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高端数控机床正向设计方法发展研究及建议

即便采用现有的瑞士斯特拉格(STARRAG)、瑞士GF集团利吉特(Liechti)等高端五轴装备,在连续长时间大批量高速切削工况下,多源热激励引起的机床热态漂移现象仍然显著,导致叶片榫槽基准定位系统误差逐渐累积超差 其核心思想是:考虑机床末端性能与其组成环节间的内在联系,自上而下,进行满足用户切削工艺需求的基础结构件几何精度/静动刚度/热特性匹配设计、标准件选型和整机装配工艺过程精度设计,进而使机床能够更好地适应用户工艺和工况环境要求 环境温度时空波动和工况热负载动态时变将导致机床结构温度梯度变化,进而产生热变形,导致刀具-工件间产生相对位姿误差,严重影响加工精度和精度稳定性。 通过在设计阶段合理地开展热源布局设计和结构热刚度匹配设计,增加机床结构抵抗因温度梯度变化而引起的热变形能力,从根本上抑制由结构热变形引起的末端热误差,是提升机床在复杂工况下切削精度和误差一致性的关键,也是热平衡正向设计的核心思想和根本任务 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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