轴交角误差对内齿轮刮齿加工精度的影响分析

针对内齿轮刮齿加工过程中,由于轴交角误差的存在而影响齿轮加工精度的问题,为了提高刮齿机的加工精度,首先建立了无进给、刀具进给和工件进给三种运动方式下刀具与工件之间的运动学模型;其次,通过分析不同轴交角误差方向下刀具和工件之间的相对运动关系,研究了内齿轮齿廓加工误差的产生机理;然后,通过建立多因素耦合关系模型,分析了不同轴交角误差方向对刮齿加工误差的影响程度,获得了最佳的轴向进给方式和轴交角误差方向;最后,通过样机试切实验验证了理论分析的有效性,样机满足6级加工精度要求。     

复杂曲面零件加工精度原位检测系统的残余误差补偿

复杂曲面零件数控加工后直接进行原位加工精度检测和误差补偿,是实现精密产品闭环制造模式的有效途径。原位检测系统的误差来源于测量系统误差和机床运动系统误差,经相关的误差分离与误差补偿后,仍存在较大的残余误差,影响检测精度及其推广应用。针对原位检测系统的检测精度问题,开展检测系统残余误差的回归建模与补偿研究,在机床几何误差、测头半径误差以及预行程等基本误差补偿的基础上,建立基于偏最小二乘回归分析算法的误差回归模型,实现曲面零件测点法矢方向的检测数据二次补偿。在算法实现的基础上,列举复杂曲面零件进行数控加工与在线检测的试验研究。试验结果表明,二次误差补偿方法可以进一步提高原位检测系统的检测精度。     

并联机床加工精度保障体制

文章对并联机床加工精度的保障系统进行了介绍,该系统涉及分辨率分析、复位位置保证、结构参数标定、工件坐标系建立、刀具长度检测、非线性误差控制、加工零件表面测量以及加工数据基准修正等多个环节,贯穿于机床的设计、制造、控制及加工产品检验等整个过程中.     

基于PLC的数控机床电气控制系统研究

数控机床在解决复杂、精密零件的加工方面起到了重要的作用,是具有典型机电一体化系统的数控机床。基于PLC的数控机床电气控制系统是数控技术发展的必然结果。PLC数控机床在应用中有很多优点,例如,电气控制系统通过采用工件自动夹紧、断刀检测和机械手自动换刀等实现了数控机床的自动化。本文探讨了加工中心的电气控制技术和设计方法,对确保机床的安全可靠,提高加工精度和生产率具有重要意义。     

基于几何误差源互补偿的机床公差设计及其应用

针对机床系统几何误差源的最终作用结果存在相互抵消的现象,提出了一种基于机床系统几何误差源相互补偿的机床公差设计方法。该方法以经济加工精度为初始成本界限,通过机床误差建模实现各个几何误差源公差到机床输出精度的映射;根据映射结果的量值和方向,有目的地调整几何误差源公差的量值和方向,使机床几何误差源在加工误差敏感方向上的抵消效果达到最好。以滚齿机YK3610为例,给出了该方法应用过程的基本步骤和关键环节。     

考虑热误差的双转台机床工艺误差谱预测方法

五轴数控机床的几何误差和热误差是影响工件加工精度的两个重要因素,对这些误差因素进行分析可以有效提高薄壁件工件的加工精度。本文首先基于齐次坐标变换法,建立了双转台五轴数控机床的旋转轴几何误差模型;然后基于对标准球进行在机接触测量,辩识得出两旋转轴的12项几何误差,这些误差考虑了两旋转轴之间的相互影响和其热误差的影响;最后分析五轴数控机床加工空间的几何误差场,在该加工空间内几何误差从中心到外侧逐渐增加,当A轴旋转角度增加时,误差的最大值也随之增加。与其它位置误差辨识方法相比,本方法的测量精度符合加工要求,测量时间只需要30 min。     

工件分特征下的五轴数控机床关键几何误差分析与补偿方法

提出了工件分特征下的五轴数控机床关键几何误差分析与补偿方法,将复杂工件进行特征分解,通过灵敏度分析辨识工件分特征下的关键几何误差并补偿,从而提高工件整体加工精度。以某一复杂工件为例,首先,将其分解为平面、斜面、圆柱和圆锥台四个典型特征;然后,基于灵敏度分析分别辨识出各典型特征对应的关键几何误差;最后,分特征地进行误差补偿。在AC双转台五轴数控机床上进行了实验验证,实验结果表明,辨识得到的关键几何误差灵敏度系数之和占比均大于90%,补偿后工件四个典型特征的加工精度提高了20%~30%。研究结果表明,所提方法能有效辨识不同工件分特征下的关键几何误差,从而提高复杂工件的加工精度。     

五轴数控机床几何误差建模方法研究

五轴数控机床是实现工件复杂表面精密加工的重要设备,而机床本身精度是保证加工精度的重要前提。以一台大型五轴数控加工机床为研究对象,分析各项误差,应用多体系统运动学理论,建立移动轴与旋转轴的几何误差数学模型,推导出刀具相对工件坐标系的位置与姿态误差表达式,为误差补偿提供精确数学模型,提高机床加工精度。     

用触发式测头实现牙掌在线检测

在SSK—U6035五轴加工中心上，利用触发式测头（英国雷尼绍的MP10工件测头）系统和相应的检测自动编程系统实现牙掌在线定位、测量、数据处理、误差校正控制和加工一体化，大大提高了加工中心利用率和工件加工精度，降低了废品率。同时增加了该机床的功能，提高了检测自动化的程度，并且为其他类型的工件检测提供了新的方法。     

基于“S”形加工样件的复合数控机床几何误差逆向追踪

基于对"S"形加工样件的复合机床误差影响溯源的研究,提出一种辨识影响加工缺陷最大的误差参数的方法。该方法将"S"形样件加工缺陷与复合数控机床成形运动综合考虑,采用三次B样条曲面对"S"形样件加工缺陷进行数学表征,并逆向推导出了"S"形样件加工缺陷处对应的刀具中心的实际位置,求解出了实际加工曲面到机床刀具的映射关系。同时利用多体系统误差分析理论建立了复合机床加工缺陷生成模型,并从机床角度求解出了缺陷处误差的表达方程。接着在"S"形样件缺陷产生的位置处,根据误差参数的敏感度及其实测值计算各项误差参数对加工缺陷的贡献并进行排序,确定对加工缺陷影响较大的5项误差参数。试验结果表明:该5项误差参数和全部误差参数同时作用下各点的误差进行差值比较,发现差值最大不超过±1.5μm,因此ε_(yC_1)、δ_z(B)、ε(C_1)、ε_x(C_1)、ε_(x_1C_1)是对加工缺陷影响较大的5项误差参数。     

基于敏感度分析的机床关键性几何误差源识别方法

零部件几何误差耦合而成的机床空间误差是影响其加工精度的主要原因,如何确定各零部件几何误差对加工精度的影响程度从而经济合理地分配机床零部件的几何精度是目前机床设计所面临的一个难题。基于多体系统理论,在敏感度分析的基础上提出一种识别关键性几何误差源参数的新方法。以一台四轴精密卧式加工中心为例,基于多体系统理论构建加工中心的精度模型,并利用矩阵微分法建立四轴数控机床误差敏感度分析的数学模型,通过计算与分析误差敏感度系数,最终识别出影响机床加工精度的关键性几何误差。计算和试验分析表明,该方法可以有效地识别出对机床综合空间误差影响较大的主要零部件几何误差因素,从而为合理经济地提高机床的精度提供重要的理论依据。     

基于高精度运动平台的误差模型构建与分析

机床误差补偿技术是提高机床精度的一种有效的方法。设计了一个用于微细电火花加工的三维精密运动平台设计,完成了平台搭建工作,根据三维大行程运动平台的几何特性,分析了机床存在的空间定位误差,运用齐次矩阵变换,完成了三维微细电火花加工运动平台的误差补偿理论分析,建立了相应的误差模型。计算机软、硬件技术的发展,误差补偿技术因其性价比高、可靠性好日益受到重视,通过合理的补偿,可使被加工零件的精度得到甚至超过数控加工机床本身的精度。     

高温合金薄壁盘复杂零件加工变形控制方法

薄壁盘由于材料刚性较差等原因难以确保零件加工精度，容易引起变形，对此，提出了高温合金薄壁盘复杂零件加工变形控制方法。分析零件加工过程中产生的变形因素，包括夹装方式、刀具性能参数、工件自身因素、机床定位精度不够以及温度控制不佳等；确立所有工序历史误差源集合，生成误差传递矩阵，构建变形误差源诊断模型；针对不同误差源，提出针对性控制方法，通过最小二乘多项式拟合算法计算让刀误差，并对其补偿；通过有限元分析法建立工件几何模型，设立刚度控制函数，弥补工件自身缺陷；针对机床定位精度和温度分别设计控制函数，实现零件加工变形的综合控制。实验结果表明，所提方法明显减少了零件加工变形现象，保证了切削力平稳，提高了零件质量。     

基于三维矢量链的机床误差模型及误差累积预测

进行误差建模与分析,可以为机床精度设计及误差补偿提供重要的依据。根据机床的拓扑结构特点,提出一种基于三维矢量链的机床空间误差模型。以单元误差的作用规律分析为基础,详细阐述了误差累积的规律及计算方法,并给出了应用示例。     

用于加工中心的在线工件自动测量系统

介绍一种可用于加工中心的在线工件自动测量系统的构成及功能。该系统采用新型触发式传感器 ,可使刀具刀尖自身作为测头测试工件加工尺寸。该系统可用于工件的装夹找正 ,也可对工件进行自动在线测量 ,并能根据测量结果对加工误差进行补偿以提高加工精度     

激光测量几何误差补偿算法

激光技术作为重要的测量手段,已经被广泛的应用到精密运动控制系统中。激光测量误差直接影响到运动控制系统的控制精度,其中阿贝与余弦误差等几何误差对激光测量精度影响显著,在精密运动控制中必须予以补偿与校正。以精密运动台多维激光测量模型为基础,介绍了阿贝与余弦误差产生原因。在不考虑激光干涉仪的加工和安装误差的情况下,推导了运动台存在倾斜角度下的阿贝与余弦误差计算模型,在此基础上给出了激光测量数据误差补偿模型,以实现测量数据的实时补偿与修正。算法已经成功应用在实例中,表明该算法的有效性与可靠性。     

一种可重构机床机械系统模块设计

根据可重构机床设计理念，通过对工件工艺特征进行辨认，制定、区分和组合出加工工序；利用旋量理论建立机床基本功能模块的运动学表达式，并在此基础上完成机床机械系统的运动功能模块建模；最后提出可重构机床样机的结构方案。     

一种新型非球面高效研磨方法的研究

针对目前非球面加工的难题，提出了一种利用弯曲成形法制作磨具来实现非球面高效研磨的新方法。阐述了弯曲成形法高效研磨的原理，建立了磨具弯曲成形的数学模型，分析了磨具成形的等距线误差。实验结果表明：采用弯曲成形法制作的磨具成形精度较高，面形精度达到微米级；采用该方法研磨非球面零件是可行的，能满足中等精度的非球面零件研磨加工要求；效率高、成本低，有很好的开发和应用前景。     

金属切削机床主轴运动误差影响的数学分析

在研究金属切削机床加工误差的基础上,针对机床主轴回转运动误差中的径向跳动误差、角度摆动误差和轴向窜动误差,以车床和镗床主轴为例,建立了主轴回转运动误差数学分析模型,从数学几何角度分别对上述主轴回运动城的加工精度影响结果进行了定量分析,并推导出了由此产生的各类加工几何误差不同的数学表达式。通过这些数学表达式可以定量地计算出机床主轴由于回转运动误差产生的加工几何误差数值。     

主轴热误差的数值建模分析

数控机床逐渐向高精度、高速度、精密化、智能化方向发展。机床的精度直接影响了工件的加工精度。以测量加工中心主轴系统的温度场和热误差数据为基础,采用五点法测量了加工中心主轴系统的温度场和热误差数据,用偏最小二乘回归方法建立了两者的多元线性回归模型,并对各个测温点的温度变化与主轴热误差之间的量化关系进行了定性研究。经研究分析,该模型具有较强的预测能力和较为理想的精度,可以满足加工中心热误差实时补偿的需要,也可作为机床设计和制造的参考依据。