FB320重型数控落地铣镗床滑枕和主轴箱几何精度补偿

摘要

重型和超重型数控落地镗铣床是装备制造业的工作母机，广泛应用于冶金、能源、电力、船舶等行业的大型及特大型零件的加工。主轴箱和滑枕的运行精度是机床主要精度之一，它直接影响到机床的加工精度，控制着零部件加工质量的好坏，制约着整个制造业的发展水平。如何有效的提高重型数控落地镗铣床的滑枕和主轴箱精度，是提高机床整体精度的前提。本文结合超重型数控落地铣镗床的主轴箱和滑枕的结构特点，对滑枕和镗轴工作过程中产生变形误差的原因进行研究，提出误差补偿解决方案并进行相关实验论证。论文主要完成如下工作：
　　针对超重型数控落地铣镗床工作环境和主轴箱、滑枕移动的特点，分析滑枕和镗轴在运行过程中产生误差的主要原因是：镗轴的自身挠度、滑枕的挠度、滑枕移动引起的主轴箱倾斜导致滑枕前端下垂和机床工作过程中镗轴和滑枕受内外热源作用产生的热变形。针对滑枕前端下垂产生的误差，提出误差检测方法和设计三吊点液压平衡补偿方法，通过建立滑枕位置与补偿油缸的供油油压的数学模型，根据此模型对滑枕移动时前端下垂现象进行补偿控制。
　　对镗轴的挠度误差提出误差测量方法和补偿措施，建立挠度与镗轴位置之间的数学模型，采用数控系统的垂度补偿功能进行补偿。
　　对超重型数控落地铣镗床滑枕和镗轴产生的热变形，关键因素是铣轴旋转引起的。通过关键运动部件的温度和镗轴热变形数据进行测量和分析，得出温升对镗轴和滑枕在镗轴轴向热伸长误差的数学模型，在此基础上设计了热变形的补偿方案。
　　对误差数据进行分析后应用本文设计的补偿方法对FB320进行补偿，能够有效的减小镗轴的挠度误差、滑枕和主轴箱的前端下垂误差、滑枕和镗轴的热伸长误差，提高了机床的几何精度。

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第一章 绪论

1.1 课题背景和意义

1.2 国内外相关技术现状

1.3 本文主要研究目的

1.4 本文主要研究内容

第二章 数控机床误差及控制技术

2.1 数控机床精度的概念及精度分析

2.2 超重型数控落地铣镗床的结构与精度要求

2.3 FB320滑枕和主轴箱几何精度的补偿方案

2.４ 本章小结

第三章 几何精度补偿的硬件设计

3.1 滑枕伸出误差补偿的硬件设计

3.2 镗轴伸出补偿的设计

3.3 热变形补偿的设计

3.4 本章小结

第四章 几何精度补偿的控制设计

4.1 滑枕移动补偿的控制

4.2 镗轴移动补偿的控制

4.3 热变形补偿的控制

4.4 本章小结

第五章 几何精度补偿的应用

5.1 滑枕伸出时的误差补偿应用

5.2 镗轴伸出时的误差补偿应用

5.3 镗杆滑枕热伸长的误差补偿应用

5.4 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢