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题名基于进给系统非线性静力学模型的机床加工误差预测
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作者
李圣韬
张大卫
郑述国
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机构
天津大学机械工程学院
中国通用技术(集团)控股有限责任公司天津第一机床有限公司
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出处
《工程设计学报》
北大核心
2025年第2期208-219,共12页
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基金
工业和信息化部重大科技专项资助项目(TC210H035-008)。
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文摘
为提高机床的加工精度,在机床设计阶段即确定导轨误差的目标,并对导轨误差与工件误差之间的映射关系进行了研究。首先,基于赫兹接触理论,构建了滚动体变形与载荷间的协调关系以及考虑滑块结构刚度的导轨副静力平衡方程;在此基础上,构造了导轨副势能函数,通过势能分解建立了导轨副的等效刚度模型,并开展了有限元仿真验证。然后,基于滑块固定件有限元模型,构建了面向滑块位置节点的滑块固定件刚度矩阵,并基于最小势能原理,结合导轨副等效刚度模型建立了考虑滑块固定件结构刚度的多滑块系统中导轨与运动副间的误差映射关系,同样进行了有限元仿真验证。接着,基于多体系统理论建立了机床几何误差传递模型,得到了刀具的位姿误差。最后,借助几何运动学原理,开展工件三维离散点与刀具几何边界的布尔运算,构建了工件加工误差预测模型,从而建立了导轨误差与工件误差间的映射模型。以某型号机床为例,对比分析了导轨误差与转台误差对工件误差的影响,验证了所提出方法的可行性。研究结果可为机床的精度设计提供理论指导。
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关键词
导轨误差
工件误差
映射模型
多滑块系统
运动副误差
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Keywords
guide rail error
workpiece error
mapping model
multi-slider system
motion pair error
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分类号
TH122
[机械工程—机械设计及理论]
TG502.13
[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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