外文翻译--评价为微型工厂设计的微型机床的尺度效应

英文资料 . S. . 680A a 50100 by It a To is to to a of is by . at of of of is to to of is to 1. C 22830 mm in 1. a 00300200 2. at in of IT 3. a 50100 to of 4. To it is to of a 5 of 7. It a to of a it is is It is to of In of is of to to is in a on is 2. he of to 10 mm of to be 6 150100 of in a of (is X by by a 2C 15in of is 080 85 g. is on is on of 150A 6 mm is to in A of 0000 is to a of 50 m/of a is a is to of a 16 mm is a is to a is as as by a is . of 54030 30 g ( 3. by to is we of in of of of to by of is is he is as of to in on is it is to of s in is to h An i to an i is i i+1 is by is by i. rw rT of rw rT is q. (1), rw is as i i+1 is by i as is as rw he as a is q. (4). of is , Y x, y, z, , , , , an by as , it by on of to is to in by to of of to of of of is n is by 8,9 It is of is of of . on of in a or in a it is of be of of is to as as is A of to of on is of by is to , If a t of a a be t is of T is of of is as n. of of 1.2 to of as of a n= 1. is n q. (4) is by of to n is n .5 0. of to be of n, .5 h 0 mm t In of of n= 1 is as in of a or . by of is of of is to a is by of of it is to be is by 8. of 0 K is as is a R in z in as of R R is as or of 4. If of in is 44 to is so 7 is is in 64 is to re q. (4) 4 n of is in R as n be of on n, as in as n so re of As z, is n = z as R n n z by of by an of of a of R is .5 so x, y R is q. (6) n n is by by n= 1 to of of to n. is R z .4 as as at n= 10. It be R to is by by of .1 In of is to of 4. he of to on is be as 1. is of in of is 2. is by of is 1 Y., et (2004) J. 26: 8372 J. K., et (2006) A 3 D, et (2004) ( A NC 4: 504 M, et (2006), 5 N., (2003) of a 01296 D. N., V. T., (1988) of 7 G., S., (1994) 8 T., et (1984) of 中文翻译 评价 为微型工厂设计的微型机床 的尺度效应 M. S. . 680要 : 一种微型机床总体尺寸为 150 100 信片大小 )现在发展起来。它在切割黄铜制品 的实验中表现出良好的性能。根据所给工件的大小，误差 函数 ，这些影响切削性能的方面来确定机床的大小。 受 计算方法和简单的尺寸的影响 的 误差函数的提出是 为 审查通过一些计算结果 。 关键词： 微型工厂 ，机床，车床 ， 机械设计，尺寸效应 普通生产系统的使用大机床 是 针对高刚性，不论零件大小。 微型工厂的 概念是用小机床相应的小型化工件。这是 对于 节省资源，空间 和 能源 是 有益的。一些原型 的 开发 就是 为了 实现这 种观念 1。 冈崎研制出一种微型数控车床大小 为 322830 。开发 的一种微型 三 轴铣床 为 200300 200。作者正在开发的微型车床着眼于实际使用在大规模生产系统中的小型 /微型光学部件，信息技术和电子产品，截至目前为止 3。 已经研制成功 的一种 机床 包括 基 座 面积 为 150100 信片 大小 ） ，正在做机床的 机 械 特 性与 切削加工性能两者之间关系的评价，以 彻底弄清这种 车床 的 优劣 4 。 设计微型机床 时 正确认识 到小型化所带来 优点和缺点是非常重要的。三岛提出了一个设计工具 5 结合 机床的仿型刨原理 6和田口原理 7。它提供了一种简化方法 去 考虑机床的结构变形和组件的 误差 。发 展起来的 微型车床 对于 测试工件 表现出 良好的切削加工性能。但是，所研制的机 床大小对于工件尺寸 是 否是 最合适模糊不清。 也 不可能 设计 许多大小 不同的型号的 机床 来评估它们的表现 。 在这 篇论文 中介绍 的 微型车床， 对于 机器的大小 相对应的 切削加工性能对 于 精度 的影响 已经 在一个仿真 中测试 。 设计微型机床时考虑到尺寸效应的 计算方法与计算结果 已经被 讨论。 2 车床设计 时 目标工件 的 最大尺寸假设为 510 机床底座被设计为 寸（ 150100 考虑到它的小型化程度和实用性。 机器的每个 部 件 都 用此限制。 这种 微型车床 由 日 本 司 生产 ） ，引进 和 Z 轴工作台，这种工作台 使用 相同的模块 ， 用交叉辊子导向 ， 用 2三角螺纹与 15流伺服电机 驱动 。 工作台 大小是约 5080 包括 电机 。包括电机 的 重量 为 585g。主轴箱 固定在 ，刀架 装在 。 图 本，基 座 面积： 150 装在主轴箱里的工作主轴是由 16毫米直径微电机驱动， 主轴箱与工作台相连。 转速超过 10000转 /分钟对于切削 小直径工件 时 要取得切削速度约 150米 /分钟 是很必要的 。正 因为如此，直接驱动是首选，但 是需用 减速机驱动工件，因为 16 毫米级电动机 的 转矩是非常小 的 （只有几 ，一般不足够 提供 足够的切削功率。旋转的速度 可以 保 障 的 ，可以选择转速尽可能高的电机 。行星辊减速器用 来驱动 主轴。该 减速器 减 速比 是 4 。尺寸 为754030 的重量是 230 g（包括电动机）。 3 寸效应 的 计算误差 有许多 误差函数会 影响 到 切 削性能 。在这里，只 考虑 四个误差函数，即装配误差，运动误差，切削力 导致的变形 和热变形，以及它们如何 影响 机床尺寸 已经被计算 。那么，我们提出的计算误差 的 方 法 应 考虑尺寸效应。上文提到的微型车床和那些扩大 /减少 车床的模型的尺寸是用 仿型刨理论 来计算 的。计算出了刀尖偏离目标的距离，并且评价了这种理论。 上文提到的微型车床 的模型见 图 该模型 分为 8个部分 。号码从 0到 7是个部分进行 坐标变换 时的 参考点。虽然 基座 实际上是一个 整 体组成，考虑 到刚度 的影响，它分为两个部 分。 目标位置在工具的一点是， 原 点 O 至 刀尖点 在 h， 在 R。 图 定义一个 正交坐标系 当于部分 i 到 的 坐标转换，是由奇次 变换矩阵矢量 具之间相对位移，向量 具位置 。 1） 给出 ， 定义为 仿型刨函数 。 部分 i和 i+1之间 的 误差 由以下齐次变换矩阵 考虑到误差的仿型刨函数定义 为 rw， 表达 如下 仿型刨 误差函数 体现了误差作为一个定量偏离了目标位置，是 由等式 （ 4）定义 。 微型车床 个 组件之间的误差 有 6部分组成 ， 它们分别是沿 X、 Y、 为 x, y, z, , , . 有限的四个误差函数可能会影响 如 图 误差会出现各要素之间除了 被分为两部分 的基座 1和 基座 2。 该运动误差出 现在各部分在 切 削过程中的 相对 运动中 。因 为力 和热 量会传播， 由切削力和热 引起的变形会在各部件之间传播。 此外，如表 1所示，它分析和归类 了 受上述四项误差函数 影响的 误差项组成。举例来说 ， 工件和工作主轴之间的运动误差 取决于 工作主轴 的 跳动。由于工件围绕 考虑 轴的直线运动 误差。误差 出现的地方 不能确定 ，有可能出现在 所有 6个 组成部分。 切 削力和热 导致的 变形假定出现在平移误差 的 3个组成部分 。 尺寸效应 表 n=1时，误差函数对误差个组成部分的影响和实际值 表 1.1 n=1 时，误差函数对误差各个组成部分的影响和实际值 表 2显示， 当 机床 大小 改变了 表 1中的各项的误差是 在何种程度上 变化 ，这些已经被 其他报告 8， 9计算 和检验过 。 装配难 度是恒定 的，与 机器尺寸 无关 。 因此， 尺寸 效应的装配误差是 1 。该运动误差取决于 安装在 工作主轴 上的导轨和 轴承的精度。这里，认为机器的 部件的精度可以选择 ，不论 尺寸 大小，而且运动误 差 的尺寸效应 和装配误差一样被 假设为 1。切削力分为三方向，即原 发法向力 ，推力和 进给力 。 一个简单的弯曲和压缩的梁依照每一个元素的应力方向，由切削力导致的变形引起的尺寸效应分别假设为 1/!未找到引用源。 ，如果温度升高，一般的，金属会膨胀，长度 误 !未找到引用源。 可以用以下公式计算 这里的 表示一 个 热膨胀的线性系， 此，热变形的尺寸效应用 图 型车床的误差产 生 表 差函数的尺寸效应 维度的每个单元的模型图 计算误差。 高级的 微型车床实际尺寸 用 图。 示 ，而这些都是 n = 1 的模型 。那么该模型 被 放大 （ 4 ） 提到的使用尺寸效应误差的方法计算。 以及如何 通过 改变 n 从 10 来改变 误差。然而 ，工件和刀具的 尺 寸 都被假定为恒不论 n ，其 0毫米 米。在此方法中， 误差的 实际值 是计算所必需的。 因此， 对于 n=1，每个误差的大 小正如表 配和运动误差是由微型车床来确定的。 这两个错误，可以采取正或负的价值，并表达 为符号 +或 -。 由切削力和热 引起的变形被 得 。工件和刀具的变形 没有考虑到。 元件 7被确定和每个元件的变形大小也被获得了。应用于工件的接触力 是通过计算工作主轴的发动机的额定扭矩得来的，它是假定位主要的切削力。 该 3 个被分开的切削力通过被提及的 8来决定。当大气压升高到 20K 时每一个元件的变形被按照热变形来计算。因为目标是一个圆柱形的零件，切削半径误差 R 和轴向误差 z 被定义误差的评价函数。 R 和 R 分别是实际的和指示的切削半径。 R 按照下面给出。 装备和运动误差采用表 些项目的数量是 44。如果在每个项目的加 /减情况被结合， 2 个形态来计算。 这结合是如此之大以致正交的工作台 在这里，直交的 作台通过 4种情况来计算。 加工尺寸 n (a)半径误差 H 加工尺寸 n 纵向误差 z 图 系的评价职能和机器大小 加工尺寸 n 图 关系机器尺寸 数平均值之间的关系 表现在图 。该最高 /最低值也在 图表中表示出来了 。 R 增长随着 n 的增长而变化 。 最高值和最低值之间的差值也增大 。 装配 误差和热变形的可能 是出现 这一现象的原因。虽 装配误差不能完全随着 如表 ， 随着 进而 变大 。热变形增加， 是因为尺寸的影响 。至于 z ， 有 有一个最小 值 接近于 n= 当 nR 和 z 同时增大 。当 n 变小 时， z 只是由于切削力产生轻微的影响 。这意味着 这种机器存在着一种合适的尺寸加工特定的工件。这里， X， 尽管 表 （ 6 ） 所示。 结果如表 示。当 N=10 的时候 R 和 z 的数值为 8 和 可以说 R 对于机器尺寸的敏感度比较高。误差和尺寸的影响对计算结果的影响是相当大的，见图表 这个研究中，错误功能对尺寸的影响被简化。还需要更多的研究去完善结论的精