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1、基于“S”形检验试件的机床动态特性与加工精度关系分析随着加工制造行业的飞速发展,对于数控机床加工精度的要求自然也随之不断提高。作为影响加工精度的主要因素之一,数控机床的动态特性一直是学者们研究和探讨的主要课题之一。“S”形检验试件（以下简称S试件）作为成飞公司在实践总结中提出的一种新型检验试件,由于其独特的造型设计,具有不同的几何特性,能够较好的反映数控机床的加工性能,但目前尚未建立S试件与机床性能间的映射关系。机床加工性能的评价以及加工误差的溯源,都缺乏相应的理论依据与技术支持,建立起“S”形检验试件与数控机床性能之间的有效映射关系,将能够有效解决上述问题。本文以S试件作为研究对象,分析机床
2、动态特性在其加工精度上的表现规律主要工作内容如下:1、基于PID控制理论,建立机床平动轴与旋转轴的进给系统模型,并对模型进行动态性能的调整和优化,分析其动刚度的变化规律。运用多体动力学理论建立一种通用的五轴数控机床仿真加工模型,在此基础上可以有效地进行加工误差的仿真,为建立数控机床动态特性与S试件加工误差之间关系的研究奠定基础。2、分析S试件所具有的两种典型几何特性曲率、开闭角对动态加工误差的影响。通过图形分析与公式计算相结合的研究方法,分别得到了它们对动态加工误差的影响作用规律。3、在仿真模型中,通过改变机床不同运动轴的动态特性,得到S试件加工误差的改变量。根据几何特性对S试件进行分区域处理,通过色块图与线形图的误差表现方式,得到不同数控机床动态特性导致的加工误明显变化区域,由此确定数控机床动态特性与S试件加工误差之间的关系。4、合理设计了正交实验,进行了S试件的实际切削加工,对仿真结果进行了有效验证,验证了仿真分析结论的正确性。
