数控插齿机质量优化方法研究

数控插齿机是加工圆柱齿轮的关键设备,其动态性能是影响齿轮加工精度、加工效率的关键因素,而固有频率是评价插齿机动态性能的关键指标之一。以三轴数控插齿机为研究对象,在整机模态分析的基础上,定义结构件质量关联的主要设计尺寸参数,通过正交试验设计,分别揭示包括床身、立柱、转台及主轴箱等在内的结构件质量对低阶固有频率的影响规律。以对低阶固有频率相对敏感的结构件主尺寸参数作为设计变量,采用多因素正交试验设计方法,揭示各结构件质量变化对整机低阶固有频率的影响规律。在此基础上,通过对灵敏结构件关键尺寸设计,在减轻结构件质量的情况下,可有效提高整机低阶固有频率。结果表明,数控插齿机原立柱质量对低阶固有频率影响最为敏感,在对其横向、纵向尺寸优化的基础上,可将低阶固有频率从原始设计的33.1 Hz提升至39.4 Hz,升幅达到19%,而立柱质量优化后从初始1693.8 kg减轻至1632.8 kg,总体降低了3.6%。所提出的结构件质量优化方法,对其他类型机床的结构优化设计具有普遍的指导意义。

面向正向设计的数控插齿机静刚度建模方法研究

整机末端静刚度对插齿机的静、动特性和加工精度具有重要影响。从正向设计的角度出发,在提出结构件及包含转台在内的功能部件静刚度特性表征方法的基础上,通过分析结构件/功能部件在切削力作用下的变形,获得结构件/部件实际变形矩阵,依据插齿机拓扑结构,建立插齿机静刚度解析数学模型,解决了末端静刚度指标与结构件/功能部件刚度特征间的映射关系建模问题。同时,为验证所建立解析模型的有效性,建立了插齿机有限元模型,对比分析了解析模型与有限元计算结果。所建立的解析刚度模型为开展整机静刚度正向设计提供了理论基础。

用数控方法将普通插齿机改造成斜齿插齿机

提出了采用数控差动插削斜齿轮的新方法,并据此对普通插齿机进行了加工斜齿轮的技术改造。从而为斜齿轮,小空刀槽人字齿轮的普及应用创造了有利条件。

数控插齿机的误差建模与误差补偿解耦

为提高数控插齿加工精度,需对其误差进行补偿。通过分析插齿机床的运动特点,建立了插齿机运动模型;基于机床误差运动学原理,推导出用齐次变换矩阵描述的刀具相对于工件的误差模型;基于小误差补偿运动假设和微分变换原理,对各轴运动副的误差补偿量与刀具相对于工件的位置及方向误差模型间存在的耦合关系进行了解耦,获得了影响插齿加工精度的各运动副位置或方向误差补偿量。

高速插齿机主轴静压支承流体仿真分析

应用有限元软件对高速插齿机主轴静压支承进行了流体仿真分析,计算出了油膜的承载能力、刚度以及流量。分析了静压支承中偏心率、径向间隙以及支承结构参数对油膜承载能力和刚度的影响,得出了油膜承载能力和刚度随这些因素变化的规律。

一种基于PLC的新型数控齿条插齿机

介绍了一种基于PLC的数控齿条插齿机 ,它采用了以可编程逻辑控制器为核心的数控系统 ,使用了三个数控轴 ,可实现圆周进给、径向进给和分齿运动的精确数字控制。文章对其机械结构。

基于FLUENT的插齿机主轴液压轴承静态特性研究

利用基于有限体积法的计算流体力学软件FLUENT对插齿机主轴液压轴承的流场进行三维数值仿真,计算出轴承的动静态承载能力、流量、油膜刚度,分析并得出了相关轴承结构参数对液压轴承静态特性的影响规律.结果表明:当主轴静止时,随着偏心率的增大,承载能力随之增大,静态刚度逐渐减小;低速旋转时,承载能力和刚度均随着偏心率的增大而增大;当主轴在高转速大偏心率时,存在动压效应,并且动压效应对承载能力的影响不可忽略.分析结果可以为静压轴承的设计和优化提供新的计算方法和参考依据.

数控插齿机驱动箱系统综合变形下齿轮承载能力分析

以某企业YK51160C数控插齿机驱动箱系统为对象,建立了包含扭转、弯曲和横向耦合振动的驱动箱系统力学模型,分析了驱动箱系统综合变形引起的齿轮啮合错位对齿轮齿面载荷分布情况的影响,采用Romax软件基于ISO6336-1～3:1996标准,在考虑系统变形引起齿轮啮合错位的情况下,对驱动箱系统中的圆柱齿轮进行齿轮承载能力分析。结果表明驱动箱系统中的圆柱齿轮的强度均满足要求,为YK51160C数控插齿机驱动箱系统的进一步分析、优化提供了参考。

基于TE检测与控制理论的插齿机分度精度提高方法研究

为提高数控插齿机YKD5132X3的分度精度,对插齿机的传动链进行传动误差检测。对数据进行分析后得知,分度误差主要误差源为工件工作台蜗轮副和刀架工作台蜗轮副。针对这两个误差源,使用课题组精化后的蜗轮母机对这两个蜗轮进行加工,并通过在线检测装置实现在线检测。蜗轮修正加工完成后,插齿机装配时,通过TE检测数据调整工件工作台蜗轮副的安装;替代了过去需要多次通过切齿后检测报告进行调整安装的方法,节省了安装时间并提高了安装精度。最后通过切齿验证,插齿机切齿精度由7级提升到了5级。

高速插齿机主传动机构的优化设计

研究高速插齿机主传动机构的优化设计,与常规插齿机的曲柄滑块机构相比,该优化设计的六杆传动机构插齿刀行程可调、工作速度平稳、急回特性好。

直流力矩电机在数控插齿机上的应用

由于对高精高速数控插齿技术的要求逐步增强,需要对原有的数控插齿机进行一些改造使其在技术和经济上都能适应新的需求。从数控插齿机的动力部分入手,将直流力矩电机应用于数控插齿机,讨论了其在技术上和经济上的可行性,并分析了选型流程。结果表明:使用直流力矩电机驱动数控插齿机在技术和经济上都具有很高的可行性,为提高数控插齿机加工精度与效率开辟了一条新的思路。

插齿机的优化设计和仿真研究

分析了插齿机主传动机构的相对位置,以机构运动学为理论基础,求取影响运动特性的各个参数。应用虚拟样机软件MSC.ADAMS建立了插齿机主传动机构的虚拟样机模型,并对该机构进行了运动仿真,同时根据插齿机的主运动具有等速切削、急速返回的特点对机构做了优化设计,从而达到提高机床加工精度和效率的目的。

插齿机运动曲线的研究

提出了具有急回效应的插齿机的运动曲线，依据此曲线设计传动机构，可使插齿机往复冲程速率提高１．５倍。

基于有限元的插齿机立柱结构的静动态特性分析

基于Pro/E建立插齿机立柱的三维模型,并利用igs中性文件的方式将该模型导入HyperWorks,对立柱进行了结构静、动态有限元分析,获得立柱静态应力及变形数据、前5阶模态的固有频率和振型。根据分析结果,为插齿机立柱的设计与改进提供了理论依据。

高速插齿机静压主轴实验设计

根据高速插齿机静压主轴结构,设计出一套实验装置,进行静压支承的承载能力、润滑油压力、油膜厚度以及润滑油流量的测量。通过承载能力及油膜厚度结果,可以推算出支承的油膜刚度,通过实验验证仿真的准确性。

基于虚拟样机的数控插齿机减速箱动力学分析

针对数控插齿机减速箱在工作时会产生振动现象,采用虚拟样机技术对数控插齿机减速箱系统分别进行了输入转速、外负载转矩不平稳激励下的动力学仿真分析,得到减速箱的各传动轴的转速及各啮合齿轮所受啮合力随时间变化曲线。分析两种情况下的仿真结果表明减速箱系统从输入到输出过程中各零部件振动强度逐渐增大,且减速箱系统在输入转速不平稳激励下产生振动的强度大于在外负载转矩不平稳激励下产生振动的强度。

考虑关节间隙的插齿机主传动机构动态特性

针对插齿机的工作要求,设计了双曲柄-曲柄滑块机构为插齿机的主传动机构。建立了双曲柄-曲柄滑块机构的含关节间隙多体动力学的模型,并进行了运动仿真。研究了不同大小的关节间隙、不同位置关节间隙对滑块运动特性的影响。研究结果表明:同一关节处,随着间隙的增加,工作行程滑块的速度特性变差,但是滑块位移曲线不变;在不同关节施加同样大小的间隙,滑块的位移与速度均受到影响;关节E处的间隙会使得滑块速度波动幅值最大,同时会增加滑块行程,使得滑块回程时的最大速度滞后,但数值会增加。研究结果可对插齿机主传动机构的开发提供参考。

基于STD总线的非圆齿轮插齿机柔性数控系统

根据开放性的体系结构设计思想,开发出基于STD总线的多CPU主从式结构的插齿机数控系统,并介绍了该系统的组成、实现及关键技术。该系统可实现多种非圆齿轮的在线编程、仿真、实时加工与动态跟踪显示。

大型数控插齿机在机测量软件开发(英文)

根据大型数控插齿机的加工原理,研究了大型插齿机在机测量的标定原理、测量原理,并在此基础上开发出一套在机测量软件。将软件嵌入天津第一机床总厂的YKW51250大型数控插齿机中,通过实验验证了软件算法的正确性以及软件的可靠性。

高速插齿机主运动静压导轨的设计

在介绍静压导轨工作原理的基础上,借鉴花键传递扭矩的结构,将内、外导轨设计成花键结构,并介绍其参数计算和油路设计。计算结果:表明应用静压理论设计的静压导轨,在承载能力上满足工况要求,具有较高的传动刚度。