加工中心雙驅(qū)進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、隨著數(shù)控機(jī)床向高速、高精度和大負(fù)載的方向發(fā)展，雙驅(qū)滾珠絲杠系統(tǒng)逐漸被應(yīng)用在高檔數(shù)控加工中心，其不僅能保證較高的精度、無(wú)側(cè)隙剛性和結(jié)構(gòu)對(duì)稱，而且大大的減少機(jī)床的振動(dòng)、變形及保證兩滾珠絲杠同步進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。雙驅(qū)進(jìn)給系統(tǒng)克服了單驅(qū)滾珠絲杠無(wú)法滿足高質(zhì)量的加工條件，又避免了使用直線電機(jī)帶來(lái)的高額成本。但是由于雙驅(qū)滾珠絲杠在裝配使用中存在結(jié)構(gòu)上的不完全對(duì)稱，以及兩邊滾珠絲杠所受的載荷不均衡，使得兩滾珠絲杠軸無(wú)法保持完全同步驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致移動(dòng)部件的扭轉(zhuǎn)

2、、零件加工精度下降以及出現(xiàn)損壞機(jī)床的嚴(yán)重后果。因此，雙驅(qū)滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和熱變形的研究對(duì)提高數(shù)控機(jī)床的效率有重要的意義。本論文的主要研究工作包括:
　　1.雙驅(qū)滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)實(shí)體模型的建立。針對(duì)雙驅(qū)滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的性能，借鑒相關(guān)單驅(qū)滾珠絲杠的設(shè)計(jì)方法，對(duì)本系統(tǒng)的零部件進(jìn)行計(jì)算和選型，應(yīng)用Pro/E軟件建立了加工中心雙驅(qū)進(jìn)給系統(tǒng)的三維實(shí)體模型并進(jìn)行簡(jiǎn)化，對(duì)后續(xù)的仿真奠定基礎(chǔ)。
　　2.加工中心雙驅(qū)進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能

3、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了雙驅(qū)滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由機(jī)械系統(tǒng)和測(cè)試系統(tǒng)兩部分組成。在檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上安裝相應(yīng)的傳感器，通過(guò)傳感器采集信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸入到LMS Test.Lab進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
　　3.雙驅(qū)滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析。通過(guò)拉格朗日方程在廣義坐標(biāo)下的變換，對(duì)雙驅(qū)滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)模型的建立并分析其動(dòng)態(tài)特性。應(yīng)用ANSYS Workbench軟件對(duì)簡(jiǎn)化后的雙驅(qū)進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)分析，通過(guò)分

4、析對(duì)比兩根滾珠絲杠軸的間距和所承受的負(fù)載對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響，并且提出了響應(yīng)的改善措施。
　　4.雙驅(qū)滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的熱變形分析。利用有限元法建立了溫度場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型，并且對(duì)雙驅(qū)滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的熱源、發(fā)熱率以及邊界條件進(jìn)行了分析，應(yīng)用ANSYS Workbench軟件對(duì)比分析了兩種邊界條件下的溫度場(chǎng)的分布和影響，最后提出了相應(yīng)的抑制雙驅(qū)滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)熱變形的方法。
　　針對(duì)雙驅(qū)滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)存在的問(wèn)題，對(duì)雙驅(qū)進(jìn)給系