微细端铣削工件表面粗糙度的研究

实验研究了用小型数控铣床进行微槽形工件微细端铣削过程中,不同切削条件对工件表面粗糙度的影响。通过对每齿进给量、切削速度、切削深度及刀具直径取不同的值,设计并实施了一系列微槽形工件微细端铣削实验,确定每一因素对表面粗糙度定性、定量的影响特性,分析各因素间交互作用对表面粗糙度值的影响,并确定主要影响因素。根据工件表面粗糙度轨迹特征获悉,刀具跳动不仅影响微细端铣削零件的尺寸精度,同时对零件的表面粗糙度也会造成显著影响,减小刀具跳动对改善零件表面质量意义重大。

面向大型机床再制造的进给系统动态特性

大型机床进给系统的再制造必须考虑大型部件的空间分布特性对进给系统动态响应的影响。针对某大型铣齿机床,采用分布参数建模方法描述细长滚珠丝杠副的传递子系统,采用集中参数建模方法描述交流伺服驱动子系统和工作台驱动子系统,并通过转速关系将3个子系统耦合起来,形成进给系统的分布集中参数模型。通过理论模型仿真与试验结果比较,证明建立的分布集中参数模型符合物理系统的真实性,能够准确地描述大型机床进给系统的动态响应特性。在此基础上进一步讨论不同分布特性影响下,分布集中参数模型和单纯集中参数模型动态响应的变化,结果表明,两种模型的动态响应差异会随着系统惯量的变化而改变,这为大型机床进给系统的设计、控制提供了参考依据。

中间尺度零件微细铣削加工工艺

论述了中间尺度零件微细铣削加工关键使能技术，然后介绍了自行研制的小型精密数控徽细铣削系统，其定位精度可达1．53μm．最后开展机床加工工艺实验研究，采用直径0．2μm的端铣刀进行平面微细铣削加工，获得表面粗糙度值为215nm采用直径0．2μm的球头铣刀进行徽直槽加工，尺寸误差在1～2μm以内；并进行了微螺旋槽、微齿轮及微半球典型结构件的微细铣削加工实验．分析结果表明系统已经具备了对中间尺度三维微小零件的微细铣削加工能力．

航空整体结构件的高速切削加工

针对航空整体结构件的形状复杂、壁薄、体积大等结构特性和材料去除率高、难加工、易变形的工艺特征,结合高速切削加工的技术和经济优势的特点,分析和讨论了航空整体结构件高速切削加工过程中涉及到的刀具材料、切削参数、走刀策略和装夹方式等对加工质量和加工效率产生的影响。

基于温度积分方法的大型数控机床光栅定位热误差建模及实时补偿

为了提高大型数控机床的光栅定位精度,提出了基于热特性分析的光栅定位热误差建模理论及补偿方法.阐述了光栅受热膨胀产生热伸长从而导致定位偏差的机理,并对光栅定位误差产生的影响及表现形式进行了说明.建立了光栅热伸长量和温升量的线性关系表达式.在光栅尺上均匀布置多个温度传感器,实时采集光栅尺多点温度,通过插值运算,拟合出光栅尺各点的温度值.由于在机床运动过程中,光栅尺各点的温升量不尽相同,采用对光栅尺各点温升量积分的方法,求出光栅各点热伸长量,建立了光栅定位热误差模型.利用自主研发的数控机床误差补偿系统,应用光栅定位热误差模型,对落地镗床TK6920进行光栅尺定位热误差补偿.结果显示:光栅定位热误差模型对运动过程中的光栅定位误差进行准确的预测,补偿后残差控制在15μm以内,定位精度提升90%以上,显著提高了光栅的定位精度.

大型普通机床的数控改造

以一个14米普通重型车床的经济型数控改造项目为基础,介绍了大型设备数控改造项目中出现的一些实际问题的解决方法,包括机床机械部分的改造,数控选型,电气部分的设计,现场布线。还给出了一种大型机床控制信号长距离传输的解决方案。

基于保证大型数控机床装配精度的方法应用

装配精度最终决定数控机床本身的加工精度,对于小型数控机床而言,在装配过程进行相关检测,根据结果通过相应的改进和完善,就能比较容易地确保装配精度;而对于大型机床,受条件限制,在自检的基础上,必须借助精密仪器进行检测验证;对于关键点的精度要求,还要辅以专业软件进行分析,并对结果进行比较,择优选取,以确保设备的装配精度。

大型龙门机床的直线度误差建模及误差补偿

为减小大型龙门数控机床空间直线度误差,提高国产数控机床加工精度,提出基于B样条曲线的空间直线度误差模型及其补偿方法。使用激光干涉仪分别检测三轴龙门数控机床6个方向的直线度误差,应用B样条方法建立空间直线度误差数学模型.利用数控系统外部机械原点偏移功能,应用自主研发的误差实时补偿系统并依据基于B样条曲线的空间直线度误差数学模型,实现对大型龙门数控机床的空间直线度误差补偿.采用两轴联动补偿切削导轨面的方法进行试验,并与多项式模型和斜线插补模型进行对比,结果表明:B样条模型补偿后的导轨直线度最优,检测的导轨各方向直线度误差均减小90%以上,显著提高了大型龙门数控机床加工精度.

大型再制造机床运动结合部的热变形分析

在高速重载高精度机床切削过程中,多种热源的作用会使导轨运动结合部产生热变形,采用红外测温仪测定机床导轨面的温度分布,然后利用有限元软件ABAQUS,计算出结合部的热变形量,评估热变形对几何精度的影响,最后优化配置床身导轨结合部。结果表明:合理布置床身的导轨支撑,使得导轨运动结合部上的变形量得到抑制不致出现过大突变。因而必须考虑大型部件空间分布的温度场对机床结合部精度的影响,可为大型机床的再制造提供参考。

运动结合部的非线性对大型数控机床动力学特性的影响

为了提高大型数控机床的加工性能,从非线性动力学的角度考察运动结合部对机床动态特性的影响。针对某大型数控铣齿机床样机,建立包含运动结合部非线性的简化动力学模型,采用数值仿真算法求解模型的时域响应,通过快速傅里叶变换得到了关于动柔度的频域响应,并比较线性和非线性模型的响应差异,最后给出计算值和在机床样机上试验测量值的比较。结果表明,运动结合部的非线性显著影响了机床结构的共振行为和动柔度。

大型结构件孔内键槽铣削专用机床研制

本文介绍了大型结构件孔内键槽的加工方法及专用铣削机床。该机床可用于大型结构件通孔键槽的铣削 ,特别是对锥孔。

大型复合数控机床的研发现状与前景展望

随着我国航空、航天、船舶与海洋工程等大型装备制造业的发展,对大型复合数控机床的需求量不断增加。详细地分析了国外大型复合数控机床在研发技术上的优势,探讨了产品规格、加工功能和精度的现状与发展趋势。在深入总结国内大型复合数控机床研发现状的基础上,探究了在产品规格和可靠性方面的发展趋势。对大型复合数控机床研发过程中所涉及到的关键技术加以讨论,并展望该领域未来发展的前景,为大型复合数控机床产业的转型升级提供了一定的参考价值。

高端制造装备关键技术的科学问题

分析了高端制造装备的国家重大需求和面临的发展机遇,讨论了现阶段高端数控机床和极大规模集成电路制造装备研发的主要任务,通过分析这两类高端制造装备的研究现状与发展趋势,总结出了高性能运动控制、高速高精度驱动、装备与工艺动态交互作用、精密加工的环境控制四方面的关键科学问题。

数控机床的准闭环控制技术

针对以步进电机作为驱动电机的数控机床开环系统存在的一些问题 ,诸如伺服精度低、失步误差不能补偿等 ,文章提出了一种新的控制技术———准闭环控制。采用这种控制方式 ,可以获得类似闭环系统的控制精度和开环系统的稳定性。文章选用MCS -5 1单片机作为控制核心 ,直线光栅测量位移 ,在普通车床上建立了一种新型的准闭环控制系统。实践表明 ,该系统的控制精度高、稳定性好、性价比高。它适合于经济型数控机床 。

数控机床定位精度和重复定位精度的检验

数控机床定位精度和重复定位精度直接影响数控机床的切削加工精度,而且随着机床的不断使用和使用过程中相关影响因素的变动而改变。笔者提出了一种在生产实际中应用方便而且能够完全满足检验要求的定位精度和重复定位精度检验方法。该方法利用精密线纹尺和读数显微镜对数控机床的定位精度和重复定位精度进行检验。该方法比其它方法更实用,成本更低,使用更为简单和方便,非常适合在数控车间使用。

大型数控铣床转动轴联动误差信息获取方法

由于当前已有方法未能考虑大型数控铣床转动轴误差测试点的分布问题,导致误差信息获取准确率下降,耗时增加。为了有效解决上述问题,提出一种大型数控铣床转动轴联动误差信息获取方法。将大型数控铣床运动部件的误差元素划分两类,分别对直线运动部件和旋转运动部件的两类误差进行数学建模。同时研究大型数控铣床转动轴误差测试点的分布方案,使用基于随机概率的SOM神经网络分类算法对各个测试点进行优化。以此为基础,组建大型数控铣床转动轴联动误差信息获取模型,有效实现大型数控铣床转动轴联动误差信息获取。仿真实验结果表明,所提方法能够有效提升误差信息获取准确率,减少误差信息获取耗时。

加工大型零件的多功能机床设计

介绍了用于加工大型零件上孔、螺纹等要素所使用机床的设计、结构、传动计算、调整及机床的特点。

大型转盘轴承加工用组合机床研究

针对企业对大型转盘轴承的高效、高精加工要求,通过自主创新的途径,开展大型转盘轴承加工用组合机床的研究。重点攻克机床的总体结构设计、高速高精数控工艺技术及自动化加工数控程序、高速切削热传递及温度场控制、高速切削刀具等关键技术难题,开发一种大型转盘轴承加工用高精高速数控组合机床,为轴承零件的干式切削加工提供了快速生产手段,使加工效率大幅提升。该机床运用绿色节能设计理念,采取基于摄像头、加速度计检测技术的机床传动节能装置和智能化的能源管理系统以及最新的驱动和电机技术,可减少多达40%的能源消耗。

超行程模具的数控线切割加工工艺

叙述了模具整体尺寸大于机床工作行程时的数控线切割加工工艺,对各种型坯的超大模具从装夹、找正、移位、接刀等方面进行了介绍,为超大模具的数控线切割加工提供了有效的途径。

大型机床重载低速爬行现象机理分析与处理对策

大型机床因其工作特点常出现低速重载爬行、进给系统不稳定等现象。通过对大型机床进给系统机床爬行形成的机理分析、并应用动力学对进给系统建立数学建模,经理论分析找出了进给系统产生爬行的主要因素,指出了减少甚至消除了爬行现象的途径,通过采用多油腔的恒流静压技术对工作台导轨进行设计,并详细说明了计算方法,提高了进给系统的运行精度与稳定性。