晶圆对心转台亚微米级径跳误差补偿方法

为了消除转台径跳误差对晶圆预对准台重复性定位精度的影响,提出径跳误差的在线检测与补偿方法。转台上方并与之一起旋转的心轴作为转台径跳的检测元件,电涡流传感器测量心轴径向距离,其测量值由固定误差和径跳误差组成,借助集合平均法或者转台径跳特性,离线求解固定误差,据此在线工作时从电涡流传感器数据中分离出径跳误差。利用该误差对激光位移传感器检测的晶圆边缘数据进行径跳误差补偿,分析误差特性,据此简化补偿算法。试验证明,径跳误差补偿方法的使用提高了系统的预对准精度,并最终使系统达到了微米级的定位精度要求。

金属切削机床主轴运动误差影响的数学分析

在研究金属切削机床加工误差的基础上 ,针对机床主轴回转运动误差中的径向跳动误差、角度摆动误差和轴向窜动误差 ,以车床和镗床主轴为例 ,建立了主轴回转运动误差数学分析模型 ,从数学几何角度分别对上述主轴回转运动误差造成的加工精度影响结果进行了定量分析 ,并推导出了由此产生的各类加工几何误差不同的数学表达式。

空心齿轮轴中心孔加工工艺的优化

分析了空心状的新能源变速器齿轮轴在数控车60°锥中心孔过程中的各种影响因素,通过合理地选择定位基准和装夹方式、优化中心孔结构、采取热后磨中心孔等工艺措施,来改善中心孔的加工精度,减少两端中心孔同轴度误差,为齿部精磨工序提供更精准的定位基准。

顶尖支承件检测精度的分析

分析了用顶尖支承回转工件的圆度及国跳动的检测精度，着重分析了顶尖支承回转轴线的径向回转误差对圆度及径向圆跳动检测精度不可忽视的影响，指出应控制该回转误差以保证圆度及径向国跳动的检测精度。

水泵转子径向圆跳动检测数据修正

针对应用千分表和电涡流传感器进行水泵转子径向圆跳动检测时,检测结果出现正弦变化规律的现象,分析了安装偏心误差对检测结果的影响原理,建立了相应的数学模型.运用最小二乘拟合法计算出变化曲线的幅值及初相位,从而消除偏心误差实现误差分离.结果表明,当将所提方法应用在水泵转子径向圆跳动检测的工程实践中时,可以有效消除安装偏心引起的误差,从而提高检测精确度.拟合平方和误差约为0. 000 9,所提方法可以广泛应用于轴类工件的检测实践.

主轴纯径向跳动误差对加工工件形成误差形状浅析

本文所述内容是从空间解析几何角度来分析主轴径向跳动误差对加工工件形成的误差形状。是对山东机械工业学校赵元吉教授主编的《机械制造工艺学》第 15 3页所述内容的探析 ,以便于人们从空间几何角度来理解这种误差的形状。

影像法测量齿轮径向跳动不确定度及误差处理

为解决齿轮离线单件测量中,需要额外配置心轴的工序,试验中对在无心轴的条件下,采用影像测量仪对齿轮测量进行了研究,并结合实例评定影像法测量的误差及不确定度。试验中通过回转工作台代替心轴,调整回转工作台中心与齿轮中心同轴,实现对不同规格齿轮径向跳动测量的目的。通过数据分析,找出测量过程中存在的系统误差为362μm,并对结果进行修正。通过测量不确定度A类和B类综合评定,和对统计控制的极差控制图分析,前者极限偏差比后者小35μm。而单值极限偏差与控制极差几乎一致,相差1μm。两种方法对齿圈径向跳动精度等级判定,得出相同的判定结果。由于被测机加工塑料齿轮在加工过程中受到机械力和温度影响,产生较大齿廓偏差,最终导致塑料齿轮齿圈跳动误差过大,超出国标规定齿轮精度范围。

四点接触球轴承内外圈沟道圆度误差对旋转精度的影响

以四点接触球轴承为研究对象,针对四点接触球轴承旋转精度开展研究,提出了同时考虑轴承内圈和外圈圆度误差的轴承旋转精度数值计算方法。以轴承径向跳动量描述轴承的旋转精度,根据四点接触球轴承的结构特点及运动关系,构建了轴承径向跳动的数学模型,并基于Matlab编写程序进行仿真计算。结果表明,内圈沟道谐波阶次不变时,轴承的旋转精度会随着谐波幅值的增大而降低;当内圈谐波阶次为3即内圈沟道廓形为三棱圆时,轴承径向跳动最小,轴承旋转精度最高;当外圈圆度误差谐波次数与钢球的个数存在整倍关系时,外圈的径向跳动最大,当外圈圆度误差谐波次数是钢球个数一半的奇数倍时,外圈径向跳动的值最小。

机器人用四点接触球轴承旋转精度影响因素

针对机器人用四点接触球轴承旋转精度难以预测和控制的问题,提出了同时考虑轴承内圈沟道和外圈沟道圆度误差的轴承旋转精度数值计算方法。根据轴承内部元件运动学和几何学关系建立轴承旋转精度数值计算模型。使用MATLAB编写轴承旋转精度求解程序,得到内圈沟道圆度误差幅值和谐波阶次、外圈沟道圆度误差幅值和谐波阶次、钢球直径偏差及钢球个数对轴承旋转精度的影响规律。进行了轴承旋转精度试验,验证了仿真结果的正确性。轴承旋转精度涉及很多指标,所研究的四点接触球轴承旋转精度衡量指标指轴承外圈径向跳动。结果表明:轴承外圈径向跳动随着内外沟道圆度误差幅值的增大先平稳后快速增大,随着内圈外沟道圆度误差谐波阶次的增大呈现周期性变化,随着钢球直径偏差的增大呈线性减小,随着轴承内部钢球个数的增大呈指数减小。所建模型解决了四点接触球轴承旋转精度难以进行理论求解的问题,能够准确预测轴承的旋转精度,为四点接触球轴承的精度设计提供了理论基础。

角接触球轴承旋转精度数值仿真分析

根据角接触球轴承的几何和运动关系,建立了考虑外圈沟道圆度误差的轴承外圈径向跳动、轴向跳动数值仿真模型,分析了外圈沟道圆度误差阶次、圆度误差幅值和钢球个数对外圈旋转精度的影响,并进行了理论验证。结果表明,轴承外圈径向跳动和轴向跳动随着圆度误差阶次的变化呈周期性变化;当圆度误差阶次与钢球数满足特定关系时,径向跳动明显增大;当圆度误差阶次为钢球数整数倍时,轴向跳动取得最大值。

载荷作用下滚道误差对轴承旋转精度的影响分析

根据圆柱滚子轴承各零件间的几何关系,推导出轴承几何协调方程,将几何协调方程与载荷平衡方程联立进行迭代求解,建立基于载荷平衡与几何协调共同作用下轴承旋转精度的数学模型,研究了内圈滚道圆度误差谐波幅值、谐波阶次对轴承内圈径向跳动的影响。研究结果表明:随着内圈滚道圆度误差幅值增大,轴承内圈径向跳动增大;当轴承径向载荷增大时,内圈径向跳动变小;随着内圈滚道圆度误差阶次的变化,轴承内圈径向跳动呈现出波动,波动程度与轴承径向载荷有关;当轴承滚子个数与内圈圆度误差阶次呈整数倍时,内圈径向跳动最大。

滚子直径误差及排布对轴承径向跳动的影响

根据圆柱滚子轴承各零件间的运动关系及几何关系,建立了轴承外圈径向跳动数学模型;分析了轴承外圈径向跳动的算法原理,并对轴承的运动过程进行数值仿真;在不考虑轴承内、外圈滚道和滚子圆度误差的情况下,研究了滚子直径误差及滚子排布方式对轴承外圈径向跳动的影响。结果表明:当两个滚子直径误差均为-1.5μm时,有误差的两个滚子相邻排布对轴承外圈的径向跳动有较大影响。当多个滚子直径误差相同且相邻排布时,轴承外圈的径向跳动相等。

五轴侧铣加工瞬时未变形切屑厚度计算模型

在五轴侧铣加工铣削力建模中,瞬时未变形切屑厚度的计算是铣削力预测的关键环节,直接影响着铣削力预测的精度与效率。为了提高铣削力的预测精度与效率,基于五轴机床空间运动分析,并考虑刀具径向跳动因素,提出了一种五轴侧铣加工瞬时未变形切屑厚度模型。首先,分析了五轴侧铣加工中铣削刃随刀具旋转、摆动与平移的复合运动规律,得到在不同刀位点处各切削刃的坐标位置;其次,考虑刀具径向跳动因素,提出了一种瞬时未变形切屑厚度的快速计算方法;最后,结合参数化厚度补偿的思想,对求解出的瞬时未变形切屑厚度进行修正,建立了一种等效厚度模型。将本文提出的等效厚度模型与现有的圆弧模型和线性迭代精确模型应用于算例中进行仿真。结果表明:等效厚度模型更加接近迭代精确值,平均误差率仅为1.37%,其与圆弧模型的平均误差率相比降低了8.35%,一定程度上提高了瞬时未变形切屑厚度的预测精度;在保证了预测精度的前提下,该模型相比于线性迭代模型将瞬时未变形切屑厚度的预测效率提高了10倍以上,在五轴侧铣加工铣削力预测中具有良好的应用前景。

主轴径跳的热误差分量分离及实验

为从机床主轴径向跳动中分离出热误差分量,提出一种沿圆周均布四点测量、采取周期截断差分处理来分离主轴径跳热误差分量的新方法。在某立式加工中心主轴径向均匀布置4个电涡流位移传感器和多个温度传感器获取测试数据,通过等周期截断并差分处理分离出热误差分量,再运用离散傅里叶变换分离出圆度误差和回转误差分量,结果显示热误差、圆度误差、回转误差分别为4.04μm、5.30μm、5.40μm。

轴承滚子尺寸误差与径向跳动的Copula建模与分析

轴承的径向跳动是衡量轴承旋转精度的重要指标。为研究轴承旋转精度与滚子尺寸误差的相依性,以圆柱滚子轴承为研究对象,建立了滚子尺寸误差和轴承径向跳动的二维Copula函数模型。在误差滚子不同排布方式下,由数值仿真法分别得到几何约束下对应的轴承径向跳动数据。采用均方根误差法获得最优的Copula函数模型并验证了模型的合理性。基于建立的Copula函数模型分别计算了两组滚子尺寸误差数据与轴承径向跳动的相关系数。结果表明,Copula函数模型能有效地描述滚子尺寸误差与轴承径向跳动间的相依性。研究结果为系统分析轴承元件尺寸误差与轴承旋转精度的相关性提供了一定的理论基础。

芯轴中心孔偏心的齿轮径向跳动测量误差补偿

齿轮径向跳动误差源于齿轮加工安装偏心引起的原理性误差,实际测量中由于齿轮芯轴中心孔偏心,会使测量结果产生系统误差,需予以消除。通过对实际的齿轮进行测量,分析得出当齿轮安装回转中心与芯轴中心一致时,齿轮径向跳动误差与芯轴的径向跳动误差产生同向误差;反之,产生反向误差。将齿轮芯轴的径向跳动误差作为修正值,对齿轮径向跳动误差测量值进行补偿,即可获得齿轮径向跳动误差的真实值,可以实现对齿轮精度的正确评定。

成对轴承的安装与轴系误差补偿方法

介绍了轴承内圈径向跳动的测量方法及成对轴承的安装方式。通过对成对轴承径向跳动方向相反和相同的两种安装方式进行比较分析,得出轴承与径向跳动方向一致安装时,可以通过增大轴线的平移误差来减小轴系晃动误差的方法,达到补偿轴系误差的效果,有效地提高了轴系的回转精度。P5级成对轴承经误差补偿后,轴系的最大晃动误差为2.45角秒。

基于Copula函数模型的圆柱滚子轴承旋转精度分析

运用Copula函数作为研究圆柱滚子轴承旋转精度的研究方法,较为深入地对滚子直径误差与轴承径向跳动间的相依性进行了研究。在两个滚子存在直径误差的条件下,利用数值仿真程序生成了建模所需的特征变量数据组,并建立了多种Copula函数数学分析模型,运动均方根误差法筛选出了最优的数学模型并进行了合理性验证;基于建立的数学模型分别研究了两组不同分布状态的特征变量与轴承径向跳动的相关系数与条件概率。结果表明,Copula函数能较准确地计算轴承元件尺寸误差与轴承旋转精度的相关系数与条件概率,可以作为研究轴承旋转精度的有效手段。

直齿锥齿轮齿圈径向跳动误差分析

直齿锥齿轮的齿圈径向跳动是重要的检验项目,是影响齿距累积误差和齿距误差的重要因素。介绍了齿圈径向跳动出现的几种情况,探讨了齿距累积误差以及齿距误差的影响因素及调整方法。

考虑设计参数的角接触球轴承动态精度演变规律

为了确定成品轴承精度是否满足设计要求,合套和拆套是必然工序,不仅耗费工时,还可能引起滚动体和套圈划伤,致使产品精度下降,甚至丧失。根据角接触球轴承工作状态运动学和几何学关系,建立依据零件精度要素的接触角、径向跳动和轴向跳动的解析模型,提出动态精度计算方法,研究不同加工阶段轴承精度变化趋势,系统分析沟曲率半径、沟底直径、球直径及与之相关的精度要素与动态精度的关系。计算结果表明:沟底直径对接触角影响显著,为了满足设计要求,加工后可分组选配;误差幅值增大,径向和轴向跳动增大,几乎呈线性关系;球数对旋转精度影响不大,但会影响运行的稳定性。成品轴承动态精度检测数据与计算结果一致,说明模型准确合理,故通过零件设计参数检测即可得出动态精度是否满足运行要求,无需合套和拆套工序,有利于提升产品合格率和生产效率。