论文部分内容阅读
随着制造技术的发展,对生产过程的要求不断提高,特别是对资源环境方面的要求越来越高,要求机械加工过程更加高效、精密、清洁,更加节省资源。数控机床在高精密高效率机械加工领域扮演了重要的角色,特别是多轴联动、可加工复杂零件的高档数控机床更是成为竞争的制高点。而并联运动机床是在空间机构学的基础上发展的,它充分利用计算机数字控制的潜力,能够实现空间复杂的运动,满足多自由度的加工要求,成为多轴联动、可加工复杂零件的主力军。砂带磨削作为一种有着“万能磨削”之称的新型磨削工艺,已经能用于高速、干磨和大吃刀量等重磨削领域,及高精密零件的磨削加工领域。本文将并联运动机床和砂带磨削工艺有机的结合在一起,在高精密机床方面进行了探索性研究。本文主要利用螺旋理论,完成了并联运动砂带磨床概念设计与分析,通过对加工范围的限制,确定了并联运动砂带磨床的自由度和支链结构形式,同时对并联运动砂带磨床的自由度进行验证;利用空间机构学知识,给出了并联运动砂带磨床的位置分析,得出了位置正解与反解的具体公式;推导了并联运动砂带磨床的奇异性方程组,利用奇异性方程组,通过合理的设计结构,可以有效避免奇异性轨迹在工作空间中的出现,保证了并联运动砂带磨床的工作过程中的稳定性;利用空间搜索法,绘制出并联运动砂带磨床的可达最大工作空间,为工作空间选择提供了理论依据;在位置分析的基础上,利用直接求导法,推导出了并联运动砂带磨床的速度和加速度影响系数;根据Lagrange方程和虚功原理,建立了并联运动砂带磨床的运动力学方程。在仿真分析中,采用先进的仿真软件ADAMS和三维制图软件UG,建立了可视化的并联运动砂带磨床,在ADAMS中完成了并联运动砂带磨床的运动学和动力学仿真,完善并优化了并联运动砂带磨床的结构设计。本文以并联运动砂带磨床结构研究对象,为并联运动砂带磨床的整体设计奠定了坚实的基础,为并联运动砂带磨床的其它设计提供了依据。