数控精密立式磨床空间误差建模及溯源分析

数控精密立式磨床在加工时具有变形量少、圆度更好的优点,广泛应用于机床行业中套筒类、盘类、环类、小型工作台等零件的磨削加工领域。与国外相比,国内机床行业在高端磨床领域存在着生产效率低、加工精度差等问题。以某型号数控精密立式磨床为研究对象,首先通过研究各关键部件之间的运动关系,得出相应的几何误差参数,运用多体系统理论建立了部件之间的变换矩阵,进而得到磨床的精密加工约束方程,从而建立磨床的空间几何误差模型。依据该空间误差模型,建立误差灵敏度模型,得到影响加工精度的关键误差项。最后针对关键误差项进行误差修复,完成对数控立式磨床加工精度的优化,可在立式磨床设计阶段提供一定的设计理论基础。

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。

基于柔性产品平台的产品族开发

为更好地应对多变的市场需求,引入柔性产品平台的概念。吸收模块化产品平台设计和基于可调节变量的产品平台设计方法的优点,建立了基于柔性产品平台的产品族开发设计流程。在设计过程中,首先通过划分市场网格,确定出产品的市场区段、产品变型及产品未来发展的部分不确定性,然后将不确定性中的部分可知的不确定性作为产品的发展趋势,以指导现有的产品设计。对与用户需求相关的未知的不确定性进行分析,找出与之相关的主要设计参数。通过参数向物理结构的映射,找出产品的核心柔性结构。提取公共元素和柔性元素,建立柔性化的产品平台,并在其基础上添加特有元素,从而派生出一系列的产品族。最后,以数控立式磨床产品族的开发为例验证了该方法的有效性。

主轴部件套类零件高精度立式磨床研制

在分析套类工件结构特点和技术要求基础上,以精度为目标,开展了立式复合磨削工艺路线设计及与之相适应的精密立式磨床研制。所研制的磨床其动态回转精度优于0.3μm的高刚度液体静压直驱式静压回转工作台和运动直线度优于0.2μm/200 mm的高刚度液体静压导轨很好地保证工件磨削圆度和母线直线度。研制的机床实现了内孔磨削圆度0.7μm,外圆磨削圆度优于0.45μm的磨削效果,能满足各种高精度主轴部件套类零件高精度磨削。

数控立式磨床关键部件结构设计及动态特性分析

高精度立式圆台磨床的动态特性直接影响到加工精度和精度稳定性。以某立式圆台磨床为研究对象,对整机动态特性进行现场测试和分析,得到其前几阶模态的模态参数,通过对模态频率、模态振型的分析,找到影响整机性能的关键薄弱环节。对磨床关键部件卧磨头支架和立柱进行了有限元分析和计算,利用方案比较法进行改进设计,提出了具体的结构改进措施。同时,研究了筋格尺寸对动态性能的影响。所得结论为磨床进一步的结构优化设计及动态性能的改善提供了依据。

高速数控磨床的横、纵向进给设计

为了提高机械产品的性能质量,发展高新技术,设计了高速数控磨床横纵向进给部分,以实现较高的制造精度。通过对现有机床的分析,对横纵向进给硬件进行了选择及设计,其纵向采用反应式步进电机,横向引入了直线电机进给单元;同时设计了该数控磨床的控制系统,使系统各个组成单元均受控于核心控制器PLC。最终,此数控磨床能够很好地实现零件表面的高速精密磨削。

超精密液体静压回转工作台研制

对某高精度立式磨床用回转工作台采用液体静压直驱转台总体技术方案以保证其良好的动态特性和回转精度;支承系统采用液体静压支承以获得高的承载能力、刚度以保证工艺系统刚性;针对转台高动态回转精度要求,考虑油膜误差均化,确定了其关键零件部件精度并采用手工研磨方式保证了其制造精度,实现了转台系统全转速范围内0.25 μm动态回转精度;针对电动机发热和油膜剪切发热,采用稀油大流量静压支承、止推上置电动机下置、电动机强冷等技术措施保证了回转工作台良好的热态特性,工作端热伸长小于4 μm。研制的静压回转工作台应用于立式磨床,实现了外圆内孔圆度0.45 μm的磨削精度。

航天用SiCp/Al复合材料ELID专用精密磨床的设计

高体积分数SiCp/Al复合材料属于难加工硬脆材料,机械加工表面缺陷较多,现将ELID精密磨削技术与立式磨床结构相结合,设计一台立式ELID精密磨削机床。不仅可以提高零件的表面质量和加工效率,而且可以实现SiCp/Al零件端面、外圆、内孔和螺纹等关键结合面的精密磨削加工。

高精度立式磨床热-结构耦合分析

在有限元法与热应力学分析的基础上,建立了高精度立式磨床整机有限元模型,计算了磨床在加工过程中整机热特性分析的边界条件。利用有限元分析软件ANSYS Workbench对整机进行热特性分析同时对主轴系统进行热-结构耦合分析,得到整机的温度场及对加工精度有主要影响的主轴热变形。分析了影响整机温度分布与主轴热变形的因素,对整机与主轴结构提出了一些热误差补偿建议,分析结果为磨床整机及主轴系统的进一步热特性优化设计及热误差补偿提供了一定的依据。

高精密立式磨床故障分析与优化措施

针对国产高速高精密磨床在使用时间故障频发、精度下降等可靠性问题。为增强国产高精密磨床的可靠性,提高其MTBF,增强的市场竞争力,对多台某型国产高精密磨床的故障数据进行了两年的跟踪记录。通过深入分析其在用户现场的故障数据,找出影响该型国产磨床整机可靠性的故障部位、模式及潜在的原因。并对分析结果进行了详细的统计,得出了该型国产磨床的薄弱环节。针对薄弱环节提出优化改进措施,并反馈给设计、制造、管理等部门,从而提高磨床的整机可靠性及市场竞争力。

航天用SiCp/Al复合材料ELID精密磨削磨床设计

SiCp/Al复合材料具有优异的力学性能和物理性能,在航空航天、汽车、电子、军事等领域被广泛应用。针对高体积分数SiCp/Al复合材料难加工的问题,采用ELID精密磨削技术与立式磨床结构设计相结合的方法,设计出一台ELID精密磨削机床。满足在一次装夹中对SiCp/Al零件外圆、内孔、端面和螺纹等关键结合面的精密磨削加工,从而保证零件的尺寸精度、位置精度和表面精度。文中着重介绍专机的设计思路、结构和磨削加工过程。

立式无筛饲料超微粉碎机的研发及质量检测分析

介绍了我国立式无筛饲料超微粉碎机的发展,简述立式无筛饲料超微粉碎机的组成、工作原理和优越性,分析质量检测及立式无筛饲料超微粉碎机技术的发展,展望制定行业标准的预期效果。

MK28250双磨头立式磨床控制系统的开发

结合MK28250磨床的结构特点和控制要求,进行了磨床控制系统软、硬件的开发。该磨床以西门子840D数控系统为中心,通过可编程控制器PLC使数控系统、电气控制系统、伺服系统协调统一工作,以实现数控加工。并结合加工工件的工艺特点,采用成组技术编制典型工件的NC加工通用程序。磨床运行及工件的检验结果表明:该控制系统稳定可靠、控制精度高。

精密数控立式球面磨床的设计与研究

根据阀门制造业高精度球阀球体型面加工要求,研制了精密数控立式球面磨床。介绍了新型机床的总体结构设计、磨头动力部件设计、专用夹具设计和自动对中数控功能设计等。

基于有限元分析法的立式精密磨床立柱优化设计

对2MK 1.25立式精密磨床进行了有限元分析,通过计算立式精密磨床立柱的静态、动态等相应数据,挖掘出该类型机床在工作状态下产生位移或形变的原因。通过数据计算和分析,得到了2MK 1.25立式精密磨床的最佳改进与优化方案。

大振幅变轨迹立式振动磨机研制

通过对超细粉体制备的工艺特点、破磨机理的分析 ,研究了应用振动理论设计的大振幅、变轨迹立式振动磨机的若干问题。本文的研究成果 。

Y42125改造为大型立式数控内孔磨床

机床经过改造适后应现有工艺要求,既可以降低设备投入,又可以充分发挥陈旧设备的作用。本文介绍了以老式大型剃齿机改造为数控立式内孔磨的成功范例。

西门子S7-200 PLC在立轴圆台平面磨床控制中的应用

介绍了用西门子S7-200 PLC对M7475型立轴圆台平面磨床控制系统进行的改造。利用PLC控制系统,可实现磨床启动、停止、砂轮转动、工作台移动和工作台转动,并且砂轮升降有手动和自动两种控制方式;提供过载、断相、零励磁和零电压保护;并可根据所吸工件的大小,灵活调节电磁吸盘的吸力。

基于Pro/E的双磨头立式内外圆磨床的优化设计

基于三维软件Pro/ENGINEER,建立了立式内外圆磨床整体几何模型与虚拟样机仿真模型。通过在Pro/E的子模块Pro/MECHANICA中对磨床进行结构优化分析,最终在减小磨床整体重量、降低生产成本的前提下,提高了磨床刚度和工件的磨削精度,满足了实际生产要求。

立轴磨床多轴加工进刀轨迹优化控制模型

对立轴磨床多轴加工进刀轨迹优化控制模型的设计,提高模型的加工精度,为评价数控立轴磨床多轴联动的误差补偿提供依据。传统的进刀轨迹优化控制模型采用稳态预测误差控制的控制算法,导致磨床进刀的交叉耦合轨迹预补偿误差较大。提出一种基于直线轨迹的轮廓误差补偿的立轴磨床多轴加工进刀轨迹优化控制模型。以CAD为预处理软件工具,对加工模具进行空间曲线生成实体模型,构建三维造型,进行立轴磨床的多轴加工进刀轨迹控制模型设计,正确地选择加工刀具,合理地设置切削参数,构建刀具进刀的时间控制轴。构建复杂的零件加工控制系统解耦得到两个独立的控制子系统,实现进刀轨迹三轴联动控制,构建立轴磨床多轴加工进刀轨迹控制系统的轮廓误差向量最小化目标函数,实现控制模型改进。仿真结果表明,该模型能有效提高加工精度,减小误差。