铣车加工中心双驱进给系统静动态特性分析

以铣车复合加工中心双滚珠丝杠进给系统为研究对象,基于有限元方法对其进行静动态特性分析。建立了滚珠丝杠进给系统机械模型,对双驱进给系统提出了一种改进方案,通过静动态特性分析验证了改进方案。分析结果表明该改进方法能够有效的提高双驱进给系统的静动态特性,为双驱进给系统的合理使用和静动态特性的提高提供了可靠的理论依据。     

加工中心滚珠丝杠对流换热系数的研究

采用热成像仪对VMC立式加工中心滚珠丝杠进给系统温度场进行测量,对丝杠温度数据进行指数函数拟合,根据能量守恒原理进行建模分析计算,获得滚珠丝杠的热边界条件;利用有限元分析软件Workbench对加工中心滚珠丝杠的温度变化规律进行分析,结果与实验数据进行对比,验证滚珠丝杠对流换热系数计算模型的正确性;并修正利用传统经验公式计算得到的对流换热系数,为立式加工中心的热分析提供参考。     

基于磁流变阻尼器的滚珠丝杠进给系统主动抑振研究

针对滚珠丝杠进给系统轴向振动影响工件的加工质量和精度保持性的问题,将磁流变阻尼器应用于机床滚珠丝杠进给系统轴向抑振。设计磁流变阻尼器,进行磁流变阻尼器阻尼特性试验,采用最小二乘法和BP神经网络对阻尼力进行了辨识。建立带有磁流变阻尼器的机床滚珠丝杠进给系统单自由度振动模型,基于Runge-Kutta法计算了系统的动态响应。通过数值计算发现：阻尼器输入电流由零逐渐增大时,系统能够快速趋向于稳定;由幅频曲线可以看出,磁流变阻尼器抑制滚珠丝杠进给系统的振动是可行的。最后试验验证了磁流变阻尼器能够很好地抑制滚珠丝杠进给系统的振动。     

空心/实心滚珠丝杠机床伺服进给系统热特性分析

机床正向着高速高精度的方向发展,解决机床伺服进给系统在高速运行下产生的大量摩擦热及热变形,成为推进机床发展的突破口。提出采用通入冷却介质的空心滚珠丝杠来抑制温升从而控制热变形。先对轴承副和螺母副摩擦生热、热边界条件及滚珠丝杠变形进行理论计算,运用ANSYS分别对不同载荷不同转速下实心/空心滚珠丝杠的传热进行分析,再对空心/实心滚珠丝杠机床伺服进给系统变形进行分析,通过完整的仿真得出:通入冷却介质的空心滚珠丝杠伺服进给系统可以有效地抑制温升和热变形,为机床伺服进给系统的设计和研究提供理论依据。     

机床滚珠丝杠进给系统热误差研究现状与发展趋势

机床的热误差已成为影响机床工作性能的最主要因素之一,滚珠丝杠作为机床进给系统关键部件,其热变形直接影响着机床的加工精度。因此,对滚珠丝杠进行热误差控制与补偿十分重要。过去几十年里,国内外学者对滚珠丝杠进给系统热误差研究可以分成三部分内容:热特性研究,热误差建模和热误差补偿。先通过滚珠丝杠热特性分析获取必要的参数,然后以此为基础进行合理的热误差建模,最后进行热误差检测及其补偿。以此为脉络展开,分别探讨了三部分内容国内外的研究现状以及存在的优缺点,并对未来的研究趋势进行了展望。     

高速空心滚珠丝杠螺母副热特性的影响因素分析

滚珠丝杠作为机床伺服进给系统的重要元件,其热变形会降低伺服进给系统的定位精度,在机床高速化发展的过程中,滚珠丝杠热变形成为其发展的瓶颈,采用通有冷却介质的空心滚珠丝杠为解决这一问题提供了方法。空心滚珠丝杠定位精度受到以下因素影响:滚珠丝杠轴向载荷、转速、通入空心滚珠丝杠的冷却介质的种类、冷却介质流速以及空心滚珠丝杠内孔的大小,这些因素不仅影响空心滚珠丝杠的冷却效果,而且对空心滚珠丝杠的变形也有很大的影响。研究结果表明:轴向载荷和转速对温度影响较小;专业冷却油更适合用于滚珠丝杠的冷却,合理控制其温升和热变形;热变形和热-结构耦合的分析,给出了最佳内孔直径。为空心滚珠丝杠的设计及研究提供理论依据。     

镗铣加工中心进给系统热特性分析与实验研究

对于精密机床,随着制造水平的提高,削弱了几何误差对加工精度产生的影响,但机床进给系统的热变形对加工误差的影响越来越大,因此研究进给系统热特性具有深远的意义。以TX1600G数控镗铣加工中心铣削部分的进给系统为研究对象。首先,利用ANSYS建立进给系统的简化三维模型,通过施加移动热源来模拟实际的加工条件,得到滚珠丝杠在5m/min的转速下的温度场分布。再次,并设计滚珠丝杠温度场实验方案,开发了温度测量系统来实现温度场数据采集。最后,将实验结果与有限元结果进行对比,对仿真结果的可靠性和精度进行验证。同时为热误差模型建立,提供必要的数据支持。     

机床进给系统滚珠丝杠轴向非线性振动分析

将机床进给系统滚珠丝杠简化为Timoshenko梁,对滚珠丝杠进行受力分析,建立滚珠丝杠的运动微分方程。采用假设模态法,对运动微分方程进行化简,得到丝杠轴向振动方程,轴向振动方程满足Duffing方程形式,轴向振动具有非线性特征。利用MATLAB对Duffing方程进行数值仿真,研究丝杠长度、激振力和阻尼系数对振动的影响,得到轴向振动的相轨迹图和截面,分析轴向振动的稳定性和周期性。相图极限环封闭,轴向振动具有两个中心型奇点分布在原点两侧,奇点对振动具有吸引作用,使系统轴向振动在奇点附近达到稳定状态,Poincare截面显示轴向振动出现混沌运动、拟周期运动或周期运动,奇点位置随振动系统参数变化,但分布情况不变化。周期性随着激振频率和阻尼系数的增大而增强。试验验证了机床滚珠丝杠进给系统轴向振动存在混沌运动。为滚珠丝杠进给系统的动态特性分析和结构参数优化提供了一定的理论基础。     

多因素对双驱进给系统不同步误差影响

为研究立式加工中心双驱进给系统结构参数对双轴不同步误差影响规律,以立式加工中心KSMC1250双驱进给系统为研究对象,通过对双驱进给系统动力学分析,建立双驱进给系统不同步误差数学模型,该模型考虑丝杠导轨间距、摩擦等因素;建立动态仿真模型,分析双驱进给系统结构参数对双轴不同步误差的影响。结果表明,在数控机床双驱进给系统结构设计时,应尽量增大丝杠导轨间距,主轴箱部件重心的偏心参数尽量小,且减小主轴箱部件质量,以减小两轴不同步误差,从而提高数控机床加工精度。研究结果为数控机床双驱进给系统结构设计先进控制策略提供参考。     

龙门加工中心滚珠丝杠传动系统的温度场和热变形分析

龙门加工中心滚珠丝杠热变形是机床误差的重要原因之一.根据企业龙门加工中心丝杠传动系统的实际工作状态,建立了丝杠支座温度场和热变形的ANSYS分析模型.通过施加移动热载荷,在ANSYS中求解了丝杠的温度场和热变形,获得丝杠表面温度场分布趋势以及丝杠进给方向的热变形变化情况,在此基础上提出相应的改进建议,为机床优化设计和提高机床的加工精度提供了依据.     

VMC1240立式加工中心进给系统设计

加工中心的性能很大程度上取决于进给伺服系统的性能,因此研究和开发高性能的伺服进给系统,是加工中心设计成败的关键之一。详细分析了立式加工中心进给系统的设计方法和步骤,介绍加工中心伺服电机的选择与计算,对进给系统的精度和刚度进行了验算,保证了设计的可靠性。     

某型立式加工中心动态性能测试与优化分析

以某立式加工中心为研究对象,通过模态测试来分析该立式加工中心在动态性能上的薄弱点,并依据测试结论对该立式加工中心进行结构优化,最后对优化后的机床再次进行测试分析。测试结果证明此次优化效果显著,因此基于动态性能测试与优化的流程在立式加工中心的实际设计过程中具有重要的参考价值。     

滚珠丝杆进给系统的多自由度柔体建模研究

考虑滚珠丝杠进给系统的机电耦合特性,对系统结构进行分块细化,降低系统的耦合复杂度,提出了丝杠进给系统的分-总式建模方法。将滚珠丝杆系统作多自由度柔体处理,综合考虑系统的弯曲、扭转及沿丝杠轴向的变形,基于动力学理论,采用瞬时变分法,推导出滚珠丝杠进给系统动力学模型,分析得出基于系统结构柔性影响与丝杠轴弯曲剪切综合变形而引起的耦合影响,不同于以往滚珠丝杠进给系统集中质量模型(混合模型)下各向振动之间的耦合影响及振动方程。通过振动实验,借助主分量分析法验证了所建立的动力学模型的正确性,为后续的丝杠进给驱动系统的动力学分析提供研究依据。     

立式加工中心空间误差验证及补偿

为提高某立式加工中心整机加工精度,借助旋量理论建立完备立式加工中心空间误差模型,在此基础上实现机床空间误差有效补偿.以旋量理论为基础推导并建立机床刀具运动链与工件运动链运动学正解,分析机床21项几何误差原理,在考虑21项几何误差的基础上建立该立式加工中心完备空间误差模型;利用九线法完成各项几何误差辨识;基于旋量运动学正解求解机床运动学逆解后得出运动轴实际运动路径,并通过体对角线实验对比补偿前后的效果.结果表明:所提补偿方法补偿效果显著,验证了机床空间误差模型的准确性,实现了提高机床加工精度的目的.     

高加速度数控机床关键技术问题研究

本文以沈阳第一机床厂研制开发的CHH6125卧式车削中心为研究对象，对其部分关键技术问题进行研究；主要论述了影响机床加、减速度的主要因素，以及如何更好地提高机床进给加速度；并建立了机床系统的多刚体动力学模型并进行数字模拟仿真和实验验证。针对高速、高精度机床提出了提高机床进给加速度的一些措施，同时也为其它同类机床的研制开发提供一定的参考。     

空心滚珠丝杠在数控机床伺服进给系统中的应用

针对数控机床主轴和伺服传动系统的热误差阻碍进一步提高机床定位精度的问题,对数控机床伺服进给系统的热变形作了深入研究。结果表明:螺母摩擦和轴承摩擦是滚珠丝杠伺服进给系统的主要热源,其摩擦热量与滚珠丝杠转速及轴向载荷几乎成正比;采用空心丝杠和空心螺母有效抑制了滚珠丝杠在高速进给时的热变形量,减小伺服进给系统的稳态误差。     

DK9032数控外圆电熔爆磨削复合机床伺服进给系统设计

介绍了DK9032数控外圆电熔爆磨削复合机床伺服进给机构及其滚珠丝杠副、伺服电机、丝杠轴承的选择计算,并对伺服进给系统的综合刚度和传动精度进行了验算.经实际生产验证,该伺服进给系统能准确地实现伺服运动,满足加工过程要求的系统定位精度、响应速度及稳定性.