数控转台精度保持性评价及试验方法研究

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装备制造业是国民经济的基础性、战略性产业,也是我国“十二五”期间重点发展的支柱性产业。而数控转台作为数控机床的重要功能部件,对零件的加工质量起着决定性的作用,其性能的优劣也直接影响了数控机床的整体加工性能。我国数控转台发展起步较晚,且由于国外长期以来的技术封锁,这使得我国数控转台的发展步伐严重滞后,与国外同类数控转台产品相比,国产数控转台在精度保持性方面还比较落后,缺乏核心竞争力。而导致数控转台精度保持性不足的原因是多因素多维度的,现有的文献中鲜有针对数控转台的精度形成机理进行深入研究、未见数控转台精度保持性评价模型及相关试验设计研究,尚未形成关于数控转台精度保持性提升方法。因此,本课题对数控转台精度保持性评价与试验方法进行了具体研究,对于提升我国数控转台精度保持性具有重大意义。本文来源于“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项子课题“机床制造过程可靠性保障技术研究与应用”(NO.2016ZX04004005)。以TK13250E型数控转台为研究对象,对数控转台的精度保持性进行了研究,研究内容如下:(1)以TK13250E型数控转台为研究对象,介绍了数控转台的基本结构及其工作原理,通过数控转台的结构分析,分析了数控转台精度的误差来源。基于小旋量理论建立了包括轮齿制造误差、安装误差及磨损误差的精度链形成过程,并基于Archard磨损模型的建立了数控转台的精度损失模型。(2)在精度损失模型的基础上,建立了数控转台的精度保持性评价模型。依据模型中的评价指标,进行了数控转台精度保持性的试验方案设计,对试验设备、试验条件、试验方案等内容进行了详细的阐述,并做好了相关的数据记录。为数控转台精度保持性提升技术的研究奠定了基础。(3)结合精度保持性评估方法对精度保持性试验数据进行处理,通过试验结果的对比,验证了精度损失模型的正确性与有效性,找到了影响数控转台精度保持性的关键因素。并依据所得的影响因素,分别从设计、制造、装配、试验及使用等方面提出了改进措施。
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