多坐標(biāo)微進(jìn)給平臺(tái)熱變形誤差規(guī)律研究.pdf

1、作為一類精密平面磨床的輔助微進(jìn)給單元,納米級(jí)微進(jìn)給平臺(tái)的開發(fā)與應(yīng)用可有效地提高其加工精度,同時(shí)由于精密磨削時(shí)磨削量數(shù)量級(jí)的減小,熱變形的問題也更加突顯出來,成為影響平臺(tái)定位精度的主要因素.因此,開展微進(jìn)給平臺(tái)熱變形規(guī)律的研究具有重要意義和實(shí)用價(jià)值.本文以實(shí)驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)制造的多坐標(biāo)微進(jìn)給平臺(tái)為對(duì)象,利用I-DEAS軟件研究了不同工況下其熱變形的規(guī)律,為進(jìn)行微進(jìn)給平臺(tái)的熱誤差補(bǔ)償提供了依據(jù),取得的研究成果可以概括為以下幾個(gè)方面: 結(jié)

2、合有限控制容積法和熱彈性力學(xué)的理論,建立了溫度場(chǎng)和熱變形的數(shù)值計(jì)算模型. 在對(duì)微進(jìn)給平臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上,建立了在微進(jìn)給平臺(tái)上平面磨削矩形工件的模擬模型,提出了一種有效的移動(dòng)熱源模擬方法,并與有關(guān)文獻(xiàn)中的算例比較,驗(yàn)證了此方法的可行性,從而實(shí)現(xiàn)了I-DEAS軟件對(duì)平面磨削加工的仿真模擬. 對(duì)不同的工作臺(tái)進(jìn)給速度及磨削深度等參數(shù)進(jìn)行單因素分析,得到相應(yīng)情況下整個(gè)微進(jìn)給平臺(tái)及工件系統(tǒng)的磨削溫度場(chǎng)分布,并在此基礎(chǔ)上研究

3、了磨削參數(shù)對(duì)工件峰值溫度的影響規(guī)律,分析了其形成的原因. 以所得溫度場(chǎng)分布為邊界條件,利用熱一力耦合分析方法,研究了相應(yīng)溫度場(chǎng)分布下的熱變形規(guī)律,分析了環(huán)境溫度對(duì)微進(jìn)給平臺(tái)及磨削參數(shù)對(duì)工件上表面最大變形量的影響規(guī)律,并利用回歸分析推得了經(jīng)驗(yàn)公式. 通過將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果相比較,驗(yàn)證了仿真分析的有效性. 上述研究成果為微進(jìn)給平臺(tái)的熱誤差補(bǔ)償提供了理論和數(shù)據(jù)依據(jù),為進(jìn)一步開展該領(lǐng)域的研究和應(yīng)用工作奠定了良好的基礎(chǔ).