機(jī)床切削力幾何誤差有限元分析及實驗研究.pdf

1、數(shù)控機(jī)床主要誤差來源包括:幾何誤差、熱誤差、伺服系統(tǒng)誤差等。在實際數(shù)控加工過程中，切削力引起刀具、工件、刀架及導(dǎo)軌變形，破壞了刀具和工件正確的相對位置，直接影響工件加工精度和表面質(zhì)量，且對于難加工材料和高效硬切削加工而言，切削力引起的幾何誤差尤為嚴(yán)重，故找到切削力與機(jī)床誤差之間的關(guān)系，設(shè)法降低切削力對機(jī)床加工誤差的影響，對于最終提高機(jī)床的加工精度，具有重要意義。
　　本文系統(tǒng)的闡述了機(jī)床幾何誤差的組成、切削力引起機(jī)床幾何誤差產(chǎn)生的

2、機(jī)理，并依據(jù)CA-6140機(jī)床實體尺寸和材料參數(shù)，在ANSYS交互模式下創(chuàng)建機(jī)床有限元實體模型。通過在模型上模擬加載各方向切削分力，仿真分析了各分力對機(jī)床變形的影響規(guī)律，獲得了切削力影響下機(jī)床最大誤差值變化數(shù)據(jù)和應(yīng)力應(yīng)變分布圖;設(shè)計了機(jī)床切削力-幾何誤差實驗測量方案，搭建激光干涉儀實驗平臺，精確測量了三方向上不同大小切削分力對機(jī)床偏擺角誤差、線位移誤差、俯仰角誤差影響的數(shù)據(jù);然后，將切削力影響下機(jī)床偏擺角、俯仰角、線位移誤差數(shù)據(jù)，向X、

3、Y、Z三方向上坐標(biāo)位置進(jìn)行轉(zhuǎn)化，并利用轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，建立了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)切削力幾何誤差預(yù)測模型。最后，闡述了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模與機(jī)床切削力幾何誤差補償?shù)幕舅悸?，在理論上分析了利用神?jīng)網(wǎng)絡(luò)法建立預(yù)測模型微調(diào)指令，導(dǎo)入數(shù)控機(jī)床CNC控制系統(tǒng)調(diào)整刀具運行軌跡，從而實現(xiàn)切削力誤差補償?shù)目尚行浴?br>　　總之，本文通過對實體機(jī)床的仿真分析、實驗測量、數(shù)據(jù)建模，得到了切削力影響下機(jī)床誤差敏感方向和應(yīng)力應(yīng)變分布情況、找出了三方向上切削分力對