机床支承件及线轨联接面静态精度特性研究

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1、硕士学位论文机床支承件及线轨联接面静态精度特性研究StudyofStaticPrecisionCharacteristicsofMachineTools’SupportingPartsandRollingGuide作者姓名：自屋迸学科、专业：扭越遮让拯理途学号：21004154完成日期：2013．5大连理工大学DalianUniversityofTechnology+国家科技重大专项“数控机床支承零件设计优化工具与规范”(2012ZX04010．011)大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工

2、作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：垒垫垒奎墨幽塑墅型奎塑丝堕兰作者签名：鱼丝日期：—堡年—生月．二7_日大连理工大学硕士学位论文摘要机床静态性能计算及精度分析是实现数控机床高性能、高精度的重要核心途径之一。以有限元理论为基础的结构分析方法被广泛的应用到机床的性能计算与精度分析领域，为机床的性能及精

3、度设计提供了理论支撑。与传统基于试验检测的精度分析方法相比，以结构有限元分析方法为理论基础的机床性能、精度分析方法具有更直观的分析结果与更高的分析效率。本课题来源于国家科技重大专项项目“数控机床支承零件设计优化工具与规范”(2012zx04010．011)。本文结合课题内容研究了基于有限元的支承件及线轨联接面的精度特性分析方法，并且运用该分析方法对某型号的立式加工中心立柱及其联接面的性能、精度进行静态计算与分析。具体的研究内容如下：(1)通过研究结构分析的有限元方法和机床支承件及线轨联接面的结构特征，提出了按照结构特征分析、载荷与约束分析和物理

4、模型位移计算分析的静态性能分析流程，形成了面向机床支承件及其联接面的性能分析方法。(2)通过研究机床支承件及线轨联接面精度特征，以齐次变换原理和误差评定方法为基础，结合有限元理论，建立按照静态精度建模、静态精度评价与精度特性计算为流程的机床支承件及线轨联接面的精度特性计算、评价分析方法。(3)运用本文所论述的分析方法，完成了某型号加工中心立柱及其线轨联接面的性能计算与精度分析。在结构特征分析阶段研究了滚珠直线导轨的结构及接触特征；在载荷与约束分析阶段，计算了加工中心的切削载荷，分别建立了联接面约束、初始几何误差约束的等效约束方式；在物理模型计算

5、分析阶段运用有限元软件针对不同工况下的立柱及线轨联接面进行静态性能计算；在精度特性分析阶段，针对载荷、行程位置、初始误差等主要精度影响因素，进行了多因素影响下的静态精度评价，最终得到立柱在不同影响因素下的精度特性。结果表明，Y向载荷对平面度误差以及X轴角度偏差产生主要影响；工作行程对x、Y轴的角度偏差产生主要影响；立柱的Y向刚度及绕x轴抗弯性能是其结构的薄弱环节，论证了本文所述的机床支承件及线轨联接面性能、精度分析方法的实际应用价值。关键词：静态分析；精度特性；线轨联接面；精度评价机床支承件及线轨联接面静态精度特性研究StudyofStatic

6、PrecisionCharacteristicsofMachineTools’SupportingPartsandRollingGuideAbstractTheanalysisofstaticperformanceandprecisionisoneoftheimportantaspectsfortherealityofhighperformanceandhigllprecisionofCNCmachinetools．Basedonthetheoryoffiniteelement，themethodofstructuralanalysisiswi

7、delyappliedtothefieldofmachinetools’performanceandprecisionanalysis，whichprovidesatheoreticalsupportforthedesignofperformanceandaccuracyofmachinetools．Comparedwiththetraditionalmethodofprecisionanalysisbasedontheexperimentaldetection,theanalysismethodofmachinetools’performan

8、ceandprecisionbasedonthestructuralfiniteelementanalysishasamoreintuitiveana