基于交互刚度的导轨螺栓残余预紧力研究及装配工艺优化

摘要

导轨装配的质量直接影响数控机床的直线轴几何精度，为了提升导轨螺栓装配残余预紧力的均匀性，在虑及螺栓交互刚度的基础上，提出了一种残余预紧力变化分析模型及装配工艺优化方法。首先，基于导轨压应力锥形分布假设，构建了不同间距下的导轨螺栓交互刚度函数模型。建立螺栓连接结构的刚度模型，推导出螺栓预紧力变化量与交互刚度值间的映射关系，理论分析得到已预紧螺栓的预紧力变化量与后续螺栓装配间距呈负相关关系。其次，建立某立式加工中心横梁的有限元模型，通过多载荷步仿真分析验证了理论分析结果。最后，对横梁导轨螺栓的装配工艺进行了优化，采用标准偏差与均值的综合评价方法，新工艺下的螺栓残余预紧力离散性降低，一致性提高。

关键词

机床 / 交互刚度 / 残余预紧力 / 导轨 / 螺栓 / 预紧力