現(xiàn)數(shù)控機床高性能、高精度的重要核心途徑之一。以有限元理論為基礎的結構分析方法被廣泛的應用到機床的性能計算與精度分析領域，為機床的性能及精度設計提供了理論支撐。與傳統(tǒng)基于試驗檢測的精度分析方法相比，以結構有限元分析方法為理論基礎的機床性能、精度分析方法具有更直觀的分析結果與更高的分析效率。
　　本課題來源于國家科技重大專項項目“數(shù)控機床支承零件設計優(yōu)化工具與規(guī)范”(2012ZX04010-011)。本文

2、結合課題內(nèi)容研究了基于有限元的支承件及線軌聯(lián)接面的精度特性分析方法，并且運用該分析方法對某型號的立式加工中心立柱及其聯(lián)接面的性能、精度進行靜態(tài)計算與分析。具體的研究內(nèi)容如下:
　　(1)通過研究結構分析的有限元方法和機床支承件及線軌聯(lián)接面的結構特征，提出了按照結構特征分析、載荷與約束分析和物理模型位移計算分析的靜態(tài)性能分析流程，形成了面向機床支承件及其聯(lián)接面的性能分析方法。
　　(2)通過研究機床支承件及線軌聯(lián)接面精度特征，

3、以齊次變換原理和誤差評定方法為基礎，結合有限元理論，建立按照靜態(tài)精度建模、靜態(tài)精度評價與精度特性計算為流程的機床支承件及線軌聯(lián)接面的精度特性計算、評價分析方法。
　　(3)運用本文所論述的分析方法，完成了某型號加工中心立柱及其線軌聯(lián)接面的性能計算與精度分析。在結構特征分析階段研究了滾珠直線導軌的結構及接觸特征;在載荷與約束分析階段，計算了加工中心的切削載荷，分別建立了聯(lián)接面約束、初始幾何誤差約束的等效約束方式;在物理模型計算分析階

4、段運用有限元軟件針對不同工況下的立柱及線軌聯(lián)接面進行靜態(tài)性能計算;在精度特性分析階段，針對載荷、行程位置、初始誤差等主要精度影響因素，進行了多因素影響下的靜態(tài)精度評價，最終得到立柱在不同影響因素下的精度特性。
　　結果表明，Y向載荷對平面度誤差以及X軸角度偏差產(chǎn)生主要影響;工作行程對X、Y軸的角度偏差產(chǎn)生主要影響;立柱的Y向剛度及繞X軸抗彎性能是其結構的薄弱環(huán)節(jié)，論證了本文所述的機床支承件及線軌聯(lián)接面性能、精度分析方法的實際應用價