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高端数控机床正向设计方法发展研究及建议

相对动柔度特性直接影响工件加工的几何精度和表面质量,而刀具-工件间空间位姿误差是进给轴六维运动误差、结构热变形、结构件自重和移动部件重力形变等因素综合作用的结果,机床末端相对动柔度特性是刀具-工件间接触特性、整机质量/阻尼分布、结构件局部质量 静动刚度正向设计的目的是基于用户切削工艺约束,合理分配各组成件的结构静刚度、质量和阻尼,以及各组成件自身的局部质量和阻尼,进而提高切削效率、精度和质量。 更进一步,如何确定刀具-工件间相对动态误差与工件表面质量间的动态误差均化关系、面向工件表面质量的整机动特性定量化评估指标,探索考虑工艺与机床交互作用的整机闭环动力学建模方法,揭示基础结构件局部质量/阻尼分布与工件表面质量的物理映射关系等 因此,根据机床结构部件拓扑构型建立精细化等效结构模型,以及构建基于传热学理论的整机热特性解析模型,揭示多热源对整机热特性的作用机制,从机理层面阐明和提出内生热源/平衡热源布局与结构局部拓扑协调对称设计准则 针对这一问题,虽然国内外学者已经开展了有关整机装配工艺过程精度设计的研究工作,然而现有研究大多从刚体或者纯重力场角度出发进行精度分析,缺乏热力载荷耦合作用下多源误差在空间域上的传递机理研究,导致现有设计方法无法满足面向整机服役的高装配精度要求
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