静压导轨几何误差对运动直线度影响研究.pdf

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1、机械设计与制造第7期142MachineryDesign&Manufacture2015年7月静压导轨几何误差对运动直线度影响研究金淼，黄筱调，方成刚(南京工业大学机械与动力工程学院，江苏南京211816)摘要：为了提高机床的加工精度，研究液体静压导轨几何误差对运动直线度的影响规律。根据静压导轨对置油垫刚度和承载力的计算特征，建立导轨面形方程，对导轨进行运动误差分析，推导立柱运动直线度误差模型。以生产中常见的，因制造误差导致工作表面为凸型的闭式液体静压导轨为例，运用数学软件MATLAB对导轨运动误差进行曲线仿真，

2、分析发现导轨的几何误差，如面形误差、立柱长度、导轨行程、及油垫对数对导轨运动的直线度有显著影响。最后通过实验所测的直线度曲线图和仿真进行对比，证明理论推导的正确性。关键词：静压导轨；几何误差；MATLAB；直线度中图分类号：TH16；TH161文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)07—0142—04StudyEfectofMotionStraightnesstotheGeometricErrorCausedbyHydrostaticGuidewayJINMiao，HUANGXiao-diao，F

3、ANGCheng-gang(SchoolofMechanicalandPowerEngineering，NanjingUniversityofTechnology，JiangsuNanjing211816，China)Abstract：Inordertoimprovethemachiningaccuracyofmachine．studyeffectofmotionprecisetothegeometricerr0rcausedbyhydrostaticguideway．Usingcharacteristicofs

4、tifnessandbearingcapacitytocounteroilpad，establishtheguidewaysurfaceequ~ion，analyseguidewaymotionerror，derivedmotionstraightnesserrormodelofcolumn．Maketheconvexguidewaywhatiscommoninproductioncausedbymanufacturingerror∞anexample。usemathematicalsoftwareMATLABt

5、osimulatethecul"ueofmotionermr，analyseitandfoudthatsu~aceshapeermr，lengthofcolumn，tripofguidewayandnumber0foilpadhavesignificanteffectontheguidewaymotionstraightness．Finally，comparethesimulationstraightnessdiagramwithdiagramwhichispomexperimenttoprovethecorre

6、ctnessofthetheoreticalderivation．KeyWords：HydrostaticGuideway；GeometricError；MATLAB；Straightness1引言都会影响导轨运动精度。这些几何误差最终都会影响工件的精度日，数控磨齿机运动轨迹示意图，如图1所示。研究导轨的几何误差随着科学技术的进步，人们对机床加工精度要求越来越高，对导轨误差补偿系统的设计、提高机床加工精度有主要意义。导轨在机床中是直接保证各运动部件之间的相对位置精度和相目前，国内外学者对液体静压导轨的静态性能和流

7、场分析对运动精度的重要部件，保证导轨的运动直线度可以有效提高机床的加工精度[11。液体静压导轨是在两个相对运动的导轨面间通研究比较多，对因制造导致的几何误差研究不是很多。文献研究入压力油，使得导轨面间始终处于纯液体摩擦状态，因此它具有发现，导轨表面的轮廓误差对运动误差起到一定的均化作用，这高的导向精度、低摩擦阻力和高刚度，可以很好的改善机床的加是从微观上研究导轨工作表面的误差。文献【研究了导轨的物理工精度日，广泛应用于大型数控机床，例如数控铣齿机和成形磨齿变形误差，经过对导轨幅板变形量的分析，得到了导轨对置油膜的

8、机。静态刚度以及幅板变形对导轨直线度的影响。文献对液体静压导轨的几何误差在设计生产中很常见，例如实际制造出来导轨产生的原因及规律进行了研究，但都是从流体力学方面研究的液体静压导轨的工作表面不是绝对的水平面，而是面形多样的导轨的误差，主要从宏观上针对液体静压导轨的几何误差进行分曲面，立柱在这样的导轨上运动时，肯定不是理想的直线运动，导析，建立立柱的运动直线度数学模型，研究导