连接件非均匀面压结合部动态性能建模与分析

基于栓接结合面非均匀面压分布与分形接触理论,通过静力仿真获得了结合部非均匀面压的分布规律,建立了结合面的动态参数的动力学模型,并将结合面的动态参数换算为虚拟材料的弹性模量、切变模量及泊松比等材料属性参数。提出了考虑结合面非均匀面压影响的栓接结合部有限元模型,结合有限元分析获得栓接结合部的理论模态频率及振型。将理论与实验模态相比较,所提出的模型能够准确地描述机械结合部的固有频率及振型等动态特性,可应用于提高数控机床整机的动态性能建模分析准确性。     

滚动导轨结合面动态刚度的试验研究

直线滚动导轨是现代数控机床常用的功能部件,其结合面动态特性参数对数控机床的整机性能有非常重要的影响.在自主开发的滚动导轨结合面动态特性参数测试系统上,对各种类型的滚动导轨进行了参数识别实验,得到了滚动结合面的动态刚度,并分析了滚动体预压等级及类型,载荷,滑块长度等各种因素对动刚度的影响规律,为机床数字化设计制造提供了依据.试验结果表明:改变滚动体的类型及预压等级,增加滑块长度,提高载荷等措施都可以改善滚动结合面的动刚度.     

数控机床结合面参数实验识别及主结构动态优化

数控机床的复杂度较高,其中含有多个结合面,结合面可以分为固定结合面和动态结合面两种,为了能够让结合面的性能参数提高,要分析结合面性能之后对主结构优化。基于对数控机床结合面参数实验识别技术的分析,本文研究了当前数控机床中各类结合面的有限元模型,之后通过对薄弱点位置的确定,分析了主结构的动态优化方法。     

滚动导轨结合面动态特性参数识别实验研究

建立了识别滚动导轨结合面动态特性参数的测量模型。该测量模型将安装有滚动导轨的机构简化为单自由度系统,消除了基础位移对参数识别的影响。基于测量模型,研制了滚动导轨结合面动态特性参数测量装置。以施耐博格MRC45滚动导轨为实验对象,测量了其结合面动态特性参数,准确获得了法向和侧向动态刚度并分析了载荷变化对动态刚度的影响规律。     

Design of Dynamic Characteristic Testing System for Sliding Joint

以机床矩形滑动导轨为背景,基于单位面积垫块的结合面基础特性数据识别方法以及等效单自由度系统理论,设计了一套用于测试滑动状态结合面动态特性参数的机械装置和数据采集分析系统.运用Labview软件结合等效单自由度系统理论以及振动测试工具对机械装置进行扫频振动测试以获得结合面的单位面积刚度和阻尼.实验装置能够调节运动速度、结合面压力和接触材料以及润滑条件,测试滑动结合面在不同情况下的动态特性参数,获得完整的滑动结合面力学特性数据,为建立完整、实用的结合面特征参数库打下良好基础.     

滑动结合面动态特性测试系统设计

以机床矩形滑动导轨为背景,基于单位面积垫块的结合面基础特性数据识别方法以及等效单自由度系统理论,设计了一套用于测试滑动状态结合面动态特性参数的机械装置和数据采集分析系统。运用Labview软件结合等效单自由度系统理论以及振动测试工具对机械装置进行扫频振动测试以获得结合面的单位面积刚度和阻尼。实验装置能够调节运动速度、结合面压力和接触材料以及润滑条件,测试滑动结合面在不同情况下的动态特性参数,获得完整的滑动结合面力学特性数据,为建立完整、实用的结合面特征参数库打下良好基础。     

CK5116数控立式机床整机有限元分析

对CK5116数控机床的结构特点,在基于结合面基础特性参数的基础上建立了该机床整机有限元模型,使从图纸设计阶段就能对整机特性进行预测成为可能,并进行了静、动态特性分析,在此基础上找出了机床结构的薄弱环节,为机床结构的优化设计提供了技术支持。     

数控机床多能量源的动态能耗建模与仿真方法

机床能量消耗过程的评估和分析是机床能效优化研究的基础。现有研究提出的机床能耗模型主要是静态能耗模型,少数对机床动态性能耗的研究又主要集中在机床运行状态的动态性的建模,缺乏对机床能量源特别是数控机床多能量源的动态性能耗的研究。针对数控机床能量源多、加工任务及加工参数动态变化等特点,提出了一种数控机床多能量源的动态能耗建模与仿真方法。对数控机床能耗过程的动态性进行分析;在此基础上,结合面向对象着色赋时Petri网(Colored timed object-oriented Petri net,CTOPN)和虚拟部件方法建立数控机床多能量源动态能耗模型,其中CTOPN模型用于描述数控机床能耗过程机床和多能量源运行状态的动态特性,虚拟部件方法用于描述数控机床多能量源受加工参数影响的动态特性;通过CTOPN中"变迁"蕴含的信息来驱动虚拟部件模型实现对数控机床多能量源的动态能耗特性的建模。案例分析结果证明了该方法的可行性,上述模型可为数控机床动态能耗的预测、综合的能耗特性分析以及定量的能耗影响因素分析提供一种基础支持,具有较广阔的应用前景。     

数控机床误差补偿研究新方向——几何误差动态特性

明确了制约数控机床误差补偿难以取得理想效果的原因,指出应当进一步加大对机床动态特性的研究。在回顾对机床几何误差研究的基础上,分析了近年来研究趋势和发展方向,指出数控机床三个平行轴的几何误差动态特性是重要研究方向,这一研究的深入将为数控机床的动态误差补偿奠定基础,具有重要的理论和实践意义。     

BFPC固定结合面虚拟材料参数识别

为了准确识别玄武岩纤维树脂混凝土(Basalt fiber folymer concrete,BFPC)固定结合面虚拟材料参数,基于两自由度弹簧-阻尼动力学模型建立了BFPC固定结合面动态模型,在此基础上辅以实验测试方法确定了9组不同表面粗糙度和结合面压下的BFPC结合面动态特性参数.基于横观各向同性、赫兹接触理论和分形理论建立了BFPC结合面虚拟材料的动态特性参数数学模型,结合实验结果识别不同表面粗糙度和结合面压下的虚拟材料参数.通过对比含有BFPC结合面的组件模态振型和固有频率理论分析和有限元仿真分析结果,证明了BFPC结合面虚拟材料参数识别方法的正确性.     

利用数控设备进行在线测量的探讨

通过数控机床与三坐标测量机的对比，提出了利用数控机床进行复杂曲面测量的基本方法；重点分析了数控系统的结构，提出了不同系统的开发方向及一般数控系统的在线测量方案；最后总结了研究意义。     

Precision design for machine tool based on error prediction

Digitization precision analysis is an important tool to ensure the design precision of machine tool currently.The correlative research about precision modeling and analysis mainly focuses on the geometry precision and motion precision of machine tool,and the forming motion precision of workpiece surface.For the machine tool with complex forming motion,there is not accurate corresponding relationship between the existing criterion on precision design and the machining precision of workpiece.Therefore,a design scheme on machine tool precision based on error prediction is proposed,which is divided into two-stage digitization precision analysis crucially.The first stage aims at the technology system to complete the precision distribution and inspection from the workpiece to various component parts of technology system and achieve the total output precision of machine tool under the specified machining precision;the second stage aims at the machine tool system to complete the precision distribution and inspection from the output precision of machine tool to the machine tool components.This article serves YK3610 gear hobber as the example to describe the error model of two systems and basic application method,and the practical cutting precision of this machine tool achieves to 5-4-4 grade.The proposed method can provide reliable guidance to the precision design of machine tool with complex forming motion.     

Dynamic Accuracy Design Method of Ultra-precision Machine Tool

Ultra-precision machine tool is the most important physical tool to machining the workpiece with the frequency domain error requirement, in the design process of which the dynamic accuracy design(DAD) is indispensable and the related research is rarely available. In light of above reasons, a DAD method of ultra-precision machine tool is proposed in this paper, which is based on the frequency domain error allocation.The basic procedure and enabling knowledge of the DAD method is introduced. The application case of DAD method in the ultra-precision flycutting machine tool for KDP crystal machining is described to show the procedure detailedly. In this case, the KDP workpiece surface has the requirements in four different spatial frequency bands, and the emphasis for this study is put on the middle-frequency band with the PSD specifications. The results of the application case basically show the feasibility of the proposed DAD method. The DAD method of ultra-precision machine tool can effectively minimize the technical risk and improve the machining reliability of the designed machine tool. This paper will play an important role in the design and manufacture of new ultra-precision machine tool.     

空间自由曲面五轴联动数控加工

介绍了五轴数控机床的运动方式,阐述了空间自由曲面五轴联动数控加工中刀具路径规划的基本方法:参数线法、CC路径截面线法、CL路径截面线法、导动面法等。之后对五轴加工中刀具轴向规划进行了论述:垂直于表面方式、平行于表面方式、倾斜于表面方式。最后归纳总结了刀具干涉的检测与处理的方法,并分别说明了其优缺点和适应范围。     

机床误差对圆弧齿线圆柱齿轮齿面误差影响规律的理论研究

机床误差是导致圆弧齿线圆柱齿轮齿面误差的主要原因,研究机床误差与齿面误差之间的关系将为机床加工参数反求、齿面误差修正等提供理论依据。基于圆弧齿线圆柱齿轮成型原理建立了齿轮机床结构模型,建立了机床坐标系体系。通过齿坯和刀盘位置误差、刀具形状误差对机床整体误差进行描述,基于啮合原理推导了理想情况下和包含机床误差的齿面方程。研究了齿轮误差曲面计算方法,采用二阶近似曲面和齿面平均误差影响系数分析不同机床误差下误差曲面,研究机床误差对齿面误差的影响规律。通过实例分析了被加工齿轮几何参数不变时和变化时,机床误差对圆弧齿线圆柱齿轮凹齿面误差影响规律。     

机床的总体配置和结构设计(上)

首先从提高机床性能、重视生态环境和关注全生命周期的视角探讨未来机床设计的新方法和机床的结构配置.然后介绍了机床结构优化的基本方法和不同机床结构材料的特点,并从机床结构的质量、刚度和阻尼三者的关系描述了机床轻量化设计的设计流程和应用前景.最后对几种机床结构配置的创新案例进行了分析.     

Design,manufacture, and development of a novel automatic scraping machine

Scraping is a basic and key technique for high-precision machine tools. The accumulated tolerance from a machine tool can be eliminated by scraping. In general, the traditional scraping process is a time-consuming and tedious manual labor. To overcome these shortcomings, a novel automatic scraping machine with efficiency higher than manual scraping that comprise an automatic scraping mechanism, a three-dimensional (3-D) measurement system, a computer program, and a three-axis CNC machine tool has been developed in this study. The self-developed computer program is utilized to automatically determine the scraping location, depth, and pattern of the 3-D surface of a workpiece before scraping and then generate a set of NC codes which is sent to the machine tool to process the scraping motion. Three types of scraping pattern, namely, quadrate, triangular, and plover-shaped pattern, can be produced by the automatic scraping machine. The proposed 3-D measurement system and scraping mechanism can be utilized by the user to easily and precisely obtain, evaluate, and even control the scraping parameters of the workpiece to meet the demanded specifications for maintaining prolonged accuracy life of machine tools.     

数控加工的基本坐标系和对刀问题

数控加工中的对刀问题影响机械加工的各个方面。这里从介绍数控机床的基本坐标系出发，重点阐述了对刀的基本原理和方法以及常见数控机床对刀问题的处理。     

基于改进BP神经网络的机床基础部件可再制造性评价模型

为了利用样本数据准确完成机床基础部件可再制造性评价,提高机床基础部件可再制造性评价预测精度,提出一种采用模拟退火遗传算法优化BP神经网络的机床基础部件可再制造性评价模型。该评价模型以机床基础部件可再制造性经典评价模型评价结果为样本数据,建立机床基础部件可再制造性评价BP神经网络预测模型,采用模拟退火遗传算法优化BP神经网络模型,寻找更优初始网络权值、阈值,以提高收敛速度和避免局部收敛。以一台机床基础部件可再制造性评价为例,验证了基于模拟退火遗传算法优化的BP神经网络评价模型具有更好的预测精度。     

可重构机床及其关键技术

文章首先介绍了可重构机床的概念，讨论了它的基本特征和优点，接着论述了可重构机床的关键技术，最后对在我国发展可重构机床提出几点建议。