主轴动态回转精度测试系统的研制

文章以高速电主轴为研究对象,从动态回转精度的定义、测试方法出发,对动态回转精度进行了深入分析。分析决定采用适合课题要求的双向测量法测量高速电主轴的动态回转精度,对测试过程中使用的数理统计误差分离技术进行了详细的公式推导,得到了动态回转精度在线测试的完整流程。在实验室现有电主轴的基础上,按需选择了必要的传感器、数据采集卡等组成了测试系统的硬件部分,基于Qt开发出测试软件,搭建出了一套稳定、可靠、高精度的电主轴动态回转精度测试系统,并进行了测试实验进行验证,得到的结果符合实际情况。该论文搭建的测试系统为电主轴性能分析提供了理论依据以及技术支撑。

非切削状态下加工中心主轴动态回转精度的测试及分析

以主轴动态回转精度为出发点,以两种不同类型加工中心主轴为测试对象,在非切削状态下分别进行了径向误差运动和轴向误差运动,以及热变形的测试及分析。提出了使用主轴误差分析仪进行主轴的动态回转精度以及热变形分析的方法,测试结果表明:静态误差相近的主轴,由于其结构、传动方式及冷却方式的不同,其动态精度可能存在很大差异。针对实测的加工中心主轴和整机的结构进行分析,可为机床和主轴的结构设计、误差补偿和实际加工提供技术支撑。

考虑非线性动力效应的精密机床主轴回转精度模拟

研究了在转速改变情况下,机床主轴系统回转精度的非线性、非平稳特性,并以此模拟了机床主轴系统中非线性动力效应对其主轴回转精度的影响,且建立了一种主轴动态回转几何精度与非线性动力学效应的作用范式.以机床主轴系统的转速参数变化非线性动力学特性的分岔参数,模拟了主轴回转系统轴心轨迹图、相图、分岔图、庞加莱图等.通过建立考虑主轴支承系统非线性影响因素的动力学方程,分析了主轴系统转速变化对系统动态特性的影响.仿真结果表明,随着转速增加,系统出现2个混沌响应区域,进入混沌的主要途径是倍周期分岔.从理论上证明了通过选择合理的主轴工作转速,可提高机床主轴回转系统的运行稳定性.