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。

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。

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。

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。

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。

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。

斜齿数控插齿机插削机构的设计及运动学分析

针对国内研发的以曲柄滑块为主传动插削机构的数控插齿机,通过对比曲柄滑块机构和双曲柄—曲柄滑块两种机构的运动曲线,指出了数控插齿机主传动机构设计的方向,着重详细推导了附加转动机构的运动方程,为新型主传动机构数控插齿机的数字控制提供了技术支持。

基于ADAMS的数控插齿机加工精度研究

根据数控电子导套插齿机的结构特点,从齿轮侧隙对插削加工斜齿轮精度的影响角度出发,利用ADAMS软件对插削过程中齿轮侧隙的变化情况进行了分析,提出了转速变化影响侧隙位置的概念,并详细阐述了当插齿机转速变化时齿轮侧隙与加工精度的关系。

大型数控插齿机液压主驱动系统设计及分析

针对提高大型插齿机的切削力、切削长度、切削速度及切削稳定性的需求,介绍了数控插齿机液压主驱动系统设计及改进方法。以数控插齿机主驱动功能需求为目标,提出了冲程长度、最大切削力、切削速度及功能需求等前提条件;以数控插齿机的液压主驱动系统为设计对象,有针对性地计算出了液压主驱动系统的液压缸、液压泵、主电机、伺服比例阀等主要元件的功能参数,并选择了相应的元件型号;进一步设计了液压原理图;总结调试运行中出现的断电上顶等问题,提出了可行的改进方案。该液压主驱动系统已成功应用于数控插齿机。液压主驱动系统的设计试验成功,为大型插齿机和中小型深孔插齿机的发展奠定了新的理论和实践基础。

基于Romax的数控插齿机驱动箱轴的力学分析

驱动箱传动系统作为数控插齿机的关键系统,其工作性能对整机性能有着至关重要的影响.本文基于Romax设计分析软件,建立了驱动箱传动系统的虚拟样机,并根据实际情况添加相关约束,在不同载荷工况下进行仿真.研究结果表明该数控插齿机驱动箱传动系统所用轴满足力学要求,同时为数控插齿机驱动箱传动系统后续设计和优化提供了理论依据.

数控插齿机加工误差探讨

重点介绍数控插齿机加工误差产生的原因现象,分析误差产生的原因,采取适当措施,减小数控插齿机的加工误差,提高数控插齿机的加工精度,以便为后期的技术攻关指明方向。

数控插齿机NUM数控系统的安装调试

NUM开发了专门用于齿轮加工的数控系统,介绍了数控插齿机的工作原理及控制特点,重点介绍了NUM数控系统的安装与检测调试及其技术难点,简要指出了安装和调试中应注意的有关事项,可供类似数控设备的安装调试提供参考。

齿轮啮合侧隙对数控插齿机加工精度的影响

根据数控电子导套插齿机的结构特点,从齿轮侧隙对插削加工斜齿轮精度的影响角度出发,利用虚拟样机技术对插削过程中齿轮侧隙的变化情况进行分析,提出转速变化影响侧隙位置的概念,并详细阐述了当插齿机转速变化时齿轮侧隙与加工精度的关系。

考虑运动误差的数控插齿机插齿啮合分析

以多体系统理论为基础 ,根据数控插齿机运动的实际情况 ,在考虑了由于制造、安装、运动控制不精确以及其它原因引起的初始位置误差等因素后 ,对数控插齿机的插齿啮合进行了分析 ,推导出包含误差在内的工件齿面方程 。

数控插齿机床身三维拓扑优化研究

以数控插齿机床身的整体柔度最小为优化目标,以三维有限单元的相对密度为设计变量,构建了基于固体各向同性材料插值方法的三维结构拓扑优化数学模型,并采用优化准则法进行设计变量的迭代更新,通过在载荷作用下床身结构的拓扑优化设计,得到了床身材料在设计域内的最优分布.根据最优分布重构床身几何模型,通过比较原结构模型和重构结构模型的静力学分析结果,验证了文中方法的正确性和有效性.

数控插齿机热误差模块化稳健性预测模型建立

针对数控插齿机固有的主轴进给系统结构带来的传动间隙引起波动性热变形建模预测精度不高的问题,提出一种基于均值平滑处理波动的模块化建模方法。利用模糊聚类结合灰色关联度方法和多元线性回归对该机床主轴x、y向分别建立热误差补偿模型,并计算预测残余值在不同分布范围的概率。结果表明:与传统热误差建模方法相比,模块化预测残余值在不同范围的分布较均匀,稳健性得到了有效提升,为热误差模块化建模方法提供了参考。

基于GA-BP神经网络的数控插齿机热误差建模

热误差作为影响数控插齿机加工精度的重要因素之一,而目前有关插齿机的热误差补偿相关资料欠缺。提出基于GA-BP神经网络的机床热误差优化建模方法,针对插齿机减少其热误差,提高加工精度。针对神经网络算法较多,但补偿效果仍存差距,因此比较了遗传算法(GA)和BP神经网络算法,介绍GA-BP神经网络模型的具体步骤,以YKS5132DX3型数控插齿机为实验对象,获得了敏感点温度和主轴X、Y方向的热误差值,在此基础上,建立BP神经网络热误差预测模型和GA-BP网络热误差优化模型。实验结果表明:与BP神经网络热误差模型相比,GA-BP神经网络热误差模型的预测精度更高,残差变化幅度较平稳,稳健性强。

YKS5132J数控插齿机特殊控制功能的设计与实现

为了满足客户提出的YKS5132J数控插齿机特有的电气控制功能,对客户提出的特殊控制需求进行了详尽的分析与研究,通过在通用机床基础上增加SMC旋转气缸、特制的自动循环手拨开关、防止误操作的安全光幕、自动控制气流的气动电磁阀、传感器检测接近开关等零部件,并更改部分电气控制设计流程,修改西门子808D数控系统机床数据参数,增加PLC代码以及优化加工代码等,完成了设计要求,实现了客户所提出的功能需求。

基于正交试验的数控插齿机驱动箱轻量化设计

基于正交试验的方法对某型号数控插齿机驱动箱进行轻量化设计。确定以驱动箱传动系统中输入轴、中间轴各轴段的直径和一对啮合直齿轮的齿宽系数为设计参数,在满足各零部件强度要求下以体积最小为优化目标。在对轴及齿轮强度校核时运用了动力学分析软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS相结合的方法,通过对试验结果进行极差分析表明:中间轴直径参数对驱动箱体积变化影响最明显,选取了一组最优化组合参数来设计驱动箱。