超精密加工車床及其微進給機構(gòu)的研究.pdf

1、隨著科學技術的發(fā)展及高新技術的需要，精密及超精密加工技術在工業(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)中最關鍵的、效果最顯著的技術之一。本文密切結(jié)合河北省博士基金項目課題進行研究，以超精密加工車床的開發(fā)為目標，以壓電材料學、彈性鉸鏈理論、虛擬樣機技術為基礎，對超精密車床的結(jié)構(gòu)進行了系統(tǒng)的研究。在此基礎上，完成了超精密車床的設計，通過三維建模，對其進行了運動學仿真；本論文完成了以下內(nèi)容： ◆設計了一臺小型化的基于

2、空氣靜壓電主軸、空氣靜壓導軌、研磨絲杠和壓電陶瓷微進給平臺的超精密加工車床。 ◆設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給刀架；在彈性鉸鏈分析基礎上，設計了整體式微進給用鉸鏈機構(gòu)，對彈性鉸鏈和平行鉸鏈運動副進行了建模，并進行了剛度分析。 ◆基于開環(huán)控制的測試系統(tǒng)，進行了微進給平臺的性能分析，包括位移-電壓曲線性能，蠕變特性，穩(wěn)定性，重復性精度等，得到了實驗數(shù)據(jù)，最后得到微進給平臺的綜合性能指標

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