精密卧式加工中心装配误差控制关键技术研究

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作为机床制造的关键阶段,装配过程对机床的性能有着重要的影响。本文围绕精密卧式加工中心装配关键技术的相关工程需求,研究了装配误差传递与控制的相关理论与方法。并将研究成果用于指导一台典型精密卧式加工中心的装配,实现其几何误差调整与控制。主要工作内容如下:基于运动学理论和齐次坐标变换,综合考虑零件加工误差和装配变形误差两类误差源,分析误差在两个相邻零件间的传递关系,建立整机装配过程的误差积累模型,通过该模型可以预估关键特征在任一装配状态的积累误差,为整机装配精度预测与控制提供了理论依据。基于ABAQUS软件建立精密卧式加工中心装配过程的有限元模型,该模型充分考虑了运动部件安装位置和姿态对机床静变形的影响。通过静力学分析总结出X,Y,Z三组导轨安装面沿装配过程的静变形规律,为装配几何误差调整提供了理论依据与数据支持。基于上述误差传递模型,综合分析了精密卧式加工中心各导轨安装面的积累误差,提出一种通过控制零件几何误差抵消装配变形的调整策略。通过对静变形曲线的综合分析,确定误差调整量,并提出了两种方法消除装配变形误差:利用反变形原理修正导轨安装基面;基于支撑预变形设计的基础大件刮研调整。并将所提出的调整方法应用于一台典型精密卧式加工中心的装配误差控制,结果表明,采用该方法可以有效地降低装配误差,提高装配精度。
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