减少机械加工精度误差的措施

1．机械加工产生误差的主要原因（1）主轴回转误差主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量。产生主轴径向回转误差的主要原因有：主轴几段轴颈的同轴度误差、轴承本身的各种误差、轴承之间的同轴度误差和主轴挠度等。适当提高主轴及箱体的制造精度,选用高精度的轴承,提高主轴部件的装配精度,对高速主轴部件进行平衡,对滚动轴承进行预紧等,均可提高机床主轴的回转精度。     

数控车床主轴热变形检测及回转精度评定

针对主轴回转热误差包含的多种误差分量,采用双向正交法测量了不同转速温度场下数控车床主轴热变形所引起的回转误差。以复向量描述主轴回转精度理论为基础,利用FFT误差分离方法,从传感器测得的信号中分离并去除检棒的安装偏心及热变形导致的回转中心的偏移量,从而得到精确的主轴回转热误差信息,进而评定数控机床主轴热变形对加工精度的影响。     

第三届上银优秀机械博士论文摘要选登

论文名称：高速主轴动平衡及其在线控制技术研究 论文作者：西安交通大学/章云 指导教师：梅雪松《研究领域：高速、高精度机电系统实现与控制;激光精密加工理论与方法;数控机床动态特性测试与分析》 高速主轴系统是高档数控机床的核心功能部件,由于装配工艺、变工况以及磨损等因素,主轴通常处于不平衡状态,而不平衡引起的主轴振动会直接影响加工质量,甚至导致主轴组件损坏。     

误差分离技术在主轴回转误差检测中的应用

针对采用静态检测手段对机床回转误差的检测精度不高,本文提出把误差分离技术用于机床主轴回转误差的检测,把工件的圆度误差从误差中分离出来,从而提高了机床回转误差的检测精度。     

基于三点法的主轴回转误差二次分离技术

为了提高主轴回转误差的检测精度。在原有的三点法检测对主轴回转误差和圆度误差分离的基础上,引入了振动的位移误差量,提出对主轴的回转误差量进行二次误差分离的思想,建立了基于三点法的主轴回转误差二次误差分离的数学模型。通过采用加速度传感器拾取振动的加速度信号。由此推导出振动位移误差信号。并将此误差信号从回转误差中去除。     

精密离心机主轴回转精度的仿真

首先给出了气体静压轴承承载能力及刚度随偏心量变化曲线;并在此基础上应用动力学仿真软件仿真了静不平衡、主轴铅垂度误差以及二者综合作用下的精密离心机主轴运动模式及其引起的径向回转误差和失准角。研究表明,当静不平衡与回转中心在同一水平面内时,精密离心机主轴做圆柱运动;静不平衡量存在轴向偏移或存在主轴铅垂度误差时,主轴做圆锥运动,并且失准角随静不平衡量和铅垂度误差增大而增大;二者综合作用时主轴做圆锥运动,引起的径向回转误差和失准角由二者共同决定。研究结果有助于验证前人对精密离心机主轴运动模式的理论分析,并计算不同工况下径向回转误差和失准角。     

两非正交传感器测量主轴回转精度的误差分离技术研究

提出非正交位置两传感器在线测量主轴回转精度的误差分离技术理论,可同时获得主轴回转误差和工件圆度误差的测量结果。本方法虽然存在原理误差,但具体实施时却有传感器调整容易、测试系统简单、成本低廉和便于测量等诸多优点。较现行三传感器更具有实用性、同时讨论了实际测量保证误差分离精度注意的几个问题。     

永磁同步型磨削电主轴运动精度分析

随着高档数控机床对主轴的运动精度的要求不断提高,研究永磁同步型磨削电主轴运行精度问题是十分必要的。在基于主轴振动误差和热分析的基础上,分别建立了径向误差运动、倾角误差运动和轴向误差运动数学模型。应用最小二乘法近似算法拟合主轴径向误差运动轨迹,然后对倾角运动误差进行建模,得到主轴回转轴线的倾斜角度。结合时域和频域信号分析方法,对轴向运动误差轨迹展开分析。为了实现一次测量主轴径向和轴向误差位移,并且获得主轴热误差,采用了典型的双标准球5-DOF测量主轴误差装置。通过国产某机床厂所研发永磁同步型磨削电主轴在试运行时主轴回转误差问题进行了实验。研究结果表明:当转速升高到最高转速,径向误差和轴向误差升高,离心力对主轴精度作用更加明显;当存在主轴偏心时,径向误差运动轨迹为逐渐由近似圆过渡到花瓣状态;双标准球五点法测试方法不仅可以判断电主轴制造存在的制造、装配等问题,并且该实验方法可应用于电主轴误差运动的实验,同时满足倾角误差、轴向误差运动和主轴温度变形的测试。     

基础装备制造及高档集成数控机床研究进展

为解决航空航天制造领域面临的关键问题以及提高机床行业的服务能力,机床行业提出建设航空航天制造领域高档数控机床创新能力平台。总结了创新平台的基础装备制造及高档数控机床的四个方面研究进展,包括电主轴单元技术（高速主轴刀柄刀具系统动力分析、数字化仿真和样机模态验证分析）、机床设计（直线轴进给系统刚柔耦合机电耦合动力学、多轴联动与高速五坐标混联加工装备、摆动/回转进给系统的机电耦合动力学模型验证分析、MTC1000镗铣磨复合加工中心结构创新设计）、机床控制（高速启停残留振动抑制技术验证分析）和机床验证（航空航天结构件高速加工现场的数据采集、映射与存储技术分析）。最后展望了基础装备制造和高档数控机床的发展方向。     

主轴回转误差测量技术研究现状

主轴回转误差是超精密领域的一个重要参数,准确测量主轴回转误差,对控制主轴运动、提高加工精度而言具有重要意义.介绍了主轴回转误差测量技术的研究现状.现有的主轴回转误差测量技术可以分为探针法、光学法、刻痕法,对探针法中常用的反转法、多点法、多步法进行了原理论述与误差分析.     

机床主轴径向回转误差的测试与研究

给出了一种主轴回转误差动态测量的误差分离方法,提出了一套主轴回转精度的动态测试系统.该系统由位移测试单元、采样时钟单元、数据采集卡、通用计算机及数据处理软件组成.该系统用于电主轴回转精度的实际测量,取得了良好效果.     

机床主轴运动误差的在线高精度测量

常规时域三点法误差分离技术可以在线测量机床主轴的回转运动误差，但初值问题是影响测量精确程度的主要因素。为此，作者提出了先使用频域法确定表面形状误差的误差初值，然后用时域三点法测量数控机床主轴运动误差的新方法。该方法有效地解决了限制时域三点法应用的初值问题，实验证实了该方法的正确性。     

静压气体轴承主轴系统回转误差的控制与补偿

为了提高主轴系统的回转精度,以数控机床静压气体轴承的主轴系统为研究对象,设计以静压气体轴承为主承载元件、主动磁轴承为辅助元件的主轴系统结构。对主轴回转误差的分离进行建模分析,利用主动磁轴承的可控性设计回转误差的控制和补偿方法,并用MATLAB仿真分析该方法对回转误差的补偿结果。结果表明,该主轴系统利用主动磁轴承(AMB)的可控性和静压气体轴承较高的回转精度,由磁轴承作为误差补偿机构,提高了主轴系统的回转精度。     

数控机床的试验分析技术研究

装备制造业是一个国家的综合国力和技术实力的体现,而数控机床作为工业母机是装备制造业的基础。数控机床的试验分析技术是衡量其性能的有效方法,同时,也为数控机床的设计、改进、升级提供了依据和支持。本文由浅入深的介绍并深入研究了几种数控机床性能测试分析方法,包括:直线轴定位/重复定位精度测试及分析、主轴温升及热偏移测试及分析、能耗测试及分析、主轴动态误差测试及分析、主轴动平衡测试及分析、整机动态特性(模态)测试及分析等。这些方法可以从不同指标角度分析数控机床的基本性能,为数控机床整体性能提升提供了很好的数据依据和支持。     

气体悬浮电主轴动态特性研究进展

在高效超精密加工中,气体悬浮电主轴存在电动机高速拖动能力衰减过快、电磁偏心激振、高次谐波激振和电动机定、转子发热严重以及主轴高速带来的温度效应和气流惯性效应等一系列技术难题.因此有必要对气体悬浮电主轴动态特性的影响因素进行系统分析和深入总结.分析气体悬浮电主轴的技术现状以及存在的问题:从轴承结构、气体流动形态、电磁偏心激振和不平衡响应等四个方面对电主轴稳定性的影响进行评述;综述轴承类型、轴承参数、表面粗糙度和轴颈倾斜对系统刚度的影响:阐述系统临界转速和电动机转速-力矩特性以及主轴高速带来的温度变化和气流惯性对主轴系统的影响;围绕主轴的回转精度,对主要因素、回转误差形成机理和精度测试与误差分离技术逐一评述;最后对气体悬浮电主轴技术的发展趋势进行预测和展望.     

关于机床主轴回转误差对加工精度的影响

简要介绍了机床主轴回转误差的概念及基本形式,分析了主轴回转误差对零件加工精度的影响.并结合生产、教学实际,对提高加工精度提出一些看法.     

基于RSM-NSGA-Ⅱ的主轴精度调控参数优化

数控机床主轴系统的性能直接影响其加工精度。热误差和回转误差作为主轴系统精度的两个关键指标,研究其多工况下误差变化规律与对应的调控参数优化方法对主轴系统精度的提升具有重要的应用价值。基于响应面(RSM)分析法,以获取的主轴系统热误差和回转误差数据为响应值,建立多工况下的主轴精度RSM模型,基于多目标遗传算法,研究多工况下的主轴系统调控参数优化方法,得到不同工况下的主轴系统最优运行参数,并在自主搭建的主轴精度调控实验台上进行了有效性验证。     

超精密空气静压主轴径向回转误差的测试研究

对超精密空气静压主轴回转误差测试过程中偏心的影响和作用原理进行了深入分析,指出了消除偏心时的一些误区,并提出了合适的偏心消除方法,设计了偏心调整装置,可使偏心调整到1 μm以下;采用两点法对圆度误差和回转误差进行分离,并用该方法直接测量圆度仪主轴的回转误差,得到了很好的效果,验证了测量原理.     

影响数控车床主轴精度因素的研究

以TND360型数控车床为例,将数控车床主轴瞬时回转轴线位置变动分为三种独立形式:纯轴向窜动Δs,纯径向平移ΔC.和纯角度摆动Δγ,以此确定主轴回转精度的评定指标.并对影响主轴精度的几种主要因素(如尺寸误差、形状误差、位置误差等)进行深入的探讨,综合考虑尺寸误差、形状和位置误差的影响,合理确定数控车床主轴的误差范围,为界定数控机床的加工精度范围提供了一种新的途径.     

主轴回转误差运动及其对齿轮加工精度的影响

本文对主轴回转误差运动的分类及其数学描述进行了较详细的介绍。并采用圆矢量函数方法分析了主轴回转误差运动对齿轮加工精度的影响。