精密和超精密机床精度建模技术.pptx

学习汇报 CONTENTS 123 学习进度遇到问题未来计划 1 学习进度 1 学习进度超精密机床知识学习 1 几何精度建模 ,重复度,分辨率的概念误差特性和分类(系统,时变,随机性,过失) 表面粗糙度(参数)及评价 、形状精度: 精密加工技术: ~1 μm, Ra ≤ 30nm 超精密加工技术: ~100nm , Ra ≤ 10nm 超精密加工条件误差分析:外部误差,内部误差。建模目的:主要建立机床几何误差和刀具成形误差的模型。机床几何误差项(每个轴有 6项基本误差) 精密和超精密机床加工精度要求 1 几何精度建模 (描述方法: ; ) 作用:几何描述(典型体 Bj相对于 Bi的运动情况—方阵—多体系统坐标系) 转变矩阵(理想运动) 坐标变换,平移,旋转 1 几何精度建模转变矩阵(实际运动) 函数变分概念变分阵=应变阵+旋转阵+纯平移阵静止状态——误差取决于联接精确性和内外因素影响运动状态——误差取决于运动精确性和运动量线误差和角误差的变换阵 ?(理想和实际) (自由度) 相对运动约束(约束方程) 1 几何精度建模 —机床分类成形运动(刀具与零件的相对运动) 成形点,刀具轨迹,成形函数 X YZ TTTRR 2 精度模型和应用 、低序体阵列和特征矩阵(与第一章基础类似,运用到实际机床中) 主要误差:工件装夹误差,主轴误差,导轨误差,工作台定位误差, 机床非刚体误差机床的特征矩阵(理想与实际运动) —成形函数与运动约束方程 6项基本误差:定位误差,滚转误差,位移误差,颠转误差,偏转误差(误差识别) 测量方法:回转误差——在用三个传感器进行零件和主轴误差的分离主轴偏角误差——打表找正,试车法,检测盘然后误差分离 :丝杠在传递微米甚至纳米级的运动时表现出来的特性宏观运动特性:丝杠在传递宏观运动时表现出来的运动特性结论:丝杠的轴向受力变形和扭转变形均是线性的,唯有滚珠与滚道之间的接触变形是非线性的。滚珠与丝杠,滚珠与螺母之间是弱刚度环节,刚度和预紧力是非线性的。机床进给机构中的接触刚度决定了机床进给机构的刚度。 2 精度模型和应用传动机构的摩擦摩擦机理:弹性滞后,塑性变形,界面粘着,界面微滑传动机构的反向间隙静态间隙和动态间隙开环系统: “切顶”现象(半)闭环系统:对系统稳定性和输出轨迹光滑性的影响超精密加工必须消除传动间隙——预紧法滚珠丝杠对直线度的影响(变形,自重……)