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。     

数控立式加工中心主轴热变形测试与建模研究

热误差是影响数控立式加工中心制造精度的主要因素,机床主轴热变形是机床热误差的主要来源。针对传统机床主轴热变形单因素建模的不足,测试了某立式加工中心在几种转速工况下的温升及Z轴热变形,对测试数据进行了分析与处理,作出了在几种工况下主轴热变形与时间的关系曲线。对主轴热变形做了二元线性回归分析建模,以及人工神经网络建模,通过对比这两种方法建模的误差,表明神经网络建模优于二元回归建模。     

数控立式加工中心主轴热变形实验测试与分析

在精密切削加工技术领域,机床发热变形是影响加工精度的主要因素。设计Labview数据采集软件以及Matlab数据分析软件;对某数控立式加工中心主轴热变形进行测试实验;分析影响主轴热变形的主要因素,即主轴转速、主轴温度对机床主轴热变形的影响;应用人工神经网络技术对热变形进行非线性建模;为精密机床热误差补偿提供技术支撑。     

150MD24Z7.5型电主轴动态误差和热变形实验研究

电主轴的动态误差和热变形是影响数控机床精度的重要指标,其对定位精度和工件表面加工质量的影响尤为显著。采用主轴误差分析仪,对150MD24Z7.5型主轴的各项动态误差及各方向的热变形量进行实验研究。通过试验结果数据分析,获得了主轴系统在不同转速下的同异步误差、热平衡时间及不同方向的热变形量等,为主轴动态误差补偿和热变形智能预测提供了准确的数据支撑。     

结合模态分析的VMC850E加工中心主轴动态误差研究

结合VMC850E加工中心的跟踪模态测试数据,对整机的有限元模型进行修正并进行模态分析,得到了整机模态分布表;考虑到现有测试方案中没有排除主轴热变形的影响,对现有方案进行改进,结合加工中心的模态分析,发现了影响主轴动态误差的主要原因:主轴轴承发热和共振。为主轴动态误差的减小和机床切削参数优化提供理论基础。     

立式加工中心主轴热误差的实验与分析

主轴是立式加工中心最精密最核心的零件之一。主轴内轴承长时间工作会产生大量的热能,导致主轴发生热变形,进而影响被加工零件的精度。以某型号高速钻铣立式加工中心主轴系统为研究对象,对主轴进行了热位移实验,得到了主轴的温度分布和X、Y、Z三方向的热变形位移,进而分析得出了主轴热位移对加工精度的影响,为主轴的热误差补偿提供了依据。     

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。     

高性能电主轴综合性能集成测试系统研制

采用直驱方式传动的电主轴传动链短,具有调速性能好和精度高的特点,在数控机床上得到普遍应用。传统电主轴性能检测偏重于静态特性,对动态特性关注度不足。以加工中心高性能电主轴为测试对象,搭建了综合性能测试平台。介绍了动态回转误差的评定和测试方法,获得了不同转速下电主轴径向和轴向的回转误差。采用在线均值滤波和离线无限冲击响应低通滤波分离电主轴回转误差和偏心量得到电主轴热变形,获得了同商业热效应测试仪器可比的测试精度。研制了基于电力测功机的调速负载特性测试系统,获得了电主轴的机械特性和电流曲线。利用模态试验系统获得了电主轴径向和轴向的频率特性曲线及对应的固有频率。     

车床主轴回转精度数字式单向测量法北大核心

车床主轴回转精度的测量是一项重要的测试课题。针对传统的测量方法需要使用基圆发生器,数据处理困难,测试结果难以在各车床间进行比较等问题,提出了利用数字式单向测量法对车床主轴回转误差进行动态测量。从分析回转误差的测试原理和误差性质出发,建立起回转误差的数学模型,利用信号分析的手段分离出基准球安装偏心误差,并通过计算机仿真对该数学模型及分离方法进行验证和分析。实验结果表明,采用本文的方法对C616主轴回转精度进行测量,其测量结果与DJ-HZ-1型机床回转精度测量分析仪的测量结果基本吻合。     

卧式加工中心主轴温度场预测与热误差分布

通过有限元与试验测试结合的方式,研究了加工中心主轴温度场和热误差分布规律。研究发现,卧式加工中心热变形与温度有较好的对应关系,主轴发热量增大引起主轴变形增大,主轴转子与轴承的摩擦生热是主轴系统高速转动时热量产生的主要原因。主轴热平衡时间大约90min左右,并且后轴承附近的温度最高,温升幅度最大。通过有限元方法进行热分析,可以在机床样机定型之前进行热对称结构设计,提前进行结构优化。     

卧式加工中心主轴系统温度场分布测试与研究

热变形对高端数控机床加工精度影响很大,而温度场分布不均匀是造成热误差的主要因素,因此对机床主轴系统温度场进行检测与研究就显得尤为重要。运用FLIR红外热像仪测温技术,对卧式加工中心主轴系统热测试初始状态和终点时温度场分布、温升变化规律进行了测试与研究。经研究发现,被测机床热态性能优异,主轴箱体温度场分布呈现出前高、中低、后高的分布状态,主轴箱体达到热平衡状态以后温度场一致性较好。研究工作为后续卧式加工中心主轴系统温度控制以及热变形补偿提供了有效的数据支持。     

龙门加工中心主轴系统的热态性能分析技术研究

龙门加工中心主轴系统热态特性是提升机床性能的一个关键问题。针对龙门加工中心主轴系统热态特性分析的需要,建立有限元分析模型,计算主轴轴承的发热量以及主轴系统各个表面的对流换热系数,利用ANSYS WORKBENCH对其温度场、热变形状况以及热-结构耦合问题进行了分析计算,得到了不同位置轴承对总热变形的影响以及不同转速条件下主轴系统的稳态热态性能。实验测试数据表明分析计算结果的准确性较高,可用于指导该型龙门加工中心主轴系统结构优化设计和热变形补偿。     

数控机床主轴热变形伪滞后研究及主轴热漂移在机实时补偿

为研究数控机床热变形规律,实现数控机床误差在机实时补偿,进行数控机床主轴热变形理论及试验分析,结果表明,数控机床主轴热变形与主轴温变在距热源约1/3位置存在近似线性关系,即主轴热变形存在伪滞后现象,这一结果为数控机床测温点优化布置及热误差鲁棒建模提供理论依据。为验证机床热变形伪滞后现象,对VM850加工中心主轴热漂移误差在机实时检测并建模,通过自主研发数控机床误差在线实时补偿系统对主轴热漂移误差进行实时补偿,经补偿,机床主轴热漂移误差减少90%以上,有效提高了数控机床主轴精度。     

龙门五轴机床检测关键技术研究

针对龙门五轴加工中心的基本结构及技术指标特点,归纳其产品检测的主要检测指标。提出了龙门五轴加工中心精度检测的基本要求,总结了几何精度检测、运动精度检测、定位精度和重复定位精度检测、工作精度检测、S件加工精度检测的检测方法。给出速度和加速度动态检测、机床模态检测的检测方法。分析了主轴静刚度检测、主轴热变形检测、S件切削振动检测的检测方法。     

数控加工中心的热变形研究

现代制造业的不断快速发展,对数控机床的加工精度提出了更高的要求。目前,影响数控系统加工精度稳定性的关键因素包括结构几何误差、热误差、伺服系统误差和切削力误差。大量研究表明,热误差是数控机床等精密加工机械的最大误差源。现通过建立数控机床变形的误差传递模型,在静态作用下对数控加工中心进行合理布点,利用光纤光栅传感器研究加工中心温度场分布规律,采用激光位移传感器得出主轴误差变形规律,进而总结出加工中心热变形及热误差的变化规律。     

侧挂式主轴系统热特性仿真分析

以昆明机床股份有限公司某型精密卧式加工中心的主轴及主轴箱为研究对象,采用有限元方法对不同工况下主轴及主轴箱的瞬态温度场和热变形进行了仿真计算,得到了相应的热误差,并分析了主轴转速和镗杆伸出长度对主轴系统热误差的影响。     

车磨复合机床主轴系统的温度场建模与仿真

影响现代高速机床加工精度的主要因素是热误差。机床主轴系统的热特性直接影响到机床的精度进而影响零部件精度,因此有必要对主轴系统进行热分析,了解其热特性,以便进一步分析和改进。车磨复合机床主轴回转系统结构设计及性能要求很高,应具有足够的强度、刚度、抗振性、韧性和抗疲劳性能。分析主轴热源,计算发热量,确定边界条件,利用有限元软件ANSYS建立了主轴系统的温度场模型并进行了数字模拟仿真,为类似主轴系统的热应力及热变形设计提供了参考。     

立式加工中心主轴动态误差的测试及研究

首先对主轴动态误差产生的原因进行了分析,采用API的SPN-300主轴动态误差分析仪对某立式加工中心的主轴径向平均误差和异步误差、轴向平均误差和异步误差、主轴最小径向间距等进行了测试,给出了主轴动态误差在不同转速下的3次测试结果;最后对测试结果进行了分析。     

镗铣加工中心主轴箱热特性仿真及试验研究

对镗铣加工中心主轴箱进行三维建模,依据工况确定热源,计算得出热源发热量并作为热载荷,以计算得出的各换热面对流换热系数作为边界条件,对主轴箱温度场进行了模拟分析,得到温度场分布以及稳态、瞬态温度场变化规律。依据温度场模拟结果,进行了热-结构耦合分析得到主轴箱热变形。通过主轴箱温度测试实验对温度场模拟结果进行了验证,并对实验与仿真结果的误差进行了分析。研究结果为建立热特性分析模型以及热误差的补偿提供参考。     

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.