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C形龙门架并联铣床刚度与动态特性研究

果金龙  
【摘要】:机床刚度和动态特性影响机床加工精度与效率,因此,有必要对其进行研究,以便找出影响机床性能的薄弱环节,为机床的优化设计提供依据。文以3-(2SPS)并联机构为研究对象,分别从机床机构刚度和振动特性两方面进行机床动态特性的研究。(1)对机床进行运动学分析,主要进行了机构反解计算、雅克比矩阵的计算;同时建立机构机构的力解析模型,并对机构各支链受力进行了仿真分析。(2)主要对3-(2SPS)并联机构进行刚度分析。首先分析了影响3-(2SPS)并联机构单支链刚度的主要因素,如丝杠、三维铰链等,基于串联原理建立了单支链刚度模型;其次根据一阶影响系数法并结合虚功原理建立机床机构刚度模型。并对对单支链刚度随杆长变化规律进行仿真分析,同时对机床机构刚度在其工作空间进行仿真分析。(3)对3-(2SPS)并联机构进行振动分析,研究机构的动态特性。根据振动学理论建立单支链多自由度振动学模型,并将其等效成单自由度振动学模型;结合达朗伯原理建立了机床机构振动学模型。对机构进行模态分析并对机构进行固有频率仿真分析,同时仿真分析了机构在工作空间三处位姿下的谐响应分析,得到机构动平台在一定频率范围内的幅值曲线,并根据结果基本确定机床刀具的频率所应避开的频率范围。


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