Analysis on Failure Mode Severity of Machining Center Spindle System

According to the subjectivity and fuzziness of analysis on failure mode severity about spindle system of machining center,an analysis model of the failure mode severity of such a system is proposed based on the new fault severity index system, improved analytic hierarchy process( IAHP) and entropy-based fuzzy comprehensive evaluation. IAHP and entropy methods are adopted to determine the comprehensive failure severity index weight. The evaluation result is obtained after the factor set,comment set,weight set,and other parameters are determined,and then the level of risk degree and numerical value order of every spindle system failure mode is given. By taking an example,we verify that the proposed method can quantify the qualitative problem comprehensively,obtain more accurate analysis results,and provide the theoretical reference for mechanization and sequencing of failure mode effect analysis in reliability analysis. The calculation results can also serve as the basis of failure mode,effects,and criticality analysis in the subsequent step.

电主轴热补偿及轴承故障检测在热辐射测温方面的研究

针对电主轴轴体的热变形以及重要零部件轴承在加工中心上的常见故障,提出基于收集电主轴温度变化的热误差实时补偿计算方法与轴承常见故障的诊断方法。热误差补偿方法可以通过对轴体上测温点数据的处理对电主轴单元进行实时的热误差补偿提高加工精度。故障诊断方法是对不同的温度节点设置不同的阈值,阈值对应着电主轴单元内部某些重要零件的故障特征,当节点温度变化超出阈值即进行报警以诊断具体零件的故障。促进了电主轴的智能化进程,为接下来的研究打下基础。

卧式镗铣加工中心主轴部分设计研究

作为机床设计中一个较为核心的部件,卧式镗铣加工中心主轴的工作性能会直接影响到机床的性能,因此,在对其进行设计时,要考虑刚度、精度以及稳定性,回转精度等这些因素,还要考虑抗震和热变形等方面。通过以卧式镗铣加工中心主轴传动部分设计为例,详细阐述主轴的结构设计和它的理论计算,并通过机床样机进行测试,以验证主轴设计的合理性和计算过程的正确性。

小鼠卵母细胞减数分裂中心粒蛋白SAS-6的表达和亚细胞分布

目的研究在小鼠卵母细胞减数分裂成熟过程中,中心粒蛋白SAS-6的蛋白表达模式和亚细胞定位分布。方法采用免疫荧光染色方法分析SAS-6在中国仓鼠卵巢细胞系(CHO细胞)有丝分裂过程中和卵母细胞减数分裂过程中的亚细胞分布,及其与微管组织中心(MTOCs)和囊泡之间的相关性;通过Western blot测定SAS-6在小鼠卵母细胞减数分裂各阶段的蛋白质表达水平。结果在体细胞有丝分裂过程中SAS-6始终与中心粒周围蛋白Pericentrin保持共定位;在小鼠卵母细胞内SAS-6恒定表达于减数分裂的各个阶段并特异性聚集在高尔基体基质蛋白GM130阳性的囊泡上,而没有分布在MTOCs上。结论SAS-6可能在卵母细胞减数分裂过程中通过调节囊泡而参与纺锤体的趋皮质区迁移。

双主轴卧式加工中心横梁结构综合优化设计

为了在降低横梁总质量的同时保证其低阶固有频率和刚度,提出一种结合拓扑结构和尺寸优化的设计方法。使用拓扑优化方法确定横梁内部结构,并对它进行修复;根据修复后横梁的有限元分析结果,以横梁内部的厚度、孔尺寸等多个参数为设计变量,整体最大变形和1阶固有频率为约束条件,采用总质量最小为目标函数建立数学模型。利用多目标遗传算法(MOGA)进行求解,通过CCD试验设计获得初始样本点,并使用Kriging模型建立响应面。经过多次试验发现,横梁的总质量相比于优化前减少了20.3%。

非均匀预紧力对主轴系统回转性能的影响研究

为研究非均匀预紧力对轴承-主轴系统回转性能的影响,通过对轴承-主轴试验台施加可控预紧力,检测主轴轴心回转轨迹,并采用最小二乘圆法评定轴心轨迹,研究不同的转速及工况下轴承的非均匀预紧力对主轴轴心轨迹半径的影响。研究结果表明:即使在空载情况下,轴承外圈不同施力点导致的非均匀预紧会对轴心轨迹产生不同的影响;在径向载荷下,合适的非均匀预紧会逐渐改善主轴的回转性能。

加工中心主轴箱的静动态特性分析及结构优化

为进一步提高数控机床的加工性能,对某企业设计的立式加工中心主轴箱进行静动态特性分析,根据有限元分析结果对主轴箱原有结构进行优化设计,以主轴箱的动态刚度和质量为优化目标,采用响应面法对主轴箱加强筋板的尺寸和位置进行优化,并对优化后的主轴箱结构进行再一次的静动态分析,以检验其机械结构刚度是否得到加强。分析结果表明,优化后主轴箱的机械结构刚度比优化前有较小改善,说明主轴箱的初始结构设计较为合理,为企业实际生产奠定理论基础。所研究的分析方法为相关企业同类产品开发提供技术支持。

基于刚柔耦合的PCB钻床下钻机构的振动分析与研究

通过对PCB数控钻床下钻机构的钻孔误差进行分析,找出影响多层PCB板加工精度的主要原因,并对主轴系统下钻过程中的刚柔耦合动力学特性进行研究。充分考虑调心联轴器中的柔性调心轴和其他刚性构件的耦合,利用哈密尔顿原理和模态分析法建立下钻机构主轴系统的动力学方程。通过仿真求解得到了下钻机构钻孔过程中的电主轴部分的动态响应。结果表明:下钻机构主轴系统的安装误差、调心轴的刚度和支撑电主轴的空气轴承的阻尼对钻孔的偏心误差以及钻孔时的柔性振动有一定的影响。

立式加工中心直连式主轴的结构设计

在分析直连式主轴优势的基础上,设计了立式加工中心直连式主轴的结构。对立式加工中心直连式主轴的主驱动部分和主支撑部分进行了理论验算,对刀具系统和冷却系统进行了分析,并进行了动平衡设计。

高速精密电主轴静压滑动轴承设计及性能分析

针对智能产线数控加工中心的需求,对电主轴支撑轴承进行了设计,设计的轴承为四油腔静压滑动轴承,核心设计参数包括内径、封油面宽度、回油槽宽度、节流比及半径间隙等。建立了静压轴承支撑刚度的计算模型,计算获得设计轴承在载荷为100~700 N时的刚度值为6.0×107~10.2×10^(7)N/m。分析了封油面宽度、回油槽宽度、节流比和半径间隙对刚度的影响,对轴承设计参数进行了优化,优化后轴承的刚度值为11.4~29.8×10^(7)N/m。进行了轴承的静刚度测试,载荷为100~700 N时水平刚度为3.1×107~25×10^(7)N/m、垂直刚度为2.5×10^(7)~23×10^(7)N/m。研究结果表明:封油面宽度和半径间隙对静压轴承刚度影响较大,是重要的设计参数;刚度试验测试值比理论计算值偏小,原因可能是制造和装配误差导致的轴承节流器、油腔等结构的性能对尺寸误差较为敏感导致。

龙门加工中心定转子驱动机械主轴结构设计

针对现有的龙门加工中心机械主轴存在的转速低、振动噪声大和散热不良的缺点,设计了一种由定转子驱动的机械主轴单元。该定转子单元类似电主轴,外部采用冷却套,并在主轴中心出水,有利于降低温升,带走定转子的热量;轴承采用油脂润滑的方式,不需要任何附加装置和特别维护,降低了成本;机械主轴采用液压打刀缸和碟簧实现拉松刀,轴端采用迷宫密封和气密封相结合的形式,防止切削液和杂质进入轴承内部引起轴承振动或烧伤;联轴器采用碳纤维材料,并在联轴器中间设计连接水管用于中心出水,既降低了两轴偏移引起的附加载荷,又降低了加工时产生的局部高温,延长刀具寿命。测试结果表明,该主轴克服了皮带式主轴在转速高时振动大和直联式机械主轴温升大的缺点,降低了主轴由于高速旋转产生的噪声和振动,提高了主轴的加工精度和稳定性。

某型号立式加工中心主轴冷却器系统热流固耦合热态特性分析

主轴热变形是影响数控机床加工精度的关键因素,识别主轴系统的热态特性,进而控制主轴热变形是提高机床整机精度的重要任务。文中以某企业实际生产的立式加工中心主轴系统为研究对象,建立其主轴冷却器系统的三维模型;利用ANSYS Module Designer生成流域的三维模型,再利用Mechanical对冷却器和流域进行单元划分,形成流场有限元模型,通过流场分析获得流体的温度分布、速度变化、压力变化及冷却器的温度分布;通过稳态热分析,求解得到分析模型的温度分布;将流场分析得到的流体边界面的压力载荷和稳态热分析得到的温度载荷数据传递给静力结构分析模型,求解得到其应力分布及热变形。分析结果可为主轴冷却器系统结构的进一步优化设计和控制主轴热变形提供技术支持。

立式加工中心电主轴轴芯磨削工艺研究

针对立式加工中心电主轴的精加工提出切实可行的加工工艺方案,并对该工艺方案中刀柄夹持位锥孔的锥度控制、刀柄夹持位锥孔的圆度控制及拉爪接触锥面的轴向尺寸控制进行分析、说明,并提出相应切实可行的解决方案。

小模数编码器齿轮逆向设计方法研究

针对某款立式加工中心的电主轴配套编码器齿轮提出切实可行的逆向设计方法,对该逆向设计过程中的具体问题进行分析说明,并提出相应的解决方案。经现场多次实验验证,逆向设计所得编码器齿轮模型的齿型公差为0.007mm,单个齿距偏差为0.003mm,累积齿距偏差为0.0075mm,均符合《小模数渐开线圆柱齿轮精度》(GB2363-1990)中的6级精度要求。该设计方法可行有效,能够为后续其他型号编码器齿轮的逆向设计提供参考。

电主轴设计的几个关键问题

论述用于立式加工中心的电主轴设计时轴承的合理选择,使用有限元分析了20000r/min主轴的固有频率特性以及电动机和轴承发热对主轴精度的影响,完成了高速主轴单元的结构设计。

桃不同树形光合特性的研究

【目的】研究不同树形对桃树光合特性的影响。【方法】以6年生桃品种‘甜桃王’为试材,于2007年6-10月份,对开心形和纺锤形2种树形桃树的相关光合特性指标进行了测定,分析了不同树形光合特性的差异。【结果】（1）开心形和纺锤形桃树叶片光合速率的年变化均呈单峰型曲线,且峰值均出现在9月;同一月内,开心形桃树与纺锤形桃树的光合速率无显著差异。（2）开心形和纺锤形桃树的光合速率和光合有效辐射日变化均呈双峰曲线,峰值均出现在11：00和15：00;13：00时开心形桃树的光合速率显著高于纺锤形,其他时间二者间无显著差异;同一时间内纺锤形桃树的光合有效辐射始终显著高于开心形。（3）开心形和纺锤形桃树不同叶幕层的光合速率和光合有效辐射日变化均呈双峰曲线,且在同一时间内,两种树形上层、中层叶幕的光合速率均显著高于下层叶幕。（4）开心形和纺锤形桃树的冠层温度差异不显著,纺锤形树形冠层内的相对湿度均显著高于开心形。【结论】建议在桃树栽培中采用纺锤形树形,其可以在不影响对光能合理利用的条件下提高栽植密度、增加产量和经济效益。

加工中心主轴部件及其主轴箱的热特性有限元分析

现代机械工业对机床精度提出了越来越高的要求。机床主轴部件和主轴箱的热特性是影响机床精度的主要因素之一。文章建立了加工中心主轴部件及其主轴箱的温度场模型并进行了数字模拟仿真。首先预测了机床主轴部件的热平衡时间能,并以温度曲线的形式表示出来,然后计算出主轴部件和主轴箱的热变形。依据这些我们能够得到主轴的轴向和径向误差,为主轴部件的设计计算奠定了基础。

加工中心主轴部件刚度分析

高速加工是一项十分重要的先进制造技术,为了实现高速加工,首先必须有高质量的加工中心。主轴部件是加工中心的核心部件,其刚度特性在很大程度上决定了高速加工中心的加工质量,也是影响其加工精度的重要因素。文章利用Pro/Engineer软件建立主轴单元虚拟样机模型,完成了主轴单元虚拟样机模型之后,通过Pro/Engineer与ANSYS的软件接口将Pro/Engineer中主轴零件的模型转换成AN-SYS中的有限元模型,进行主轴的刚度分析,找出了危险截面,验证了主轴单元设计方案的合理性。

数控机床高速化的研究与应用

高速加工是继数控技术之后使制造技术产生第二次革命性飞跃的一项高新技术 ,它不但具有极高的生产效率 ,而且可显著提高零件的加工精度和表面质量。在简要分析高速加工的发展情况后 ,论述了超高速加工中心的两项关键技术——高速电主轴和直线电机高速进给单元 。

车削中心主轴箱热误差仿真及特性分析

以主轴箱为主要研究对象,研究车削中心的热误差特性。采用有限元法仿真计算了车削中心主轴箱的瞬态温度场分布,分析了主轴箱的传热特点;利用热结构耦合技术仿真计算了主轴箱的瞬态热变形情况,对其热变形特点进行了解释;对车削中心的主要热误差组件相对于刀具位置变化的关系进行了理论分析;通过试验验证了仿真计算与热误差特性分析的准确性。