数控车床主轴热变形误差检测及改善措施

热变形误差是影响高速高精密数控机床加工精度的主要因素,对机床主轴热变形进行检测与研究显得至关重要。以CAK3665数控车床主轴为研究对象,运用传热学经典理论对主轴系统的热源分布以及传热方式进行了介绍,并通过FLIR红外热像仪测温技术和激光测距技术对主轴温升与车床热变形进行了测量与研究,测得主轴中速连续运转270min时达到稳定温升,温度对主轴轴向的热伸长误差的影响大于主轴径向的热变形误差。最后,根据测量结果提出减小主轴热变形的措施。研究工作为车床主轴的进一步改进设计和热变形补偿提供依据。     

数控机床主轴温度控制及热变形测试与研究

以GMB2560龙门铣镗床主轴为研究对象,对数控机床热变形机理进行了分析,建立了温度场以及热变形测试方案,利用FLIR红外热像仪测温技术与米铱激光三角测量仪激光测距技术,对数控机床主轴箱的温度变化与分布数据,以及主轴各个方向的热变形进行了测量。实验测得,机床主轴的Z向伸长量较X、Y向变形量更大,机床的热态性能优异。测试结果为后续进行主轴系统的加工设计和热变形控制奠定了基础。     

某加工中心滑座的动态特性测试与优化

针对立式加工中心滑座的动态特性直接影响整机的加工精度等问题,以某型号加工中心为研究对象,采用有限元分析和试验分析相结合的方法,进行静动态特性分析。利用SolidWork软件进行三维模型的建立,使用Ansys Workbench软件对该加工中心进行动态特性分析,对关键尺寸进行灵敏度分析,选择对滑座性能影响较大的尺寸进行优化设计。采用遗传算法对不同的优化目标进行优化,最终得到优化后的加工中心滑座的前四阶固有频率和总质量有了明显改善,提高了机床加工的精确度。     

卧式数控机床主轴系统热特性测试及研究

数控机床主轴系统的热特性成为影响机床加工精度的主要因素之一,有必要对数控机床主轴系统的热特性进行相关的研究。以AH130卧式镗铣床为研究对象,分析了数控机床的热变形机理,对数控机床热变形进行了描述,构建了机床主轴热特性测试实验,利用FLIR红外热像仪测温技术、激光三角测距技术测得机床主轴箱温度场分布以及主轴热变形。实验研究发现,主轴上越靠近主轴后部其温升越快,并且主轴Z方向的伸长量大于X、Y方向的变形量,研究工作对数控机床主轴系统的优化设计以及进一步热分析提供了有效的支持。     

面向加工中心床身的改进BP神经网络优化系统

针对加工中心的动态特性直接影响整机的加工精度等问题,面向i5系列M4.5智能机床的动态特性需求,采用动态优化的原理,对机床的基础部件床身建立一种优化系统;该系统由需求分析、系统设计和智能优化模块组成。在传统的系统设计基础上,采用灵敏度分析,结合改进神经网络和遗传算法(BP-GA法)对床身进行多目标结构优化,从而提高加工中心的智能水平。结果表明,优化后的床身动态特性得到提高,为机床的优化提供了有效的理论依据。     

面向加工中心动态特性的立柱分析及优化设计

针对加工中心机床VMC850B的立柱进行结构优化设计,提出了一种基于神经网络和遗传算法优化的结构设计方法。基于有限元设计方法,建立立柱的三维模型,并运用ANSYS软件对立柱进行静力学分析和模态分析,采用不同的遗传算法优化结果对立柱进行优化设计,对优化结果进行静动态特性分析。结果表明,在保证立柱刚度和稳定性的前提下,优化后立柱的一阶固有频率有不同程度的提高,有效改善了立柱的动态性能,提高了整机的稳定性,为机床的进一步优化提供了有效的理论依据。     

数控车床主轴温度场分布检测与控制措施

数控车床主轴的热变形对加工产品的质量和精度有重要的影响,温度场的分布不均匀是导致热变形的主要因素。以CAK3665经济型数控车床主轴为研究对象,应用FLIR红外热成像仪测温技术对车床主轴的温度场展开测量,分析造成车床主轴的温度场分布不均匀的热源,测出随着车床主轴在中速下连续运转,各测点的稳定温度以及温升变化规律。提出改善温度场分布不均匀的方案,为后续进行热分析以及实现数控车床的高速高精密加工奠定基础。