数控落地铣镗床滑枕和主轴箱精度补偿

摘要

数控落地铣镗床具有良好的加工适应性和工艺实用性，一直是通用机床中的重要一员，广泛应用于国防、冶金、能源、交通、航空航天等行业。由于自身结构和固有物理定律，数控落地铣镗床在工作过程中不可避免的出现滑枕挠曲变形；另外，滑枕是安装在主轴箱内的移动部件，随着滑枕的移动或在其前端挂载功能附件，主轴箱重心位置随之改变，导致主轴箱处于不平衡状态，以上两点严重影响了数控落地铣镗床的加工精度，因此消除滑枕变形、克服主轴箱因重心偏移造成的不平衡，一直是机床生产厂商不懈努力的方向。　　现国家标准（GB/T5289.3-2006）要求滑枕移动（Z轴）对于主轴箱移动（Y轴）垂直度误差范围不超过0.03mm/500mm，镗轴轴线对主轴箱移动（Y轴）的垂直度误差范围不超过0.03mm/1000mm，为了提高以上相关精度，本文通过受力分析，研究设计了多种补偿方法以提高机床精度，具体研究工作如下：　　（1）结合数控落地铣镗床的结构特点，对滑枕和主轴箱进行受力分析，分析滑枕因受重力和挂载附件影响产生挠曲变形的原因，还对主轴箱因滑枕移动和附件挂载所产生重心偏移的不平衡状态进行力学分析。　　（2）根据分析结果，设计了预应力反变形补偿法、模拟电路控制补偿法、PLC控制补偿法、双丝杆位控补偿法等多种补偿方法，对滑枕变形和主轴箱平衡进行补偿，提升机床精度。　　（3）为了进一步提升控制能力和提高控制精度，针对各种补偿方法设计了相应的反馈控制系统。　　（4）在多种不同型号的数控落地铣镗床上进行实例应用，通过精度测量对各种方法的补偿效果进行验证。

目录

声明

第1章 绪论

1.1概述

1.1.1 数控落地铣镗床的发展现状

1.1.2 数控落地铣镗床的发展趋势

1.2 数控落地铣镗床的精度研究概况

1.2.1 数控落地铣镗床精度分析

1.2.2 国内外数控落地铣镗床精度研究概况

1.2.3 研究滑枕、主轴箱相关精度对于数控落地铣镗床的意义

1.3 论文的研究背景及来源

1.3.1 论文的研究背景

1.3.2论文来源

1.4论文的研究内容及目的

1.4.1 论文的研究内容

1.4.2 论文的研究目的

第2章 滑枕和主轴箱受力分析

2.1 概述

2.2 数控落地铣镗床的结构

2.3滑枕工作过程受力分析

2.3.1滑枕工作过程

2.3.2 滑枕工作过程变形分析

2.4 主轴箱工作过程受力分析

2.4.1 主轴箱受力分析

2.4.2 主轴箱重心平衡分析

2.5滑枕变形和主轴箱不平衡的综合误差

2.6 本章小结

第3章 滑枕和主轴箱的精度补偿

3.1 概述

3.2 滑枕的挠度补偿

3.2.1预应力反变形补偿法

3.2.2 液压拉杆补偿法

3.3 主轴箱平衡补偿

3.3.1 吊索油缸平衡补偿法

3.3.2 双丝杆位控补偿法

3.4 本章小结

第4章 滑枕和主轴箱精度补偿的反馈控制

4.1 反馈控制对于机床精度的影响

4.2 滑枕补偿的反馈控制

4.2.1 液压拉杆补偿的反馈控制

4.3 主轴箱平衡补偿的反馈控制

4.3.1 模拟电路控制三位换向阀补偿的反馈控制

4.3.2 PLC控制电液比例阀补偿的反馈控制

4.3.3 双丝杆位控补偿的反馈控制

4.4 本章小结

第5章 滑枕和主轴箱精度补偿的实例应用

5.1 概述

5.2模拟电路控制三位换向阀补偿

5.2.1 补偿方法的应用

5.2.2 精度测试

5.2.3 模拟电路控制电液比例阀补偿的应用范围

5.3 PLC控制电液比例阀补偿

5.3.1 补偿方法的应用

5.3.2 精度测试

5.3.3 滑枕缩回“滞后”现象原因分析

5.3.4 PLC控制电液比例阀补偿方法的应用范围

5.4双丝杆位控补偿

5.4.1 补偿方法的综合应用

5.4.2 精度测试

5.5 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢