Research on the Dynamic Model of Spindle Rotation Induced Error Compensation System of Boring and its Simulation

In this paper we address the dynamics of compensation cutting process from both Laplace s frequency domain and the time domain of the first time, using the two computer aided analyzing softwares: MATLAB and SIMULINK. Theoretical analysis and simulation experiments firstly show that not only the systematical stiffness of workpiece, spindle and tools, but also the regenerated coefficient affects the compensation displacement effect. The results show that the SREC is practicable in reality to decease the spindle induced errors in many engineering applications such as hard boring through simulation and the preliminary experiment results.

卧式镗铣加工中心主轴部分设计研究

作为机床设计中一个较为核心的部件,卧式镗铣加工中心主轴的工作性能会直接影响到机床的性能,因此,在对其进行设计时,要考虑刚度、精度以及稳定性,回转精度等这些因素,还要考虑抗震和热变形等方面。通过以卧式镗铣加工中心主轴传动部分设计为例,详细阐述主轴的结构设计和它的理论计算,并通过机床样机进行测试,以验证主轴设计的合理性和计算过程的正确性。

数控镗铣床主轴装配设计新工艺

数控镗铣床主轴的装配设计是现代制造业中重要的一环。主轴的性能和精度直接影响到加工质量和效率。随着制造技术的不断发展和市场需求的提高,主轴装配设计也需要不断创新和改进。将介绍数控镗铣床主轴的基本原理和结构,分析目前主轴装配设计的常规方法,并指出主轴装配设计的新工艺,以满足高精度和高效率加工的需求。

基于粒子群算法与BP网络的机床主轴热误差建模

为了避免基于反向传播(BP)神经网络的主轴热误差模型精度低、通用性不强和收敛性较差等缺点,利用模糊聚类理论与相关分析法对温度变量进行优化,并且选取热敏感点以挖掘温度变量与热误差间的相关性,降低温度变量间的耦合性.利用粒子群优化算法(PSO)将预测输出与期望输出间误差平方和的倒数作为个体适应度函数,将个体头部分与身体部分的表现码分别映射为网络的隐含层节点数、权值和阈值,实现了对BP网络的拓扑结构的有效优化,通过跟踪个体极值和全局极值实现了粒子群个体速度与位置的更新.分别建立了基于BP和PSO-BP网络的热误差模型,以精密坐标镗床主轴为研究对象,采用五点法对高速主轴热误差进行测量.结果表明,PSO-BP模型可实现不同工况下主轴空间位姿状态的高精度预测,验证了测量及建模方法的有效性.

基于遗传算法及BP网络的主轴热误差建模

针对基于多输入多输出(MIMO)反向传播(BP)神经网络的热误差建模方法过度依赖于训练样本、通用性与收敛性较差的问题,利用灰色聚类分组与相关分析法对温度变量进行分组并提取热敏感点,利用遗传算法(GA)将预测输出与期望输出的误差绝对值和的倒数作为判断隐含层节点数的准则,对MIMO-BP网络的拓扑结构进行优化,设定输出层残差误差限,实现了网络阈值与权值的有效优化。建立了基于MIMOM-BP与GA-BP的主轴轴向热伸长与径向热倾角的热误差模型。以精密坐标镗床主轴为研究对象,采用五点法对热误差进行测量,验证了测量及建模方法的有效性,表明GA-BP模型可实现不同工况下主轴空间位姿状态的高精度预测,更适合作为热误差补偿模型。

HSK工具系统标准分析

分析了HSK工具系统DIN标准与ISO标准之间的主要差异及其对定位精度和联接刚度的影响。分析表明 ,按ISO标准制造的HSK工具系统性能更稳定 ,更适合重载加工 ;按DIN标准制造的HSK工具系统则更适合轻载。

主轴回转误差补偿机理和动力学模型研究

从补偿作用机理角度分析了主轴回转误差与加工系统之间的动态相互作用。在此基础上,着重从拉普拉斯频域和时间域分析了镗床主轴回转误差补偿切削系统的动力学特性。通过理论分析和仿真试验,得出有效补偿位移不仅受工件-主轴系统刚度和刀具刚度的影响,而且还受到切削参数,如切削重叠系数的影响。仿真和试验结果表明,SREC(主轴回转误差补偿)技术能有效地提高加工精度,在实际工程应用中是可行的。

大型数控落地铣镗床主轴箱设计研究

通过CAD建立了主轴箱结构的三维模型,采用ANSYS进行静态分析,获得了主轴箱在铣削刚度最弱时应变,根据计算结果以增强刚度为目的改进主轴箱的结构。有限元分析结果表明,改进后结构刚度符合设计要求,为实际设计生产提供了理论基础。

基于模糊聚类测点优化与向量机的坐标镗床热误差建模

为了研究电主轴系统热特性对机床精度的影响,建立了主轴轴向及径向热误差模型.以精密坐标镗床为对象,采用五点法对主轴热误差进行测量,并分析了转速对主轴热误差及温度场的影响规律.利用模糊聚类分析法对温度变量进行分组优化,选出对热误差敏感的温度变量,建立主轴轴向热伸长及径向热倾角的最小二乘支持向量机(LS-SVM)以及多元线性回归(MLRA)的综合热误差模型,并设定了预测优度评价标准.结果表明:模糊聚类分组法能有效降低温度变量间的多重共线性,并提高模型的稳定性;LS-SVM模型具备全局寻优的特点,可实现不同工况的高精度预测,预测精度可达90%,且比传统的MLRA模型有更好的通用性以及更强的泛化能力,可作为后期热误差的补偿模型.

精密主轴动态回转误差的实验研究

主轴系统的动态回转误差对精密机床的加工精度有重要影响,通过误差测试、查找误差源可进一步提高机床加工精度,同时为下一代的产品研发提供数据支持。对主轴回转误差的产生原因及不同形式回转误差对镗床各项加工性能的影响进行了讨论,采用可量化指标评定主轴动态回转误差。以某型号精密卧式坐标镗床主轴为实验测试对象,测试分析主轴系统的径向固定、旋转敏感度、轴向固定敏感度及倾斜敏感度等性能参数随转速的变化情况。结果表明:主轴的回转误差受转速的影响,在空载、高速运转状态下较明显,需根据实际零件加工精度需要,选择合适的加工速度。

精密主轴热变形误差的实验研究

主轴是机床的关键部件,其热变形误差是影响精密机床工作精度的主要因素之一。文章对镗床主轴的不同热变形误差形式及对加工精度的影响进行了讨论。依据ISO和ASME标准建立某型号精密卧式坐标镗床热变形误差的测试环境,采用高精度测试系统对其主轴进行温度和热变形误差的实验测试与分析。结果表明,主轴热变形误差严重影响机床加工精度,主轴转速影响其达到热平衡的时间及热误差大小,需采取有效措施对热变形误差进行补偿,优化热结构,进一步提高机床加工精度。

镗铣加工中心主轴箱热特性仿真及试验研究

对镗铣加工中心主轴箱进行三维建模,依据工况确定热源,计算得出热源发热量并作为热载荷,以计算得出的各换热面对流换热系数作为边界条件,对主轴箱温度场进行了模拟分析,得到温度场分布以及稳态、瞬态温度场变化规律。依据温度场模拟结果,进行了热-结构耦合分析得到主轴箱热变形。通过主轴箱温度测试实验对温度场模拟结果进行了验证,并对实验与仿真结果的误差进行了分析。研究结果为建立热特性分析模型以及热误差的补偿提供参考。

重型数控机床镗轴的疲劳寿命与可靠度分析

重型数控机床的关键部件可靠性直接影响到机床加工精度。对某公司所生产的TK6920型数控落地镗铣床的镗轴进行受力分析,并通过计算和有限元法验算了镗轴的刚度和强度以确保其均满足其设计要求。将分析结果导入有限元软件Hypermesh的疲劳寿命分析模块进行了镗轴疲劳寿命分析,并依据此结果确立镗轴可靠度。该方法对重型机床关键部件的可靠度分析具有一定的理论指导意义。

设定值切换功能在数控铣镗床平旋盘上的开发应用

设定值切换(Setpoint exchange)功能是西门子公司新开发的一项工艺功能,通过PLC条件调用,一套伺服电机及驱动装置在不同条件下能够分别激活不同的NC参数,实现一套伺服电机及驱动装置在不同条件下驱动不同的NC轴。文中基于数控铣镗床无电机式平旋盘功能附件特殊控制需求,应用西门子数控系统设定值切换功能实现镗轴与平旋盘滑块轴的切换,详细介绍了该功能的原理、电气匹配设定及程序控制开发方法。

减振镗杆动力学特性研究

针对进口与自制减振镗杆,基于模态试验,分析其动力学特性。实践结果表明,模态试验分析是深入了解减振镗杆在工作状态下动态特性的有效手段,所获得的数据可为自制镗杆的设计改进与结构优化提供支持,分析结果也可为设计相类似的减振镗杆提供参考。

落地铣镗床主轴系统优化研究

建立了落地铣镗床主轴系统的模型,研究主轴径向变形;对落地铣镗床主轴轴承寿命、主轴大齿轮对轴承刚度和主轴变形的影响进行分析,并对轴承配置进行了优化分析,为轴承组合方式的选用以及大齿轮支承的合理配置提供了依据。

TK6920DA重型数控落地铣镗床主轴-滑枕系统热态特性结构优化研究

针对TK6920DA重型数控落地铣镗床主轴-滑枕系统的热态特性展开研究,首先采用有限元法(FEM)建立了主轴-滑枕系统的热态特性有限元模型,通过分析该系统的热源并确定热边界条件,利用ANSYS软件对系统温度场与热变形场进行了数值仿真,获得了影响机床精度的关键部位。其次,分析了主轴前端轴承冷却套流量对系统热态特性的影响规律。最后,通过改进液压冷却方式和优化滑枕结构提高了主轴-滑枕系统的热态特性。为重型落地铣镗床结构优化设计和热变形误差补偿提供参考依据。

镗铣加工中心主轴减速箱热特性仿真与分析

对镗铣加工中心主轴减速箱进行三维建模,分析齿轮传动情况,通过计算齿轮热流密度以及轴承发热量得出热载荷,以计算所得各换热面的对流系数作为边界条件,求解主轴减速箱温度场,并进行热-结构耦合分析得到减速箱以及齿轮轴的热变形,与额定间隙进行比对,验证了主轴减速箱工作的可靠性。

W160HC落地镗床电气控制系统的改造

文章通过对W160HC落地镗床存在的问题进行具体调查和分析,提出了改造该机床的设计方案,并针对机床的实际使用情况重新进行了电气设计,将S7-300 PLC作为控制核心,完成了机床各坐标轴的控制,利用触摸屏实现机床各坐标轴的状态显示,并能实时进行机床状态报警,完成改造后该机床能够正常投入生产,操作方便、直观,实践证明具有较高的使用价值,该改造方法对工程技术人员具有一定的指导意义。

高精度卧式镗床主轴系统静动态性能分析

数控机床主轴部件静、动态刚度的优劣直接影响到机床整机加工精度等性能指标。针对某高精度卧式镗床的主轴系统模型提出了简化的等效方法;对主轴上的轴承刚度进行了计算,并对轴承的弹性模量进行了估算;运用有限元分析软件对主轴系统模型进行了静态强度和模态分析,预测了设计的主轴模型的性能,为主轴的进一步优化提供依据。