液体静压运动副的四轴联动精密加工机床结构设计

大口径平面、球面、非球面光学元件广泛应用于光刻机、高能激光器、高分相机等高端装备的光学系统中,尺寸大于400 mm×400 mm、表面轮廓精度均方根值(root mean square,RMS)优于1μm等技术指标是大口径光学元件在磨削加工阶段的目标精度要求。磨削工艺主要面临如何实现高平滑的表面轮廓加工以及控制亚表面损伤层深度等问题。根据已有的实验研究,磨削机床采用高精度的液体静压运动副,可以有效地提高光学元件抛光后表面轮廓的平滑程度以及降低亚表面损伤层的厚度。具备上述特性的高性能磨削机床国外对中国禁运,而国内尚无成熟的商品。因此,文章研制了一种采用液体静压运动副的四轴联动精密加工机床,分析了机床的主要构型,进行了机床主要运动部件的精度分配,完成了基于液体静压运动副的X/Y/Z/C四轴的设计方案,最后进行了光学元件磨削加工工艺实验,实现了380 mm×541 mm口径微晶玻璃磨削面形精度±0.471μm(RMS值)、表面粗糙度Ra0.3μm的加工目标。

机夹型叶根铣刀设计及自动检测技术

分析机夹型叶根精铣刀的设计方法,确定刀具刃口型线,通过UG建立刀体模型并进行加工程序模拟,通过NUMROTO软件进行3D模拟,查看模型是否与型线外形符合,测量和优化刀具角度,在无碰撞和干涉条件下对刀槽进行加工和测量。确定刀片装配位置、设计槽型的加工顺序,建立合适的刀具坐标系,采用CadLoadModel语句导入理论模型后进行元素分组,实现机器坐标系与模型坐标系的统一,检测表明,该设计方案满足使用要求,提高了叶片加工效率。该工艺对其他机夹型叶根铣刀的研究具有一定推广使用价值。

“三位一体”数字化制造实验平台设计与研究

为适应机械设计与制造的教育数字化转型发展要求,利用了互联网技术、反求设计、五轴数控加工、虚实结合技术以及现代机械设计方法等技术手段,设计了“三位一体”数字化实验平台,开发了数字化设计模块、数字化制造模块以及数字化检测模块,研究了复杂零件数字化制造过程的先进技术方法以及可行性和有效性,基于“三位一体”实验平台,使复杂叶轮优化设计后的等熵效率提升了0.7%,流量提高了3.92%,并改善了加工质量和制造效率,提高了五轴数控机床的使用精度。“三位一体”数字化制造实验平台的设计和研发为企事业单位和高等院校的教育数字化转型提供了理论基础和建设方案,有助于机械设计与制造行业创新复合型人才的培养。

并联机床——机床行业面临的机遇与挑战

并联机床是９０ 年代问世的新型数控加工装备，其研发使机床行业面临新的机遇与挑战。简要评述了并联机床的国内外发展现状和未来趋势，以及设计理论与关键技术的研究进展。结合样机设计与制造的实践经验，提出亟待解决的若干理论与技术问题，以及解决这些问题的可行途径。

数控机床检测元件故障诊断及维修实例

位置检测元件是数控机床的重要组成部分,检测元件采用直接或间接的方法将数控机床的执行机构或工作台等设备的速度和位移检测出来,并发出反馈信号,与数控系统发出的信号指令相比较,构成闭环(半闭环)系统和补偿执行机构的位置误差,从而提高数控机床加工精度。本文阐述了数控机床检测元件的日常维护及注意事项,通过长期实践总结积累了位置检测元件常见的故障及维修实例。

立式车铣复合数控机床关键部件的结构设计研究

详细阐述立式车铣复合数控机床及车铣复合加工技术的优点,研究分析了立式车铣复合数控机床工作台主轴部件、镗铣滑枕相关关键部件、工作台的恒流静压结构等关键部件的结构设计。

数控机床结构热性能分析与支撑部件拓扑优化设计

针对数控机床结构受热时,温度应力导致的机床微小变形,介绍使用ANSYS软件进行机床结构热性能分析模拟研究过程,其中包括机床连续区域的模型构建、网格划分、插值函数的构建、参数设置及边界约束的设置等等流程。通过实际机床案例进行机床支撑部位的拓扑优化设计研究,经实践证实,拓扑优化效果明显,整机结果令人满意。

机床产品部件的优化设计与分析

随着科学技术的进步和社会需求的变化,机床的设计理念和制造技术也在不断地发展,改变了传统的经验设计方法,由静态分析向动态分析、定性设计向定量设计、线性分析向非线性分析、可行性设计向最佳设计、手工计算向自动化计算过渡。本文详细分析了机床部件的设计及优化设计方法,在短时间内进行多个方案的比较,合理选择有关参数,以获得一个技术经济指标最佳的设计方案,实现机床产品部件的优化设计。

大兆瓦风机主轴轴承加工用高精五轴车磨复合机床关键技术研究

针对大兆瓦风机主轴轴承零件的加工需求,在参考国内外机床公司和科研机构先进技术的基础上,开展大兆瓦风机主轴轴承加工用高精五轴车磨复合机床关键技术研究。基于目前机床企业和科研机构的研究热点,分别对大兆瓦风机主轴轴承零件加工用高精车磨复合机床的结构设计、数控系统技术、机床床身和立柱结构件技术、大兆瓦风机主轴轴承磨削和车削技术进行了研究,为高精五轴车磨复合机床的可靠性提升与精度保持性提供技术支持,从而为提高大兆瓦风机主轴轴承零件的加工精度和质量可靠性提供技术支持。

大尺度构件重载高精加工机器人本体设计与性能提升关键技术

基于典型大尺度构件的移动机器人化加工需求背景与发展现状的总结与分析,提出了大工作空间、高刚度、高精度、重载、轻量化、高动态响应、大负载自重比的大尺度构件加工机器人本体的基本性能要求。围绕上述基本性能要求,从机器人本体构型与机构优化设计,高性能加工机器人专用控制器与加工机器人操作系统开发,加工机器人运动学参数动态标定及位姿误差实时预测与动态补偿,刚柔耦合多体动力学建模,机器人动力学控制及主动振动控制等方面,论证了重载高精度加工机器人本体的优化设计及机器人性能提升方法,并完成了大尺度构件加工机器人本体构型与机构的概念设计。大尺度构件加工机器人本体的创新设计与研制,可为航空航天等领域的典型大尺度构件提供高性能的超柔性机器人化加工系统,并有助于推动国产工业机器人关键性能的提升。

并联机床整机组合设计的实现方法研究

并联机床整机组合设计是并联机床数字化快速开发平台的一个重要组成部分 ,其主要任务是实现从简单的运动学模型到具有实际意义的机床模型的过渡。本文提出了自动完成并联机床组合设计的替换方法 ,建立了一个相对完整的整机组合设计理论体系 。

大构件龙门加工中心整体结构设计与模态分析

大构件龙门加工中心的动态特性是影响加工精度的重要因素。基于此,对动车大构件龙门加工中心进行结构设计和模态分析,获得其模态特性,为龙门加工中心设计和优化提供依据,提高大型构件龙门加工中心加工精度。

大型数控机床床身应力分布检测方法研究

针对大型数控机床床身应力场分布的检测问题,结合机床床身大体积、复杂结构的特点,提出了基于分布式应变片、适用于任意测点分布形式的床身应力分布预测算法。结合该算法,以数控滚轧车床床身安装为例,对应力分布预测算法进行了评估。结果表明,该方法能较好预测出床身应力分布状态。

大型机床工件的磨削表面粗糙度检测系统

针对大型机床加工工件粗糙度检测精度低的问题,提出一种高精度光学在线检测方法。依靠反射原理确定ADSP2126为核心的粗糙度检测方案,然后设计USB3. 0通信接口、高速内存和人机交互通道等外设硬件接口,并利用C语言开发图像采集和特征提取程序并固化到内存中,通过不同粗糙度产品和接触式对比检测进行粗糙度实验。实验表明系统可以在0. 01μm精度条件下实现快速响应,且测量误差小于±5%。结果验证了在大型加工机床上粗糙度在线检测系统可以进行实时快速响应。

微小型车铣加工刀具磨损量检测方法研究

在刀具磨损检测方面,以微小型车铣加工中小直径立铣刀磨损为研究对象,通过理论分析、实验分析等方法对微小型车铣加工过程中刀具磨损在位视觉检测系统、刀具磨损机理、刀具磨损建模及预测等进行了研究,同时基于实验设计对微小型车铣加工中刀具磨损与车铣工艺参数的作用关系进行了详细分析。

基于PCA统计量机床健康状况异常诊断

介绍了主元分析法的基本原理和概念以及基于主元分析法的异常检测和主元个数的选取方法。根据利用iSESOL云平台实际采集的数控机床体检数据,应用基于主元分析法的异常检测使用Q及T 2统计量的控制限对样本数据的异常状态进行判断,并对实验结果进行分析。分析结果表明:基于PCA统计量的异常检测具有一定的适用性和有效性。

大型工件检测装置控制系统及数据采集系统设计

大型工件在加工过程中存在难以避免的误差,误差超标将对后续的生产和加工过程产生无法弥补的影响。针对以上问题,设计了一种大型工件检测装置,并且针对其控制系统以及数据采集软件系统进行设计。多次测试结果表明:该装置的控制系统以及数据采集系统可以满足此装置采集数据的需求。

大型数控机床大件的设计

大型机床所承受的重力和切削载荷比一般机床大,而数控机床的工作精度指标又较普通机床高,因此对机床大件的设计要求也需要不断总结提高。

大型数控立式车床立柱的铸造工艺设计及生产实践

为了避免大型数控立式车床立柱产生冷隔、缩孔、缩松、气孔、裂纹等铸造缺陷,确保铸件性能和质量达到要求,根据机床立柱的结构特点和技术要求,以及企业生产实际,设计确定了合理的铸造工艺方案,包括造型材料及造型方式、分型面的选取、砂芯设计、浇注系统设计、冒口和冷铁设置,各类工艺参数、生产过程控制等。经生产验证,该铸件质量和性能满足技术要求,已批量生产。

电梯曳引机箱体轴承孔的工艺优化设计

电梯曳引机箱体零件的轴承孔在加工中因尺寸深度大、刀杆悬臂过长、加工振动大等问题,产生明显的表面振纹,造成加工质量不合格的现象。通过分析零件生产的工艺过程,排查了夹具、刀粒材料、刀具角度等影响因素,锁定振动源头,设计制作刀杆的支撑装置缩短刀杆悬臂尺寸,研究和优化箱体轴承孔的加工策略,有效地避免了加工中的振动情况,使产品生产的质量问题得到了很好地解决。