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    一種新式虛軸機床生產案例的分析及探討

    發布于:08-31


    在復雜形面的加工方面應用前景廣闊,但目前的虛軸機床多為六桿,它存在運動耦合強、制造精度要求高、工作空間小等缺點,東北大學在所研制的三桿三自由度虛軸機床試驗樣機基礎上研制了一種新型三桿五自由度虛軸機床,它將三桿并聯機構剛度高、速度快、工作空間大及串聯機構靈活性高的優點結合在一起,本文建立了該機床五坐標數控加工數學模型,該算法簡捷、易于實現機床實時控制,另外給出了與機床靈巧性分析、速度分析、誤差補償等密切相關的運動學正解及雅可比矩陣,這種虛軸機床可實現復雜形面的五坐標加工,應用前景廣闊,由于球刀底端靠近回轉中心部位切削速度非常小且該部位容屑槽很淺、前角為負值,這部分刀刃切削條件非常差,實際生產中球刀底端為一平面,對于五坐標加工,應使刀具軸線與切削點處曲面法向量之間夾角H3大于一定值,如球刀底面范圍角C/2,用切削速度大的部分加工,故這里確定刀具軸線在n與F確定平面內且與n夾角為H3,建立輔助坐標系o5-x5nz5,其中z5=F@n,x5=n@z5,刀具軸線在坐標系o5-x5nz5中方向向量為,其中,mx、my、mz、ox、oy、oz、ax、ay、az分別為x5、n、z5對坐標系o4-x4y4z4的三個方向余弦,在此不再贅述,球刀刀心o3在坐標系o4-x4y4z4中坐標為xo3=x+nxRyo3=y+nyRzo3=z+nzR其中,R為球刀半徑,則運動平臺中心o1在坐標系o4-x4y4z4中坐標為xo1=xo3+sxd2yo1=yo3+syd2zo1=zo3+szd2+d1。它在坐標系O-XYZ中坐標為x1y1z11=010xo100yo00-1zo0001xo1yo1zo11式中,T為坐標系o4-x4y4z4的坐標原點在機床坐標系O-XYZ中的坐標,本文提出的新型三桿五自由度虛軸機床將三桿并聯機構剛度高、速度快、工作空間大及串聯機構靈活性高的優點結合在一起,其五坐標數控加工數學模型算法簡捷、易于實現機床實時控制,其運動學正解為顯式,很容易得到雅可比矩陣,便于進行靈巧性分析、速度分析,這種虛軸機床可實現復雜形面的五坐標加工,應用前景廣闊。 ??





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