基于全微分法原理的工件定位误差的计算

首先分析了定位误差的基本性质,然后讨论了定位误差的两种计算方法,最后结合实例应用全微分法和矢量合成法分别对工件的定位误差进行了分析计算。通过对比表明全微分法是解决工件定位误差计算的一种有效而实用的方法,且思路清晰,为工件定位误差的计算提供了一种新的解决途径。     

空间相机反射镜镜面面形处理

镜面面形误差是空间相机反射镜的重要指标之一,对空间相机反射镜结构的设计及优化具有重要的指导意义。为分析空间相机反射镜在各种工况下的面形误差情况,以球面镜为例,对镜面面形误差的计算方法进行了研究。采用三种不同的球面拟合方法对变形后的反射镜镜面进行球面拟合,并计算得变形后反射镜镜面面形误差的RMS值和PV值。最后,通过计算实例对三种面形误差计算方法进行了比较,结果表明三种计算方法精度均满足空间相机反射镜镜面面形误差计算精度要求(优于1nm),综合考虑计算精度及效率,高斯-牛顿法为最佳计算方法。     

平面滑动闸门在不同结构体系下的静力计算分析方法

传统的闸门设计基于平面结构体系,通过简化受力模型对各个构件进行计算,并未考虑构件间的变形协调关系;实际的闸门为空间结构体系,各个几何构件之间相互协调,受力更加复杂。通过对平面体系和空间体系计算原理的分析论述,建立了一种平面滑动闸门在不同结构体系下的静力计算分析模型,通过典型工程实例,基于平面体系计算方法和空间体系计算方法对闸门强度、刚度进行校核计算。结果显示,两种结构体系下,主梁前翼缘正应力和面板折算应力误差较大。最后通过假设,并利用对假设进行验证表明:平面体系计算中,由于主梁的应力计算没有考虑水平次梁的参与,导致主梁前翼缘正应力误差较大,进而引起面板折算应力误差较大。同时,对于其它构件误差也进行了误差分析,提出了一定的要求,为设计人员设计类似闸门和改进平面计算方法提供了参考。     

齿轮传递误差计算的分析

齿轮传动系统是精密传动机械的重要组成部分,齿轮传动误差对其精密性有着重要影响.在阗述引起齿轮传动误差的原因和齿轮传动误差的综合方法的基础上,研究了齿轮系统传动误差计算中的几种主要计算方法(绝对值法、概率法和蒙特卡洛法)在计算齿轮传动误差中的优劣,最后结合冲槽机的二级传动齿轮对上述三种方法进行了对比计算,通过计算结果可以...     

《机械制造工艺学》中定位误差分析与计算方法探讨

定位误差计算是<机械制造工艺学>中教学的重点和难点,文中初步分析了计算定位误差的原因和定位误差的本质,讨论了几种典型定位方式的定位误差,并结合具体的实例,对计算定位误差的三种方法:定义法、合成法、微分法分别进行了阐述,为正确选择定位误差的计算方法提供了依据.     

液体静压主轴回转误差的形成机理研究

液体静压主轴是精密、超精密机床的核心功能部件,虽然已在工程领域获得广泛应用,但其回转误差的形成机理长期以来并不明确。利用现有的静压主轴计算模型,难以对主轴从静平衡位置到动态回转误差轨迹的过渡过程进行定量精确的计算和仿真,难以揭示出回转误差运动的扰动因素与主轴位置、轴承流量和油膜力等因素之间的内在联系,因而不能从物理本质上合理解释静压主轴回转误差的形成机理。建立了液体静压主轴回转误差的动力学模型,采用全程动网格方法、平衡位置动网格方法和平衡位置油膜刚度阻尼等三种方法,定量再现了主轴从轴颈与轴承的同心初始位置到形成回转误差运动轨迹的过渡过程,揭示了静压主轴形成平均回转中心和回转误差时扰动因素与主轴合力、轴承流量和轴心位置之间的相互影响规律。采用最小二乘法对回转误差轨迹进行评价,对比分析了三种方法计算结果存在差异的原因,提出了可同时兼顾计算效率和计算精度的将动网格与油膜刚度阻尼相结合的回转误差计算方法。     

双边加载驱动桥整体传动误差测试分析技术

为对双边加载模式下汽车驱动桥装配状态下整体传动误差进行检测评价,依据驱动桥的双边加载特征对驱动桥的传动误差测试计算方法进行了改进,接着采用交流电封闭技术研发出一种模拟驱动桥实车工况的台架测试装置,然后对测试装置本身的误差进行分析并提出对应的误差控制方法。采用3个高精度角位移传感器同时测得驱动桥输入端和两个输出端的角位移信号,并在上位机软件上运用改进的驱动桥整体传动误差计算方法进行测试数据的计算分析。以某款乘用车驱动桥为测试分析对象,分别在同一转速下的200,400,600 N·m等不同转矩下测试其整体传动误差,并对数据进行对比分析,发现了该款驱动桥整体传动误差的变化规律,对驱动桥整体传动误差测试技术、分析方法提供了参考,同时对驱动桥质量评价提供了借鉴。     

定位误差的尺寸链解法

工件在机床夹具中定位时的定位误差就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动范围，它一般是由基准不重合误差和定位副制造不准确误差（亦称基准位移误差）组成的。在计算定位误差时，有两种计算方法：一种方法是分别计算出基准不重合误差和定位副制造不准确误差，然后把这两项误差迭加在一起；另一种方法是直接找出工序基准在加工尺寸方向上的两个极端位置，计算出这两个极端位置之间的距离。对于前一种方法，有时因两项误差变动方向相同而相加。有时因两项误差变动方向相反而相减。对于后一种方法，在确定工序基准的极端位置时，首先需要找…     

基准不重合误差的分析与研究

分别采用极值法和误差合成法计算同一个定位方案的基准不重合误差并得出了不同结果,由此证明了当定位基准与工序基准不重合时,基准不重合误差也可能等于零,这一结论与现有基准不重合误差的定义相矛盾。针对这一矛盾从宏观和细化两个不同的角度提出了对基准不重合误差的定义进行改正的两种解决方案。     

电火花加工电极间隙电场分布研究

以电极间隙电场分布为研究对象,通过求解拉普拉斯方程,推导得到了均匀电场中,微粒周围电场强度分布的解析表达式。通过数值仿真计算,得到了受电极尖角、微粒影响的电场分布云图。从解析计算和数值仿真计算两个方面分析了最大电场强度与电极间隙、微粒介电系数、微粒直径的关系。通过对两种计算方法得到的结果进行对比,找出了解析计算与数值计算结果存在误差的原因。     

关于零件热变形数值计算误差补偿研究

本文通过对零件传统热变形计算方法误差分析 ,指出了传统方法的误差产生原因 ,并由此给以改进 ,提出了新的热变形计算方法。本文对新旧方法的计算精度进行了分析 ,论证了新的热变形计算方法的优越性。     

星载微波组件的热设计与试验研究

星载微波组件是决定星载雷达系统性能的最重要、最复杂和最吊贵的子系统,文中介绍星载微波组件热设计的重要性及特点,通过研究接触导热和辐射散热两种热传导形式,提出了相应的结构设计的基本途径来提高组件的散热效果。文中还介绍了热真空试验的重要性以及它的目的和试验步骤。热真空试验为星载微波组件的工程设计和优化航天产品提供了一条重要参考依据。     

数控机床热误差特性分析

对数控机床在主轴空转和实切状态下的热误差特性进行了比对分析。利用模糊聚类和F统计量确定了最佳的分类及分类阈值,根据温度与热误差之间的灰色关联度确定出温度敏感点,进而建立补偿模型。对实验结果的分析表明,温度敏感点在两种状态下是动态变化的,不同状态下的补偿模型并不通用;实际生产中的热误差补偿应优选实切状态下的热误差模型。     

利用Zernike多项式分析超薄镜热变形

利用圆域上正交基-Zernike多项式拟合镜面温度场,将温度场转化为较有意义的模式,采用有限元方法进行了热变形的计算,其中针对空间大口径超薄镜面建立镜面模型,且暂不考虑重力,另外因超薄镜厚度很小,也不考虑轴向温度梯度的影响。通过计算利用Zernike多项式得到温度场产生的热变形,得到了不同温度模式产生的不同像差形式:即对于不同的温度场模式—温度整体变化(平移),一端凉且一端热(倾斜),中心与边缘温度不同(离焦热模式),以及像散热模式,彗差热模式,球差热模式导致的热变形分别主要表现为像差离焦,倾斜,离焦,倾斜,倾斜,球差。不同热模式在相同温差下产生的变形有数量级的差别,能够产生较大变形量的温度模式有离焦,彗差和球差,这意味着超薄镜对这些温度场比较敏感。计算和总结表明,利用Zernike多项式分解温度场,可以对热变形规律进行有效的分析,解决了镜面温度分布随时间变化使得热分析较为不准确的困难。     

运用多体理论和神经网络的机床热误差补偿

利用多体系统理论,在典型体的坐标变换中,加入了位移误差矢量和位置误差矢量,形成了具有普遍意义的坐标变换,根据机床拓扑结构的低序体阵列,建立了机床通用误差计算模型。同时,对机床的主轴热变形和床身热变形进行了建模和辨识,通过5个温度敏感点的监测,用常规的5点法对机床主轴热变形进行研究,运用神经网络方法(RBF)建立温度与变形参数模型,将误差参数集成到通用误差模型中。在Makino四轴加工中心进行试验研究,设计出一套多个凸台的空间曲面,比较了不同凸台上的4个点补偿前后空间轮廓数据,误差减少60%,补偿效果显著。     

Theory analysis and system identification methods on thermal dynamics characteristics of ballscrews

Empirical model of machine tools on thermal error has been widely researched, which can compensate for thermal error to some extent but not suitable for thermal dynamic errors produced by dynamic heat sources. The thermoelastic phenomenon of unidimensional heat transfer of ballscrews influenced by changeable heat sources is analyzed based on the theory of heat transfer. Two methods for system identification (the least square system identification and BP artificial neural network (ANN) system identification) are put forward to establish a dynamic characteristic model of thermal deformation of ballscrews. The model of thermal error of the X axis in a feed system of DM4600 vertical miller is established with a fine identification effect. Comparing the results of the two identification methods, the BP ANN system identification is more precise than the least square system identification.     

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。     

龙门数控机床主轴热误差及其改善措施

依据ISO和ASME标准建立龙门数控(Numerical control,NC)机床热误差测试条件,通过主轴恒转速和变转速热误差试验分析主轴箱温度场分布及其对主轴热误差的影响趋势。建立龙门机床误差元素模型,分析影响机床各坐标轴加工精度的主轴热误差分量。研究发现,主轴热误差和主轴箱温度存在单调对应关系,温度对主轴轴向的热伸长误差的影响要远大于主轴径向的热漂移误差,但温度变化相对各坐标变形存在热延迟和热惯性等特性。对主轴径向精度影响最大的热误差分量是由机床生热产生的同方向的偏移误差和与之垂直的偏转误差;对轴向精度影响最大的则是轴向的偏移误差。针对热误差特点和分布规律,提出结构优化、热平衡、误差补偿建模等3种减小热误差的措施,并对其各自优点进行了分析。     

无温度传感器的数控机床进给轴热误差补偿

分析了目前常见的进给轴热误差补偿方法的缺点,如需要多个温度传感器、模型的鲁棒性较差等。提出一种基于无温度传感器的、强鲁棒性的机床进给轴热误差补偿方法,在恒温环境下实现对运动生热导致的热误差的补偿。给出了热误差模型的推导过程以及应用ISIGHT平台进行参数优化的过程。热误差模型基于摩擦生热、热传导和散热机理实时预测滚珠丝杠的温度场,以实现预测并补偿丝杠热误差的目的。在一台立式加工中心VMC850上对x、y、z轴进行了热误差测试并给出了模型的仿真效果。在另一台立式加工中心VMC850上采用激光干涉仪进行了热误差补偿前后的对比试验和加工对比试验。试验结果表明,该热补偿方法具有很高的精度稳定性和强鲁棒性。     

Spindle thermal drift measurement using the laser ball bar

Thermally induced errors are major contributors to the overall accuracy of machine tools. An important component of thermally induced errors is the error associated with spindle thermal drifts. In this paper, a novel method is developed to measure spindle thermal drifts in machine tools using a laser ball bar (LBB) as the calibration instrument. The method is implemented on a two-axis CNC turning center. The LBB is used to measure the coordinates of the spindle center and the direction cosines of the spindle axis at various thermal states. The axial, radial, and tilt thermal drifts of the spindle are then computed from the changes in these coordinates. The new method is verified by comparing the spindle drifts measured with the LBB to those measured by capacitance gauges. The results obtained by the new method show good agreement with the capacitance gauge technique. The primary advantage of the new method is the ability to measure the spatial coordinates of the spindle center and direction cosines of the spindle axis with the same instrument used for measurement of the geometric errors of the machine axes.