CKA6150数控车床爬行现象的数值仿真与分析

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随着生产技术的高速发展,机床是制造业的主要生产设备,其日益向高速、高效、高精度和自动化方向发展,结构也愈来愈复杂,对其工作性能的要求也越来越高。然而,当数控机床在低速、重载的条件下工作时,出现的爬行现象会影响机床进给运动的平稳性,使被加工零件的加工精度和表面光洁度变差,机床的定位精度降低,加剧导轨的磨损,机床爬行严重时甚至会使机床丧失加工能力,造成机床停机,从而将会带来较大的经济损失。因此有效地解决数控机床的爬行现象在机械领域显得尤为重要。  本文在参阅大量文献对引起数控机床产生爬行现象的原因有了深入了解的基础上,围绕CKA6150数控车床产生的爬行现象进行讨论研究,通过对数控车床产生爬行的运动状态进行理论分析和数值仿真分析,找出引起车床产生爬行现象的因素以及抑制爬行的方法。论文的主要内容如下:  首先,根据查阅的大量资料,介绍了数控机床产生爬行现象的原因,根据简化的运动学模型,对其进行数学描述,推导出不产生爬行现象的临界条件,进而得出不产生爬行的临界驱动速度表达式,从理论上分析出引起数控机床产生爬行现象的各种因素。  其次,根据进给系统的运动学模型,应用ADAMS软件建立其三维参数化仿真模型,仿真分析了驱动速度、系统的传动刚度、系统的阻尼及移动部件的质量等影响因素对爬行现象的影响规律,其仿真结果对爬行现象的理论分析也做了进一步的验证,同时也为后面分析CKA6150数控车床起到了一定的指导作用。  最后,根据型号为CKA6150的数控车床进给系统的组成特点,建立其数学模型,在应用MATLAB/Simulink仿真软件建立其动态仿真模型。利用固定变量法,对控制参数以及机械传动机构的相关参数进行仿真,定性定量的分析各影响因素与进给系统运动稳定性的关系,仿真结果表明CKA6150数控车床的机械刚度中的轴向刚度对机床进给系统的运动平稳性影响较大,故着重提高轴向刚度来抑制刚度不足引起的爬行现象,这样才能更有效的抑制爬行的产生。
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