三自由度高速混聯(lián)內螺紋銑削機床研究與開發(fā).pdf

1、目前小直徑內螺紋的加工普遍存在加工困難、效率低、精度差和缺乏專用設備等問題。高速螺紋銑削可高效、低耗、高精度地完成各種不同材料零件上內螺紋的加工,但目前高速螺紋銑削在我國的應用還存在許多問題。本文采用平面5R并聯(lián)機構與串聯(lián)機構混聯(lián)方式構建了一種新型中小直徑內螺紋高速銑削機床,對并聯(lián)機構運動學與整機靜動態(tài)特性進行了深入系統(tǒng)的研究,為內螺紋高速銑削工藝的應用奠定了基礎。本文分析了內螺紋高速銑削的工作原理與特點；提出了一種基于平面5R并聯(lián)機構

2、的三自由度混聯(lián)螺紋銑削運動實現方案,建立了平面5R并聯(lián)機構的運動學模型,推導了其逆向運動學速度雅可比矩陣,對并聯(lián)機構的工作空間和性能指標進行了深入研究,提出了驅動桿型位組合的原則,完成了內螺紋銑削公轉圓運動的位置反解。綜合平面5R并聯(lián)機構的工作空間和性能指標因素優(yōu)化了5R機構桿長參數；確定了該混聯(lián)機床的主要技術參數,劃分了機床各主要功能模塊,對各模塊的主要構件進行了力學分析設計、外購件選型和校核計算,完成了混聯(lián)機床的開發(fā),最后利用PRO

3、/E軟件對混聯(lián)機床的各個模塊進行三維實體設計和虛擬裝配。在ADAMS環(huán)境下對混聯(lián)機構進行了運動學仿真分析,驗證了理論計算正確性和機床設計的合理性,為混聯(lián)螺紋銑削機床的實際設計制造和應用提供了理論依據。利用有限元分析軟件ANSYS對3自由度混聯(lián)機床整機結構進行了靜力學分析,獲得了整機變形和等效應力云圖,進而對整機結構進行了靜剛度分析；通過模態(tài)分析獲得了機床各階固有頻率和相應振型特性,并對各階振型進行了分析,得出結構的薄弱環(huán)節(jié),為再次優(yōu)化設