五軸加工中心綜合幾何精度的零部件公差設(shè)計(jì)
五軸加工中心運(yùn)動(dòng)副較多，運(yùn)動(dòng)鏈比較長(zhǎng)，整體剛度和精度都容易受到影響。隨著用戶對(duì)零件質(zhì)量和精度的要求越來(lái)嚴(yán)格，如何保證五軸加工中心綜合幾何精度，從而確保零件加工精度的研究逐漸成為焦點(diǎn)。對(duì)五軸加工中心進(jìn)行綜合誤差補(bǔ)償時(shí)，就需要對(duì)加工中心沿各軸運(yùn)動(dòng)方向的誤差進(jìn)行測(cè)量，這在加工中心實(shí)際誤差補(bǔ)償中較為困難。由于公差是用來(lái)限制誤差的，而加工中心綜合幾何誤差是根據(jù)各個(gè)運(yùn)動(dòng)副疊加其各項(xiàng)隨機(jī)幾何誤差求解得來(lái)。因此可以通過(guò)給定各運(yùn)動(dòng)副零部件幾何公差項(xiàng)來(lái)覆蓋各軸方向的幾何誤差項(xiàng)，建立五軸加工中心幾何公差分析模型；結(jié)合五軸加工中心綜合幾何誤差的隨機(jī)性，采用蒙特卡羅模擬法進(jìn)行三維誤差仿真分析，使得五軸加工中心綜合幾何精度設(shè)計(jì)最終落到具體組成運(yùn)動(dòng)副的各零部件的幾何公差上；同時(shí)利用影響五軸加工中心綜合幾何精度的貢獻(xiàn)因子，也可為后續(xù)五軸加工中心綜合誤差補(bǔ)償方向提供有利依據(jù)。 1五軸加工中心綜合幾何精度設(shè)計(jì)1.1加工中心幾何誤差項(xiàng) 對(duì)于五軸加工中心來(lái)說(shuō)，分別有沿X、Y、Z方向平行移動(dòng)的三個(gè)軸，每個(gè)軸在變動(dòng)時(shí)都會(huì)產(chǎn)生沿X、Y、Z方向的三項(xiàng)線位移誤差，繞X、Y、Z方向的三項(xiàng)角位移誤差；還有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸AB或（BC、AC)在沿X、 Y、Z方向的三項(xiàng)線位移誤差和繞X、Y、Z方向的三項(xiàng)角位移誤差；另外，三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)軸之間還會(huì)產(chǎn)生三項(xiàng)垂直度誤差，這三項(xiàng)垂直度誤差不隨加工中心運(yùn)動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)而變化，五軸加工中心一共有33項(xiàng)幾何方向的誤差。 以平移軸為例，加工中心工作臺(tái)沿著導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)時(shí)存在著六項(xiàng)誤差.一一三個(gè)位移誤差和三個(gè)角度誤差。以X軸平移運(yùn)動(dòng)為例。沿X軸方向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，存在三個(gè)平移誤差Sx(X)、Sy(X)、Sz(X)和三個(gè)角度誤差ex(X)、Sy(.X)、Sz(X)。S代表位移誤差，S代表角度誤差，括號(hào)內(nèi)的字母代表運(yùn)動(dòng)方向，下標(biāo)的字母代表誤差方向。類似，沿Y軸方向平移的誤差為：SX (Y)、Sy (Y)、Sz(Y)、Sx (Y) 、ey(Y)、f；z(Y)。沿 Z 軸方向平移的誤差為：8x(Z)、8y(Z)、8z (Z) 、sx(Z)、ey(Z)、ez(Z)。 1.2運(yùn)動(dòng)副零部件幾何公差項(xiàng)控制假設(shè)M是工作合上的一點(diǎn)，那么由于直線度誤差和角度誤限制在某一限內(nèi)波動(dòng)，且不超過(guò)該限。這與尺寸公差中輪廊度誤差的概念相似，如圖3所示。 根據(jù)上面分析，滑塊在沿X軸方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于導(dǎo)軌直線度誤差和角度誤差的存在，使得工作臺(tái)在XY平面和YZ平面內(nèi)的_定范圍內(nèi)的移動(dòng)扭擺現(xiàn)象。因此針對(duì)平面導(dǎo)軌，則可以轉(zhuǎn)化成接觸面的面輪廊度及垂直度。給定接觸底面的平面度可覆蓋8y(X)、sx(X：^P ez(X),兩接觸側(cè)面的垂直度可覆蓋SZ(X)和sy(X);針對(duì)于圓柱導(dǎo)軌，則可以轉(zhuǎn)化成圓柱導(dǎo)軌的直線度及側(cè)面垂直度。給定圓柱導(dǎo)軌軸線的位置度可覆蓋Sz(X)、sx(X：^n sy(X),側(cè)面垂直度可覆蓋8y(X)、e“X);Sx(X)則由加工中心沿X軸方向的伺服電機(jī)精度限制。其中面輪廓度和垂直度初始值如下：海天精工 備注：為保證文章的完整度，本文核心內(nèi)容都PDF格式顯示，如未有顯示請(qǐng)刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試，手機(jī)瀏覽可能無(wú)法正常使用！結(jié)束語(yǔ)：實(shí)現(xiàn)了基于五軸加工中心綜合幾何精度要求的三維公差設(shè)計(jì)驗(yàn)證，通過(guò)貢獻(xiàn)因子合理修改相應(yīng)的零部件公差值，使加工中心綜合幾何精度的保證落實(shí)到具體組成運(yùn)動(dòng)副的每個(gè)零部件公差上。可利用貢獻(xiàn)因子可為后續(xù)加工中心綜合誤差補(bǔ)償方向提供有利依據(jù)。