数控机床进给系统热变形分析及补偿抑制对策

对抑制滚珠丝杠的温升及热变形进行了探讨,提出解决温升和热变形的方法。对提高滚珠丝杠副的加(减)速度特性及对运动指令的快速跟踪能力,保证滚珠丝杠轴系的系统刚度和丝杠副的轴向刚度,减小起动和停止瞬间弹性变形具有指导意义。

高速电主轴回转精度测试技术探讨

利用电涡流传感器及位移信号采集系统对传感器的数据同步采集,并同时将位移信号转化为模拟的电压信号;模拟的电压信号通过A/D转化为数字信号,经数据LMS信号采集系统传给计算机,计算机通过Test.Lab Signature软件,对数据进行分析处理,对于研究高速电主轴的回转精度进行了测试技术方面的探讨,希望对电主轴的研究有一定的借鉴作用。

高速空轴部件设计中应注意的几个问题

在使用小型刀具或加工小型工件时,为求得高效加工,主轴转速必须很高。另外,高速切削可以节省大量的加工时间,降低切削加工中工件的温升,降低加工中工件的表面硬化,提高被加工零件的表面质量。但要设计一种比较理想的主轴部件（如图1）,应注意以下几个问题。 一、轴承的配置 在选择高速主轴部件的轴承时,除考虑速度外,还必须考虑主轴的刚度及有较低的温升,一般高速主轴可采用角接触轴承进行配置。在各种不同的配置中,由于每个轴承的误差不一致,使整个轴承组的转速有所下降,各种不同配置的角接触轴承可能达到的转速（如图2）,在设计时必须充分注意这一因素。

基于物元模型的复杂机械产品可重构设计

为了解决机械产品模块化设计中的形式化描述问题,在可重构设计中引入可拓分析理论,建立产品物元模型,利用可拓理论的定性和定量分析方法,研究了基于物元模型的机械产品及其组成模块的选择、匹配和可拓变换。在该方法中,基于需求分析确定了产品的工艺指标,结合用户提出的产品基本特征和其他模糊指标,利用加权可拓距选择与设计目标最为匹配的原型产品作为重构对象。进而在对原型产品方案进行模块分解的基础上,利用模块物元的可拓变换,研究了基于发散思维的产品模块化可拓设计以及对拓展结果的收敛与评价。以机床产品的可重构设计为例,对该方法进行了说明。

基于轴向及径向刚度对直驱转台动静态特性影响的研究

针对铣车复合加工中心直驱转台中轴承刚度和静压支撑刚度对其动静态特性的影响，提出将轴承和静压支撑等效为若干弹簧方法。同时，对轴承刚度和静压支撑刚度进行计算，并运用有限元方法对直驱转台在不同工况下的动静态特性进行分析，得到直驱转台的动静刚度均满足设计要求。此外，讨论了恒流式静压导轨中的油膜压力对直驱转台动态特性的影响规律，得出油膜压力的提高可以提高3-6阶固有频率值，不能提高1，2阶固有频率值。这将为直驱转台进一步的结构优化提供理论基础和指导。

高速主轴回转误差动态测试与分析

应用双向法设计测试系统,对主轴的回转误差进行动态测试。该系统由高精度标准棒、非接触位移传感器和LMS TEST.LAB采集器组成。阐述了回转误差的测试原理,针对机床主轴测试中标准棒的安装偏心问题,提出了有效解决方法,并进行了实验研究。

可交换工作台加工中心故障模式的可靠性分析

通过深入分析具有交换工作台的卧式加工中心在用户现场的故障数据,找出影响机床整机可靠性的故障部位、模式及原因,并对可交换工作台加工中心的故障模式、部位及原因进行了深入分析。找出了机床故障发生的高频子系统,确定了加工中心的可靠性薄弱环节,并据此提出提高国产卧式加工中心机床可靠性的措施,为加工中心进行进一步的可靠性设计提供了依据。

加工中心故障分析及其可靠性增长的措施

从加工中心的故障诊断分析着手,根据加工中心工作和功能特点,研究其故障模式和原因,提出排除故障的方法,最终提高机床的可靠性,为实施可靠性增长技术提供相应的支撑,有助于提升数控机床行业的核心竞争力。

复合加工中心直驱转台主要热源的分析与计算

直驱转台是影响高速数控机床性能的关键功能部件,其主要热源为电机和轴承。对电机和轴承的发热、传热基理进行了分析和计算,为直驱转台的热变形分析研究提供了可靠的理论依据。

双驱滚珠丝杠进给系统温度场计算

在铣车复合加工中心双驱进给系统中,由于滚珠丝杠传动过程中产生的摩擦力矩会生成大量热能,因此需要对滚珠丝杠螺母副的温度场进行计算分析。采用SolidWorks建立滚珠丝杠副的传动系统简化模型,通过计算其相应的摩擦力矩求出发热量,并推导出热分析所需的边界条件,从而为滚珠丝杠进给系统进行热力学稳态温度场分析奠定基础。

加工中心进给轴可靠性试验加载装置设计与应用

进给轴作为加工中心的关键组成部件,其可靠性水平的高低直接影响到加工中心的加工精度和整机可靠性。提出进给轴可靠性试验的快速试验方法,完成了进给轴可靠性试验装置的试验方案设计。通过进给轴可靠性试验装置的搭建,开展了进给轴可靠性的相关加载试验,并将该试验结果与加工中心其他可靠性试验结果相结合,通过相应的数据分析软件,评定出机床的可靠性量化指标,暴露加工中心进给系统设计、制造与装配等方面的缺陷,以便采取对策和措施指导进给轴单元的可靠性设计,从而保证进给轴设计和使用过程中的可靠性增长。

加工中心可靠性试验的数据采集系统设计

针对加工中心的结构特点,提出了一种加工中心可靠性试验方法,通过对加工中心可靠性试验装置总体方案的设计,对加工中心可靠性试验数据采集系统的在整个试验中的作用作了明确地分析。并在此基础上完成了加工中心可靠性试验数据采集系统的方案设计。通过对数据采集系统所用元器件的选择,针对此数据采集系统的核心元件-USB数据采集卡,并以此为核心,完成了数据采集系统的模拟量输入通道设计、数字量输入通道设计和模拟量输出通道设计。通过设备的组装、连线,最终实现了加工中心可靠性试验的数据采集系统。

加工中心主轴可靠性试验装置设计与应用

针对加工中心的关键部件主轴,对其可靠性试验的必要性进行了阐述,提出了一种快速加载的可靠性试验方法,并根据主轴的结构特点和可靠性试验的具体要求,实现了主轴可靠性试验装置的方案设计和详细设计。通过主轴可靠性试验装置的搭建,开展了主轴可靠性的相关加载试验,并将该试验结果与加工中心其他可靠性试验相结合,通过相应的数据分析软件,评定出机床的薄弱环节和可靠性量化指标。以便从设计、制造、使用和维护等各方面采取对策和措施指导主轴单元的可靠性设计,从而保证主轴设计和使用过程中的可靠性增长。

基于多零件工序族工艺规划的机床产品构型综合设计

针对机床产品的定制问题,以基本工艺元为基础将多零件工序族进行组合,建立了工艺和机床结构的映射关系,建立了机床的运动功能模型并计算完成工序族所需要的运动范围,制定了机床的运动学图谱并根据约束条件进行选择,使机床的工艺能力在多零件工序组合的加工需求变化范围内,从而实现机床的定制柔性。工艺聚类和排序为实现以工艺能力为导向的机床结构设计提供了依据,保证了设计的定制性,最后以实例进行了说明。

鞍钢球团自动控制系统的改造

鞍钢球团原控制系统由一套DCS系统实现 ,由于年代较久 ,硬件和软件运行不稳定 ,且备件价格昂贵。为此 ,鞍钢球团决定对其进行改造。改造采用了美国AB的Controllogix控制系统 ,并更换了原有 18台控制柜。改造后 ,系统运行至今 。

高速电主轴系统热变形分析及抑制措施

从加工中心电主轴的结构和热源两方面对电主轴热变形原因进行了分析,提出了降低电主轴温升的技术方案,主要采取了减小轴承发热量、减小电动机发热量、主轴轴承循环冷却及油气润滑系统等措施,通过基于比利时Lemmens多通道动态监测仪和高精度pt100温度传感器的试验验证,高速加工中心电主轴的温升得到了有效控制,其机械性能、可靠性也得到了保障,对加工中心高速电主轴的应用及发挥其潜能具有非凡的现实意义。

数控铣床主轴部件综合性能检测技术研究

数控铣床主轴部件是铣床的核心功能部件之一,为了得到主轴的综合性能,提出了一种针对数控铣床主轴综合性能多参数集成化测量的检测方法,该方法结合本课题组设计的主轴检测平台,对主轴部件的振动、温度、噪音、回转精度、刚度、拉刀力、液压泄漏、空载功率等性能参数进行检测和综合分析,突出了对这些参数集成化的测量和综合分析过程。通过对数控铣床主轴部件进行综合评价,建立全面、系统、综合的主轴性能评价体系。最后结合某型号电主轴进行了试验应用,验证了该综合检测评价方法能有效地获得高精度的主轴综合性能参数。

链式刀库及机械手综合性能检测规范研究

针对链式刀库及机械手出现的各种故障问题,为提高其性能检测水平,结合加工中心的各项检测标准,展开对其综合性能检测规范的研究。确定了检测项目和检测方法,搭建链式刀库及机械手性能检测平台。结合平台,确定了一套完整、具体的检测规范,为其在生产和使用过程中的检测提供理论指导。

立式加工中心主轴系统热变形试验及误差补偿

立式加工中心经过长时间的运行之后，主轴箱及主轴系统组成的单元会产生热变形，这影响到被加工零件轴向尺寸的加工精度。以VMC750立式加工中心为试验对象，测量主轴箱多点温度及主轴变形伸长量，确定主轴变形的主要原因，建立误差补偿模型，通过对立式加工中心加工过程中的热误差进行了实时补偿实验，结果表明：通过热变形补偿，主轴系统热变形实测为0.28-0.33 mm，其误差可减少75％左右，验证了该模型的有效性。