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本文以重型数控车床纵向进给系统为研究对象,研究了纵向进给系统在低速下的爬行。重型数控机床在低速运行的情况下极易发生爬行现象,影响加工表面的加工质量,表面粗糙度及定位精度。重型机床爬行还会造成磨擦副的加速磨损,影响机床零件的使用寿命,缩短刀具的使用寿命,机床导轨爬行严重时,甚至使机床丧失加工能力。因此对机床爬行的研究就显的非常重要。
本文根据重型数控车床纵向进给系统图利用Pro/E对系统进行三维建模,并对模型进行运动仿真,模拟了纵向进给系统传动过程。
本文以单自由度系统理论为基础,从影响系统爬行的系统刚度出发,计算纵向进给系统中轴的扭转刚度,轴的弯曲刚度,齿轮的啮合刚度和轴承刚度。忽略系统阻尼,重点考虑纵向进给系统与工作台之间的摩擦,将系统等效为单自由度系统。通过研究各部分的刚度对系统刚度的影响,找出影响系统刚度的主要因素。利用Matlab优化工具箱中的优化函数对纵向进给系统中的齿轮齿数进行优化,从而改变各级传动比,以此来提高系统刚度,降低临界爬行速度。纵向进给系统与工作台之间的摩擦模型采用Lugre摩擦模型,对摩擦模型中各参数进行辨识,利用Mathematica编程仿真机床纵向进给系统爬行现象。