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车床主轴高频角摆动时加工零件的表面质量分析
学兔兔 务I 訇 地 — 一．一|：5 ． 匝匣噩噩口 — — 车床主轴高频角摆动时加工零件的表面质量分析 Surface quality analysis of work-piece with lathe spindle swinging at high frequencies 李亚博，逄 绛 LI Ya．bo，PANG Jiang (1．江西理工大学机电工程学院，赣州341ooo：2．纽约城市学院格鲁夫工程院，纽约10031) 摘 要：以普通车床为例，从数学几何角度对主轴在高频率平面内纯角度摆动时的加工精度进行了定量 分析，推导出不同摆动频率时加工误差的数学表达式。在不同摆动频率下用MATLAB仿真出 工件被加工后的截面图形，分析其表面质量及变化规律，并对表面质量的相关影响因素做了 进一步的定性分析0 关键词：角摆动；摆动频率；MATLAB；表面质量；粗糙度；波纹度 中图分类号：TH1 61 文献标识码：A 文章编号：1 009-01 34(2014)11(下)-0001-04 Doi：10．3969}／J．issn．1009-0184．2014．11(下)．O1 0 引言 在机床设计和精密加工过程中，机床的主轴 — — 一 ● 系统是保证加工精度的核心。作为机床多自由度 Z’ 振动系统中的主导振动系统，主轴的运动误差包 括径向跳动、轴向窜动和角度摆动。根据已有文 献，分析角度摆动时的加工误差均是以主轴摆动 X ＼ 频率和主轴旋转频率相等为前提计算得出的，而 Y’ 实际生产中主轴摆动频率往往与主轴旋转频率不 、 一 致，尤其在主轴摆动的频率较高时会直接影响 图1 主轴静、动坐标系 工件的表面质量，而对于此方面的研究国内尚无 相关文献报道。故本文将着重讨论主轴在较高摆 式中：e。为角摆动时主轴轴线摆动幅值； 动频率下其加工误差的数学与几何问题，并计算 为主轴自身转角，Oc=(0f。 和分析在不同摆动频率下被加工工件的表面质量 1_2车削时工件横截面的参数方程 及其影响因素。 由于主轴自身旋转和平面内角摆动同时存 在，故可依据矩阵变换求得动坐标系与绝对坐标 1等频摆动时的数学分析及仿真 系间
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