重型数控机床进给系统结构设计研究

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1、哈尔滨理工大学硕士学位论文重型数控机床进给系统结构设计研究姓名：李鹏程申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：邵俊鹏20070301哈尔滨理工大学工学硕士学位论文重型数控机床进给系统结构设计研究摘要本文针对齐齐哈尔重型数控设备股份有限公司的重型数控机床进给系统的结构进行合理化设计，并提出一种快速有效的机床设计方法。传统的机床结构设计主要凭借着多年的经验或采用类比的方法解决现有的问题，但是这些方法已经不能提高产品的精度和稳定性，必须进行更加精确的计算。精确设计的计算量非常大，而且设计周期长、成本高

2、。随着计算机技术的发展，大型工程软件的被开发并应用于实际设计中，充分的解决了现有的这些问题。本文根据重型数控机床进给系统的组成和特点，推导了进给系统的数学模型，分析了进给系统产生低速爬行现象的原因，计算出产生低速爬行的临界速度，并利用机械系统动力学分析软件ADAMS进行仿真分析，研究导轨间动、静摩擦因数之差、传动刚度和工作台质量等对机床低速平稳性的影响。研究结果表明：导轨间的动、静摩擦因数之差越小，传动刚度越高，临界速度越低，机床的低速平稳性越好；工作台的质量越小，惯性力越小，越不易产生爬行。为了完善

3、虚拟样机模型使其更接近机床工作的实际条件，可以利用科学计算软件MATLAB中的SIMULINK模块模拟进给系统的受力信号，并将信号传入ADAMS模型中进行联合仿真。仿真结果显示，利用ADAMS和MATLAB对重型数控机床进行结构设计和仿真研究是非常有效的方法。该研究对于重型数控机床进给系统的设计以及机床性能的改进具有一定的参考价值。关键词重型数控机床；迸给系统；爬行；仿真分析；ADAMS：玺鎏翌三銮主三主要圭主竺兰兰STRUCTUREDESIGNANDRESEARCHoFHEAVYNCMACHINET

4、OOLFEEDSYSTEMAbstractThisthesismainlystudieshowtodesignthestructureofheavyNCmachinetool’SfeedsystemwhichisdevelopedbyQIQIHARHeavyCNCEquipmentCO．，Ltdandputsforwardamethodforthedesignofmachinet001．Thetraditionaldesigningmostlydependonexperienceoradoptanal

5、ogytosolveproblems，however，thesemethodscannotimprovetheprecisionandstabilityanymorenowanditneedmoreprecisecalculationwhichwouldneedtremendOtiscalculations，along-perioddesigncycleandhighcost．Withthedevelopmentofcomputertechnique，theexploitationandpractic

6、alapplicationofthegreatengineeringsoftware，theseproblemshavebeensolvedcompletely．AccordingtotheconstitutioncharactersofheavyNCmachinetoolfeedsystemthethesisderivesthemathematicalmodelofthefeedsystem，analysesthereasonwhythefeedsystemgeneratesslowspeedcre

7、epingandcalculatesthecriticalvelocityofslowspeedcreeping．111csimulationanalysisiscarriedoutbyapplyingmechanicalsystemdynamicsanalysissoftwareADAMS．Itisstudiedthattheeft"orofdynamicandstaticfrictionfactorsbetweenworktableandguidemils．transmissionsti缅essa

8、ndworktablemasshaveeffectsonthelowerspeedstability．11壕researchresultsillustratethatthesmallertheen'orofdynamicandstaticfrictionfactorsbetweenworktableandguiderails，thehigherthetransmissionstiffness．thelowerthecriticalspeedandtheb